球团工艺及生产.doc

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1、球团工艺及生产球团工艺及生产把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造 球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。球团矿生产的流程:一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序, 如下图所示。林检疝加物杓决心.谄石矢、吃土）riIy* -谨品球团矿的生产流程中，配料、混合与烧结矿的方法一致；将混合好的原料经造球机制成10-25m m的球状。1.球团矿的概念把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含

2、铁原料。球团生产与烧结生产一样，是为高炉提供“糖料”的一种加工方法，是将细磨精矿或粉 状物料制成能满足高炉冶炼要求的原料的一个加工过程。将准备好的原料（细磨精矿或其他 细磨粉状物料、添加剂等），按一定比例经过配料、混匀，制成一定尺寸的小球，然后采用干 燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结，这一过程即为球团生产过程,其产品即为球团矿。球团矿分酸性球团矿和碱性球团矿。 由于酸性球团矿生产操作较易控制, 且品位高，强度好，同时，高炉冶炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配合使用2.球团矿生产迅速发展的原因：天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用。铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高。过细

3、精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量。细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。球团法生产工艺的成熟。从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料。生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展。 技术经济指标显著提高。球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。球团矿具有良好的冶金性能：粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉 冶炼。球团矿生产中的主要设备:圆盘造球机：将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40 50）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水

4、在圆盘内滚动成球。【烧结设备】圆盘造球机工作原理圆盘造球机用于铁矿粉造球，它是各类球团厂的主要配套设备之一。将焦炭粉、石灰石粉或 生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时 由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为 40 50）布置的圆盘造球机，由机械传动旋 转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球，通过粒度刮刀将球的粒度控制在5 一 15毫米。造好的生球落入输送皮带上，经辊轴筛进行筛分，小于5毫米和大于15毫米的返回到混合机。主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机带式焙烧机：带式焙烧机工艺使球团焙烧的整个工艺过程一一干燥、预热、焙烧、冷却 都在一个设备上完

5、成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小 占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机带式焙烧工艺介绍带式焙烧工艺可以说是受带式烧结机的启示而发展起来的。1 、带式焙烧机不同于带式烧结机细磨铁精矿球团的焙烧和铁矿粉的烧结，在固结原理上有着本质上的不同，致使其在工 业生产技术上也有着很大的不同。因而要想把一般的烧结机改造成带式焙烧机将是十分复杂 和困难的。带式焙烧机从外形上看，和烧结机十分相似，但在设备结构上存在很大的区别。如，台 车的结构和支架的承力，风箱的分布和密封的要求.上部炉罩的设置和密封，

6、风流的走向（不 像烧结机那样是单一的抽风，而是既有抽风又有鼓风），布料方式，成品的排出和台车运行 速度等，都不相同，特别是本体的材质更是完全不同。为了能长期安全地承受最高焙烧气体 的温度（1300 C），而不得不采用耐高温性能极好的特殊合金钢。在国外带式焙烧机发 展的过程中，曾因材质不过关而一度受挫，而使得同时正在开发的链篦机一回转窑得到了极 大的发展。因为链篦机一回转窑工艺是将焙烧过程的最高温度段放在设有耐火炉衬的回转窑 中进行，这样就顺利解决了在高温焙烧中的材质问题。而带式焙烧机在使用铺底铺边料和台 车采用耐高温合金特殊钢的材质后才得以过关并获得大发展。2、带式焙烧机工艺的优点1）球团焙烧

7、的整个工艺过程一一干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工 艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现 焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。2） 能适应扩大生产规模的要求和实现大型化的要求。其最大已达到750 m2,单机产量 达500万t以上。3）对原料的适应性比竖炉强。这是因为在整个焙烧过程中，球团都处于静料层状态，不 会因升温过程中球团本身强度的变化（时高时低）和球与球之间的相对运动而产生粉末。因 而带式焙烧工艺基本适应于所有的矿种。4）由于热系统的合理设置和管路短，在理论上讲，带式焙烧机的热耗可以达到最低水平， 而且在实践中也创造

