球团理论与工艺-5球团矿的还原性状
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球团理论与工艺5
• 11.3 影响球团矿直接还原因素
1）衡量金属化球团矿质量的指标 ） 不同性质用于不同用途（电炉、高炉） 不同性质用于不同用途（电炉、高炉） 指标：含铁量、金属化率、脉石总含量、有害杂质含量（P、S 指标：含铁量、金属化率、脉石总含量、有害杂质含量（ 、 等）、含C、粒度组成及机械强度 ）、含 、 电炉炼钢用DRI 电炉炼钢用 TFe > 90% 金属化率 > 90% S < 0.02% P < 0.045% Cu+Pb+Zn+…<0.02% 脉石总量（SiO2+Al2O3+CaO+MgO等）<4~5% 脉石总量（ 等
• 11.2球团还原机理及结构变化 11.2球团还原机理及结构变化 11.2.1球团矿还原机理 11.2.1球团矿还原机理 1）还原方法 铁氧化物球团矿，或任何颗粒被H2或CO还原时， 铁氧化物球团矿，或任何颗粒被H2或CO还原时，在还原 H2 还原时 剂作用下， 剂作用下，呈逐级性和带状发展 ①逐级性的发生还原反应 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe Fe2O3→Fe3O4→Fe ②呈带状发展 *反应速率服从未反应核模型 *先接触还原剂先还原，使还原反应逐渐向核心推进 先接触还原剂先还原， *球团矿还原时，先还原的金属外壳不断增厚 球团矿还原时， 注：若球团矿粒径小，孔隙率高或内配还原剂时，还原方式仅 若球团矿粒径小，孔隙率高或内配还原剂时， 具有逐级性而无明显的呈带性 （>570℃） >570℃） （<570℃） <570℃）
表1 不同直接还原工艺的主要特点比较
工艺 Arex Circofer Circred Day DRC Fastmet Finmet HYL Ⅲ 炭化铁 Inmetco MIDREX SL/RN 原料 球团/块矿 粉矿 粉矿 球团/块矿 粉矿 粉矿 球团/块矿 粉矿 粉矿 球团/块矿 球团/块矿 还原剂 煤气 碳 煤气 碳 碳 煤气 煤气 煤气 碳 煤气 碳 还原设备 竖炉 流化床 流化床 回转窑 转底炉 流化床 竖炉 流化床 转底炉 竖炉 回转窑 温度 中等 高 低 高 非常高 中等 中等 低 非常高 中等 高 压力 低 中 中 常压 常压 高 中 中 常压 低 常压 成本(美元/吨) 150 200 190 270 175 220 190 230 170 180 240
球团矿生产原理及工艺
带 式 焙 烧 机
带式焙烧机断面图
主要生产装置：
竖炉 带式焙烧机 链箅机—回转窑
各种设备在球团生产所占的份额
球团生产理论
粉矿造球机理
生球生成概述：
细精矿在配加了少量粘结剂并添加7~10%的水后，在毛细水作用 下，在滚动的外界作用力下生成生球。
水分在生球形成过程的作用。
结合水：不能自由移动
• 分子水：颗粒表面结合的水。 • 吸附水：吸附子矿物颗粒表面的水。
影响球团氧化固结的因素
焙烧气氛
氧化气氛最合适，保证焙烧气体的氧化性非常重要。
焙烧温度
磁铁矿原料的球团的焙烧：1150℃附近。 赤铁矿原料球的团的焙烧：1300~1350℃。
球团矿碱度
通常是自然碱度的酸性球团 自熔性球团矿
MgO含量：
MgO的作用。
焙烧温度与成品球常温强度
自熔性、含MgO球团高温的性能
熔剂性球团矿成分
烧成温度与抗压强度的关系
焙烧温度与球团强度的关系
球团烧成温度、时间和抗压强度的关系
球团的气孔率
球团矿生产工艺
球团矿制造工艺
工艺包括：
粉矿干燥：精矿往往水分过高。回转窑湿干燥机 配料：矿粉、粘结剂、熔剂。配料室 混合（配底水）：保证混合均匀，底水合适。强力混合机。 造球和筛分：造球机（圆筒式或盘式造球机）造球，滚筛筛 分获得粒度8~16mm的生球，合适的落下强度和抗压强度。 布料：防止布料过程球的破碎 干燥：~400℃附近，防止产生裂纹和爆裂。 预热：→900~1100℃保证预热球强度，防止爆裂。 焙烧（均热）：获得要求的强度 冷却：回收热量，方便运输。
摆动
索状
毛细
泥浆
生球生成过程
母球生成：
球团矿生产原理及工艺
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球团矿生产原理及工艺