8、出了最好记录。3带式培烧机的缺点1）耐高温特殊合金钢的用量大、档次高。 在目前国产化的条件下有较大的难度， 特别在 质量方面很难保证。2）在生产过程中，对原料的稳定性要求高。这是由于焙烧（干燥、预热、焙烧、冷却） 的全过程均在同一个设备上进行，靠调整机速来改变球团在各阶段的停留时间是不可能的。 如要改变，除非改变上部炉罩的分段和风箱的配置，这将是十分麻烦的。因而带式焙烧机的建设一般适合于大型矿业公司和原料供应长期相当稳定的钢铁厂，例 如南美的一些厂家等。在日本，钢铁工业发展早期建设球团厂时，由于考虑到了原料来源的 复杂性，在设计和制造了带式焙烧机后，也没有采用。这是值得我们注意和思考的。3）成

9、品球团的质量有不均匀的现象。 由于球团在升温过程中，上下料层在各段炉罩的最 高温度下停留时间的长短相差很大，因而会影响到成品球团矿的最终强度。另外炉罩内温 度和在台车上多多少少存在的边缘效应，也会影响成品球团矿的质量。4）必须使用高热值的煤气和重油作燃料。使用煤的实践在工业上没有长期成功的经验。 鲁奇公司曾研究过一项在上部风罩中喷煤燃烧的专利技术，但仅在印度德穆克雷得厂使用了 一个月后就不再继续了。带式焙烧机工艺是一项十分成熟的球团生产工艺，但也受到一些条件（如原料、燃料和 设备制造材料）的制约，在采用该工艺时，需要十分认真地对待。【球团设备】带式焙烧机工作原理介绍带式焙烧机工作原理介绍：带式

10、焙烧工艺可以说是受带式烧结机的启示而发展起来的 1 、带式焙烧机不同于带式烧结机细磨铁精矿球团的焙烧和铁矿粉的烧结，在固结原理上有着本质上的不同，致使其在工 业生产技术上也有着很大的不同。因而要想把一般的烧结机改造成带式焙烧机将是十分复杂 和困难的。带式焙烧机从外形上看，和烧结机十分相似，但在设备结构上存在很大的区别。如，台 车的结构和支架的承力，风箱的分布和密封的要求.上部炉罩的设置和密封，风流的走向（不 像烧结机那样是单一的抽风，而是既有抽风又有鼓风），布料方式，成品的排出和台车运行 速度等，都不相同，特别是本体的材质更是完全不同。为了能长期安全地承受最高焙烧气体 的温度（1300 C），

11、而不得不采用耐高温性能极好的特殊合金钢。在国外带式焙烧机发展的过程中，曾因材质不过关而一度受挫，而使得同时正在开发的链篦机一回转窑得到了极 大的发展。因为链篦机一回转窑工艺是将焙烧过程的最高温度段放在设有耐火炉衬的回转窑 中进行，这样就顺利解决了在高温焙烧中的材质问题。而带式焙烧机在使用铺底铺边料和台 车采用耐高温合金特殊钢的材质后才得以过关并获得大发展。2、带式焙烧机工艺的优点1）球团焙烧的整个工艺过程一一干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工 艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现 焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。2） 能

12、适应扩大生产规模的要求和实现大型化的要求。其最大已达到750 m2,单机产量 达500万t以上。3）对原料的适应性比竖炉强。这是因为在整个焙烧过程中，球团都处于静料层状态，不 会因升温过程中球团本身强度的变化（时高时低）和球与球之间的相对运动而产生粉末。因 而带式焙烧工艺基本适应于所有的矿种。4）由于热系统的合理设置和管路短，在理论上讲，带式焙烧机的热耗可以达到最低水平， 而且在实践中也创造出了最好记录。3带式培烧机的缺点1）耐高温特殊合金钢的用量大、档次高。 在目前国产化的条件下有较大的难度， 特别在 质量方面很难保证。2）在生产过程中，对原料的稳定性要求高。这是由于焙烧（干燥、预热、焙烧、

13、冷却） 的全过程均在同一个设备上进行，靠调整机速来改变球团在各阶段的停留时间是不可能的。 如要改变，除非改变上部炉罩的分段和风箱的配置，这将是十分麻烦的。因而带式焙烧机的建设一般适合于大型矿业公司和原料供应长期相当稳定的钢铁厂，例 如南美的一些厂家等。在日本，钢铁工业发展早期建设球团厂时，由于考虑到了原料来源的 复杂性，在设计和制造了带式焙烧机后，也没有采用。这是值得我们注意和思考的。3）成品球团的质量有不均匀的现象。 由于球团在升温过程中，上下料层在各段炉罩的最 高温度下停留时间的长短相差很大，因而会影响到成品球团矿的最终强度。另外炉罩内温 度和在台车上多多少少存在的边缘效应，也会影响成品球

14、团矿的质量。4）必须使用高热值的煤气和重油作燃料。使用煤的实践在工业上没有长期成功的经验。 鲁奇公司曾研究过一项在上部风罩中喷煤燃烧的专利技术，但仅在印度德穆克雷得厂使用了 一个月后就不再继续了。带式焙烧机工艺是一项十分成熟的球团生产工艺，但也受到一些条件（如原料、燃料和 设备制造材料）的制约，在采用该工艺时，需要十分认真地对待。（竖炉焙烧工艺）TCS求团竖炉专利技术简介：到目前为止TCS求团竖炉突破了竖炉大型化这一国际难题， 成功地利用自身余热将助燃风温度预热到280oC以上。经河北省科学技术厅组织的国内球团专家委员会进行技术成果鉴定，确定为国内先进水平，取得了投资省、占地省、能耗低、成 本

15、低、质量高的实际生产效果，属于钢铁企业高炉精料的“短平快”技改项目。目前TCS竖炉的开发技术已走向系列化、大型化，年产 6.6万吨、10万吨、30万吨、50万吨、60万吨、70万吨、80万吨已经实施应用，100万吨已设计完成。我公司TCS竖炉已发展到第六代技术， 其中节能型TCS球团竖炉直接利用生产过程产生的 600800C冷却风作助燃风，充分利用余 热减少了热量损失，节约了能源。TCS球团竖炉专利技术特点：1 ）炉顶气动布料器，结构简单，工作可靠。2）上下两层烘干床，烘干面积大，且气体温度可分区控制因而可实现变 温变向慢速干燥，减少了过湿现象和爆裂现象。3 ）烘干床具有气筛和固定筛作用，可将

16、大部分粉末和返矿提前分离并排出炉外，改善了焙烧带料柱透气性和气流分布，增强了对原料 和操作波动的适应能力，使 TCS球团竖炉的利用系数高达 7 8.33 （t/m2?h）。4 ）焙烧带喷 火口和燃烧室置于炉子内部，从内向外烧，充分利用边缘效应，提高了喷火口对面外墙附近 低温区域的气流量和温度，使整个焙烧带气流和温度分布趋于均匀合理。5 ）环型焙烧带的特性。不需加大焙烧带的宽度，即可方便设计出较大焙烧带面积， 有利于竖炉的大型化。6 ） 燃烧室、焙烧带、干燥带、防过湿带可分区独立计算机检测和控制，大大提高了操作精度， 通过调试和操作可使各项参数达到最佳。7 ）环型导风墙置于焙烧带大墙外侧，结构强

17、度高且不易堵塞。8 ）炉内冷却能力大，平均出球温度可降至 300E以下，既提高了能量利用率， 又省去了炉外配置大型冷却机所带来的额外投资和环保问题，使环保更易达标。9 ）炉顶变频控制的环形排料车，结构简单可靠，能实现无级调节，可实现与布料的良好配合。10 ）TCS球团竖炉的焙烧带有效高度大于矩型 SP球团竖炉，但由于采用了自立式结构，其总高度 降低，因而可节省皮带长度和总占地面积。11 ） TCS球团竖炉回收了干燥系统的废气余热以预热助燃风，使助燃风平均温度达到 260-310 C,并且燃烧室压力仅为68kPa,（节能型竖 炉使助燃风温度达600E以上，燃烧室压力仅为1215kPa。），因而可

18、减少电耗和煤气消耗， 正常生产状态下，高炉煤气消耗已降至 170220m2/吨球，另外TCS球团竖炉结构简单，维修 费用低。12 ）由于上述综合原因使TCS球团竖炉与同规模矩形SP球团竖炉相比，投资和占 地均节省三分之一，能耗低，成品球团加工成本低10元/吨球。TCS酸性氧化球团竖炉，以最低的投资解决高炉炼铁厂的精料和最佳合理炉料结构问题。是钢铁企业技术改造和铁矿山 选矿厂铁精粉深加工的低投资高效益项目。大型现代化TCS环形球团竖炉，可大幅度提高炼铁高炉的入炉品位和精料水平，为提高炉顶压力，富氧大喷煤打下良好基础，降低生铁成本， 提高炼铁高炉的产量和生铁质量，从而大大提高炼钢和连铸机的效率，降