球团矿生产设备
n 原料准备处理设备
u 干燥机 u 混料机 u 润磨机
n 造球设备
u 圆盘造球机 u 圆筒造球机
n 干燥和焙烧设备
u 竖炉焙烧装置 u 环形焙烧装置 u 带式机焙烧装置 u 链箅机—回转窑焙烧装置
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球团矿生产原理及工艺
各种混合机
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球团矿生产原理及工艺
SiO2含量与球团膨胀率的关系
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球团矿生产原理及工艺
碱度与球团膨胀率的关系
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球团矿生产原理及工艺
配加白云石对结圈发生比的影响
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球团矿生产原理及工艺
球团质量指标
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球团矿生产原理及工艺
各种条件的球矿生产原理及工艺
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2020/11/23
球团矿生产原理及工艺
工艺概述
n 概述
u 工艺概述：
球团矿生产是将细粒度的精矿粉在水的作用下，在造球设备中生成 含水7~11%的生球；在干燥预热设备中干燥并预热到900~1000℃； 在1150~1350℃的焙烧装置中进行高温焙烧；在冷却设备中冷却至 100~150℃。产品球团粒度在8~15mm，抗压强度在1500~2500N/ 个球。
分获得粒度8~16mm的生球，合适的落下强度和抗压强度。 F 布料：防止布料过程球的破碎 F 干燥：~400℃附近，防止产生裂纹和爆裂。 F 预热：→900~1100℃保证预热球强度，防止爆裂。 F 焙烧（均热）：获得要求的强度 F 冷却：回收热量，方便运输。
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球团矿生产原理及工艺
球团理论及工艺
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""第四篇球团理论及工艺第一章球团技术概述第一节球团概述一、球团的概念球团是人造块状原料的一种方法，是一个将粉状物料变成物理性能和化学组成能够满足下一步加工要求的过程。
球团过程中，物料不仅由于滚动成球和粒子密集而发生物理性质，如密度、孔隙率、形状、大小和机械强度等变化，更重要的是发生了化学和物理化学性质，如化学组成、还原性、膨胀性、高温还原软化性、低温还原软化性、熔融性等变化，使物料的冶金性能得到改善。
球团的基本任务除利用精矿和粉矿制成球状冶炼原料外，还可生产用于直接还原的金属化球团矿以及将其应用于综合利用回收有用金属。
二、球团方法分类造块方法可分为三类：烧结、球团和压团。
压团是发展最早的一种造块方法，且过程简单，其产品团块可直接使用或者经过热处理后再使用。
团块的冶金性能良好，但加工成本较高。
同时与需要造块的铁精矿或粉矿的巨大数量相比，压团设备的生产能力有限。
所以，铁矿石压团法并未能在钢铁工业中得到发展。
・!"#・第一章球团技术概述球团法是一种新型造块方法，自投入使用以来发展迅速。
其产品不仅用于高炉，而且用于转炉、平炉或电炉。
球团矿与压团团块相比，具有以下几点优越性：（!）适于大规模生产；（"）粒度均匀，能保证高炉炉料的良好透气性；（#）孔隙率高，还原性好；（$）冷态强度高，便于运输和贮存，不易破碎等。
球团理论与工艺球团焙烧的理论基础
4 球团焙烧旳理论基础
4.3球团焙烧旳固结机理 固相固结 （1）固相固结旳实质
固相固结：球团内旳矿粒在低于其熔点旳温度下旳相互粘结， 并使颗粒之间连接强度增大。
在生球内颗粒之间旳接触点上极难到达引力作用范围。但是，高 温下晶格内旳质点在取得一定能量时，能够克服晶格中质点旳引力， 而在晶格内部进行扩散。
所以O2-比铁离子旳扩散慢得多。