19、低炼钢的钢铁料消 耗和成本，延长高炉和转炉炉龄，是钢铁企业挖潜增效的短平快项目。它具有规模大、质量高、成本低、占地少、投资低、电耗低、效益高、施工周期短、见效快等特点。以优质竖炉球团矿代替低质量球团和生矿，与高碱度烧结矿配合使用是精料的根本，由于TCS竖炉球团品位高达63%65%, FeO氐于2%,特别是还原粉化率等高温冶金性能大大优于进口富矿 块和低质量球团，将使整个钢铁企业的经济效益产生大的飞跃，经济效益好的钢铁企业无一 不是走精料这条路。竖炉焙烧工艺是世界上最早采用的球团焙烧方法。其生球的干燥、预热、培烧、冷却都 在一个矩形竖炉内来进行和完成。它包括由炉墙组成的炉膛，设于炉膛下端的锁风卸

20、料装置， 炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊，炉墙下部设有供风喷口，炉膛内设有与 炉膛内外相通的燃料管道，所述燃料管道炉膛内部分设有燃料喷嘴。它结构简单，燃料直接 在炉内燃烧，炉宽方向温度均匀，热效率高，焙烧带供热足，球团产量高，质量均匀。竖炉 焙烧工艺包括由炉墙组成的炉膛，设于炉膛下端的锁风卸料装置，设于炉膛上部的球团料进 口和设于炉膛内中部的破碎辊，其特征在于：炉墙下部设有供风喷口，炉膛外设有与炉膛内 相通的燃料管道，所述燃料管道炉膛内部分设有燃料喷嘴。竖炉是最早用来进行铁矿球团生产的工艺设备，竖炉法生产球团具有结构简单、制造材 质无特殊要求、基建投资少、热效率高、操作维修方便等

21、特点。竖炉齿棍料机是竖炉球团的 核心部分。齿棍在炉体中具有破碎料柱、托料、卸料三大功能。其驱动形式有七辊单动式、 七辊联动式、四动三定单动式、四动三定联动式、三动二定式（一般用于5m2或者6m2竖炉）。 齿辊形式：1、分体式齿辊；2、整体式齿辊；3、三估式齿辊。齿辊直径； 620、 600、 570、 560、 540、 520 等。球团原料目前，国内链篦机-回转窑球团厂使用的含铁原料基本上有以下几种：（1）钢铁公司所属矿山生产的铁精矿，如鞍钢所属矿山（弓长岭、大孤山）、本钢所属矿山（南芬、歪头山）、首钢所属矿山（水厂、大石河）、太钢所属矿山（峨口）、武钢所 属矿山（程潮）等，上述矿山所产铁精

22、矿质量较好， 磁铁矿品位一般在67%68%且粒度细, 是生产球团矿的良好原料。其中一些矿山采取了提铁降硅新工艺，使精矿品位大幅度提高，SiO 2降至5%以下，而精矿粒度变得更细，更适合球团矿生产。（2）地方中小企业及小矿山生产的铁精矿，这部分铁精矿大多为磁铁精矿，含硫、磷及有害杂质低，含铁品位通常在 62%64%左右，粒度偏粗，一般-200目占60%70%用作生 产球团矿的原料时，需细磨处理。目前，国内球团厂常用的办法是采用润磨机或高压辊磨机 处理，以提高铁精矿细度，增加其表面活性。（3）进口赤铁精矿，从理论上讲，使用赤铁精矿、磁铁精矿或赤磁混合铁精矿作原料， 采用链篦机-回转窑工艺均可生产出

23、高质量的球团矿。 国外球团厂使用赤铁精矿、磁铁精矿或 赤磁混合铁精矿的都有。但相比之下，使用磁铁精矿作原料时所需热耗较低，单位产量高； 而使用赤铁精矿，相应的热耗高，单位产量低。这是由于两种铁矿物组成不同所导致的差异。 磁铁矿的化学成分是Fc 3O4,赤铁矿是Fc 2O3。磁铁矿在预热过程中氧化为赤铁矿，同时 大量放热，产生再结晶从而提高强度。而赤铁矿却不发生放热反应，需要在较高预热温度下， 经过较长预热时间才能促进其再结晶过程进行。由于赤铁矿的这种特性，预热时间要长，特 别是预热温度要高，焙烧温度也较高。因此，相同规格的设备，使用不同原料时，其产量、 热耗、设备寿命均不同。相对而言，使用赤铁