4 球团焙烧旳理论基础
B 氧化速度 磁铁矿球团氧化过程 ①在低温下，磁铁矿表面形成很薄旳γ-Fe2O3，伴随温度升 高，离子旳移动能力增长，此γ-Fe2O3层旳外面转变为稳定旳 α-Fe2O3。 ②温度继续提升，Fe2+扩散到γ-Fe2O3和Fe3O4界面上，充填 到γ-Fe2O3空位中，使之转变为Fe3O4，Fe2+扩散到γ-Fe2O3和 O2界面，与吸附旳氧作用形成Fe3+，Fe3+向内扩散，同步， O2-向内扩散到晶格旳结点上，最终全部成为α-Fe2O3。
4 球团焙烧旳理论基础
4.2球团预热 预热（300～1000℃）是生球干燥后，在进入焙烧之前旳一
过渡阶段。 在预热过程，多种不同旳反应，如
磁铁矿转变为赤铁矿 结晶水蒸发
水合物和碳酸盐旳分解 硫化物旳煅烧等
4 球团焙烧旳理论基础
4.2球团预热
这些反应是平行进行或者是依次连续进行旳，对成品球旳 质量和产量都有主要旳影响。
①充分旳反应时间；
②足够旳温度；
③界面能继续减小
旳条件下，这些颗粒便聚结，
进一步成为晶粒旳汇集体。
4 球团焙烧旳理论基础
（2）固态下固结反应旳原动力
细磨物料（铁精矿）具有高度旳分散性，具有严重旳晶格 缺陷，表面自由能高，处于不稳定状态，具有很强旳降低其能 量旳趋势。
球团矿生产原理和工艺
烧结与球团的区别
4）固结成块的机理不同： 烧结矿是靠液相固结的，为了保证烧结矿的强度， 要求产生一定数量的液相，因此混合料中必须有燃 料，为烧结过程提供热源。而球团矿主要是依靠矿 粉颗粒的高温再结晶固结的，不需要产生液相，热 量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加燃料。
烧结与球团的区别
5）生产工艺不同： 烧结料的混合与造球是在混合机内同时进行的，成 球不完全，混合料中仍然含有相当数量未成球的小 颗粒。而球团矿生产工艺中必须有专门的造球工序 和设备，将全部混合料造成10～25mm的球，小于 10mm的小球要筛出重新造球。
• 经过一段时间的加热后。生球的内外温度趋于平 衡，此时生球的干燥主要受导湿现象的支配，内部 水分不断向表面迁移，表面水分不断汽化，直到表 面蒸汽压力与介质中的水气分压相等为止，至此干 燥过程结束。
生球的破裂温度
• 生球在干燥过程中随着水分的蒸发体积收缩。因干 燥过程是从表面向内部扩展的，所以内外体积收缩 的程度不同，表面层的体积收缩大于内部，于是表 面层受拉力，与拉力成45°角的方向上又受剪力， 内部则受压力。当生球表面所受拉力和剪应力超过 其抗拉强度和抗剪强度极限时，生球就要破裂。这 种生球的破裂现象，
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 当生球中含有CaO，在强氧化性气氛和1300℃以 下焙烧时，CaO可与Fe2O3作用生成CaO·Fe2O3粘 结相。因为这种矿物的还原性和强度都比较好，所 以在渣相固结中它是一种较好的固结形式。
生球焙烧之前必须进行干燥
• 生球焙烧之前必须进行干燥处理，这对提高球团矿 的产量和质量都有十分重要的意义。未经干燥的生 球直接焙烧，在预热和点火时，由于加热过急，水 分蒸发过快，发生生球爆裂现象．一部分球团粉化， 恶化料层透气性，焙烧时间延长，球团质量下降， 废品率增加。所以生球干燥是整个球团矿生产过程 中非常重要的一环。应予充分重视。
铁矿球团基本理论要点
鞍钢弓长岭矿业公司
铁矿球团基本理论要点
(二)球团方法分类
目前铁矿球团法和烧结法一样，已经成为人造富矿的主 要方法之一，得到了广泛应用。铁矿氧化球团矿，主要采用 竖炉法、带式焙烧机法、链篦机——回转窑法三种工艺生产。 最近，中南大学烧结球团研究所又成功开发出“酸性球团矿 烧结机焙烧新工艺”。 根据球团矿固结温度和气氛的差异，球团法所得产品可 分为：氧化球团矿、冷固球团矿、金属化球团矿等。 按照球团矿的碱度一般分为：酸性球团矿和熔剂性球团 矿。 目前世界各国仍以生产酸性球团矿为主。
鞍钢弓长岭矿业公司
铁矿球团基本理论要点
四、球团固结机理
球团焙烧固结就是生球在高温作用下，通过固体质点扩 散，形成连接桥及少量的液相把固体颗粒粘结起来，使之具 有足够机械强度的过程。 球团矿固结机理与烧结矿不同，球团矿的固结主要靠固 相粘结，通过固质点扩散反应形成连接桥、化合物或固溶体 把颗粒粘结起来。但因球团原料中不可避免地要带进少量 SiO2 ，或由于球团矿质量要求在球团中需添加某些添加物， 在球团焙烧过程中形成部分液相，这部分液相对球团固结起 着辅助作用。因此，球团矿的固结是属固－液型。不过它的 液相量比例很少，一般不超过5%～7%，否则球团矿在焙烧过 程中会相互粘结，影响料层透气性，导致球团矿质量降低。 因此，从球团矿固结机理看，球团矿中含SiO2越少越好有一定数量SiO2时，若焙烧在 还原气氛或中性气氛中进行，或Fe2O3氧化不完全， 那么在焙烧温度1000℃时即能形成2FeO·SiO2。 2FeO·SiO2熔点低，且极易与FeO及SiO2再生成熔 化温度更低的低熔体。因此，在冷却过程中，因液 相的凝固，而使球团固结。 2FeO·SiO2在冷却过程中很难结晶，常成玻璃 质，性脆、强度低，且高炉冶炼中难以还原，因此 渣键连接不是一种良好的固结形式。
球团理论与工艺课件
发展新型球团生产工艺的探索与实践
探索新型干燥技术
研究新型的干燥技术，如微波干 燥、真空干燥等，提高球团矿的
干燥效果和降低能耗。
探索新型焙烧技术
研究新型的焙烧技术，如脉冲焙 烧、悬浮焙烧等，提高球团矿的
焙烧效果和降低能耗。
实践新型生产工艺
将新型的生产工艺应用于实际生 产中，如连铸连轧、短流程等，
提高生产效率和降低成本。
冷却
将焙烧后的球团进行冷却处理，以防止其过 热或产生裂纹，同时使球团矿的内部结构更 加稳定。
04
球团生产质量控制
原料质量与配料控制
原料质量
确保球团原料如精矿、熔剂等的质量稳定， 并严格控制粒度、品位等参数。
配料控制
根据球团矿的质量标准，精确控制配料比例， 确保球团矿的冶金性能和物理性质。
成球质量与焙烧控制
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T行破碎、筛分、冷却等处理，得到最 终的产品。
02
球团理论基础
球团形成的物理化学基础
1 2 3
粉矿的表面性质 粉矿的表面能、粉矿的比表面积、粉矿的表面电 性。
球团形成的润湿性 粉矿的润湿性、添加物对润湿性的影响、温度和 压力对润湿性的影响。
球团形成的粘结机制 机械力粘结、化学反应粘结、分子间粘结。
球团生产的工艺流程
原料准备
包括细磨矿石、精矿粉或返料的准备，以及 黏结剂和水的添加。
造球盘上滚动成球
将原料和黏结剂混合后，在造球盘上滚动成球。
干燥
对成型的球团进行干燥，去除多余的水分。
预热
将干燥后的球团进行预热处理，提高球团的温度。
焙烧
将预热后的球团进行焙烧，使球团矿化并获得所 需的强度和冶金性能。
环保设施与运行管理
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5 球团矿的还原性状
5.1 球团矿还原机理
5.1.4 球团还原反应机理
（2）金属铁向需要还原的铁氧化物内扩散。 反应式为：
Fe3O4+Fe→4FeO Fe3+变成Fe2+，Fe2+ 在Fe2O3层内扩散形成饱和状态，转变 为FeO，为外层提供浮士体。
5 球团矿的还原性状
5.1 球团矿还原机理 5.1.4 球团还原反应机理 （3） 较高级氧化铁在其晶界面上转变为较低级铁氧化物 反应式为： 4Fe2O3+Fe→3Fe3O4 金属铁向更内层扩散，供给Fe3+电子使其变为Fe2+，Fe2O3晶 格出现畸形，经过晶格重建后转变为Fe3O4。
5 球团矿的还原性状
*高炉冶炼过程概述
高炉炼铁的本质 是铁氧化物的还原 过程
即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁 矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状 态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、 Fe3O4· 2等）还原为液态生铁。 TiO
5 球团矿的还原性状
*高炉冶炼过程概述
（1）块状带 炉料中水分蒸发及受热分解，铁矿 石还原，炉料与煤气热交换；焦炭与 矿石层状交替分布，呈固体状态；以 气固相反应为主。 矿焦保持装料时的分层状态，与布 料形式及粒度有关，占BF总体积60% 主要反应： 水分蒸发；结晶水分解 除CaCO3外的其它MCO3分解 间接还原 碳素沉积反应（2CO=C+CO2）