24、矿时工艺难度增加，对设备质量要求更高。因 此，使用赤铁精矿的球团厂都寻求配加部分磁铁精矿的生产模式。从以上情况看，关于球团原料问题，应做以下几方面的工作：第一，细磨精矿粉。使精矿粒度从目前的-200目占60%- 70%提高到85%以上，铁品位提 高到68%以上，同时降低S1O 2含量到5%以下，以满足球团生产要求。第二，加强赤铁精矿用于球团生产的研究。 根据国情，寻求以赤铁精矿为主， 配加磁铁精 矿生产优质球团矿的技术条件。第三，调整目前的原料深加工和炉料结构。 降低国内磁铁精矿用于烧结的比例， 增加进口 赤铁矿粉用于烧结。充分利用国内资源优势，将大量优质铁精矿，尤其是磁铁精矿用于球团 矿生产

25、。热工制度其特点是：鼓风干燥段的低温热风来自环冷机第三冷却段；抽风干燥段热源是来自链篦 机预热U段的回收热废气；预热I段热源是来自环冷机二冷段的热废气；预热U段热源是来 自回转窑窑尾的热废气；环冷机第一冷却段高温热风直接入窑作二次风。实践证明，这种风 流系统是合理、可靠的，对原料适应性强，热利用率高。国内很多球团厂正是因为选用了合 理的风流程，才能保证投产成功。风是工艺过程的传热介质，风量分配是各段热量需求的体 现，热量平衡是靠风量平衡来完成的。因此，确定风流程以后，风机的选取是建立风量平衡 的关键。在确定风机能力时，要充分考虑风流系统中的漏风率、阻力和风温变化，将其计入 平衡系统中。这是风平

26、衡中较难控制的变数，如果考虑不足，没有调节余地，势必影响产量； 而风量过剩，则造成浪费。因此，寻求最佳的风机参数，也是一项需要探讨的技术问题。确定合理的热工制度是保证链篦机-回转窑工艺成功的关键。因此，应根据不同矿石性 质和对产、质量的要求，选择链篦机、回转窑、环冷机的工艺参数，制定合理的工艺风流程 及干燥、预热、焙烧制度，以保证生产过程顺利进行，获得最佳指标。链篦机-回转窑工艺的热工制度应从以下两个方面体现：(1) 风量平衡(2) 热量平衡通过热平衡分析能找出各工艺段热能分配比例和热利用效率，进而可以帮助找出增加产量和降低消耗的途径。目前，国内链篦机-回转窑球团生产已经走出摸索生产的 初级阶

27、段，技术上有了跨越。因此，提高产量和降低消耗应该是今后工作的重点，而掌握热 平衡，从热量收支中找出增产节能的措施是十分关键的。燃料链篦机-回转窑工艺可以使用的燃料有天然气、高热值煤气、重油及煤。从我国的实际 情况出发，建在矿山的工厂多以煤为燃料，建在冶金厂的多以煤气为燃料，而天然气和重油 受国情所限目前还没有使用。以煤气作燃料的球团厂，操作灵活、方便、干净，投资少，但气源受到限制。使用煤气 时，最好是焦炉煤气或热值在1254MJ / m 3 (3000 kcal / m3)以上的高炉、焦炉混合煤 气，若热值太低，不能保证焙烧时有足够的供热强度和氧化气氛，会影响球团矿质量。以煤 作燃料的厂，由于煤资源在我国比较丰富，因此成本低，价格波动也小。但链篦机-回转窑以 煤为燃料时，必须有以下三个要素作保证：(1) 选择适合的煤种；(2) 控制煤粉粒度及给煤量；(3) 采用合适的烧嘴，控制火焰状况。链篦机-回转窑球团厂的用煤标准一般为：发热值 2299MJ / kg;灰分14%挥发 分18%灰分在氧化气氛下初变形温度1400C。从目前一些球团厂的生产情况来看，可选 用的煤种较多。