5 球团矿的还原性状
高炉冶炼要求炉料在各还原阶段应具有足够的稳定性和透 气性，即球团矿应具有良好的还原性状。 球团矿的还原性状是指： （1）球团矿在高炉中还原时的体积膨胀； （2）球团矿还原后的强度。 一般以膨胀率和高温还原粉化率来表示。 膨胀率指球团矿膨胀之后的体积与正常情况下（没 有膨胀时）的体积之比。
5 球团矿的还原性状
*高炉冶炼过程概述
（2）软熔带 炉料在该区域软化，在下部边 界开始熔融滴落；主要进行直接 还原反应，初渣形成。 矿石层开始熔化与焦炭层交互 排列，形状受煤气流分布与布料 影响，可分为正V型，倒V型，W 型 主要反应： Fe的直接还原；Fe的渗C； CaCO3分解 C+CO2=2CO
5 球团矿的还原性状
5.1 球团矿还原机理 5.1.4 球团还原反应机理
以上连续步骤构成了球团逐段呈带状的还原全过程即： Fe2O3 → Fe3O4 → FexO → Fe 赤铁矿 磁铁矿 浮士体 金属铁
5 球团矿的还原性状
5.2 还原过程中球团矿结构的变化 （1）还原过程中球团矿体 积的变化
赤铁矿球团在还原过程 中，任何情况下体积都会 膨胀 磁铁矿球团在还原过程 中不产生体积膨胀
体积膨胀约11%
5 球团矿的还原性状
5.2.1 晶格变化引起的球团矿体积变化
（1）赤铁矿还原过程中体积变化的原因
②同一赤铁矿晶体的还原速 度呈各向异性，除了体积增大 外，还生成不同厚度的磁铁矿 层。 在各晶界面上形成压力，使 晶体结构破裂。
5 球团矿的还原性状
5.2.1 晶格变化引起的球团矿体积变化 （1）赤铁矿还原过程中体积变化的原因
5 球团矿的还原性状
*高炉冶炼过程概述 （5）渣铁聚集区 在渣铁层间的交界面及铁滴穿 过渣层时发生渣金反应。 渣铁分层存在，焦炭浸泡其中。 主要反应： 渣铁间脱S， Si、Mn等元素还原
还原反应是高炉内的最基本反应。炉料从 高炉顶部装入后就开始还原，直到下部炉缸， 除风口回旋区外，几乎贯穿整个高炉冶炼的 始终。
FenOm+mCO(mH2)nFe+mCO2 (mH2O)
就反应动力学观点此过程的可分为三个单独反应 环节
5 球团矿的还原性状
5.1 球团矿还原机理 5.1.4 球团还原反应机理 （1）铁氧化物粒子表面脱氧，直到浮士体还原为金属铁 反应式为： FeO + H2 (CO) → Fe + H2O (CO2) Fe2O3或Fe3O4还原时，表面的氧直接被吸附的H2 (或CO)夺 去，电子空位(Fe3+)吸附H2，H2被吸附后形成H吸+，放出电子 使Fe3+变为Fe2+，形成浮士体。 浮士体与H2作用。在H2/FeO相界面的O2-被吸附的H吸+除去， Fe2++2e不断填充FeO内的空位，形成金属铁。
5 球团矿的还原性状
5.2.3 碱度变化引起球团矿结构变化 （1）高碱度时，脉石含量越 大，容许膨胀范围越宽。 （2）碱度对球团矿膨胀性 的影响随着脉石含量的增大 而减小，当脉石含量超过 10%后，影响便失去作用。
5 球团矿的还原性状
5.2.3 碱度变化引起球团矿结构变化 （1） 碱度低于0.1的酸性球团矿特性 在碱度低于0.1的酸性球团矿情况下，脉石主要以 SiO2形态存在。 球团矿的强度依靠多晶体结构的赤铁矿键获得，具 有很多气孔。 还原过程低温下就可发生，使整个球团体积开始产 生结构变化。 铁橄榄石可减轻球团矿的进一步膨胀和粉化，可作为高 酸性球团矿还原过程中的稳定剂。 需要：脉石含量应大于5%，较低的还原温度下。
体积膨胀会造成 什么后果？
5 球团矿的还原性状
5.2 还原过程中球团矿结构的变化
（2）体积膨胀与球团强度 的关系
球团矿还原过程中的体积
膨胀同抗压强度的下降按相 反方向发展。 即球团矿体积的变化必然 引起机械强度的变化，低机 械强度与高膨胀率是相关联 的。
5 球团矿的还原性状
5.2 还原过程中球团矿结构的变化 （3）球团矿还原体积膨胀理论 1）球团内气体压力增大引起异常膨胀。在较高的还原速度下， 球团内部CO2、H2O气体生成速度大于其通过气孔向外扩散的 速度时。
不论矿石种类和添加剂种类， 凡焙烧不足，初始机械强度低
的球团矿，在还原过程中均产
生体积膨胀和粉化。
5 球团矿的还原性状
5.2 还原过程中球团矿结构的变化
5.2.1 晶格变化引起的球团矿体积变化 （1）赤铁矿还原过程中体积变化的原因
①赤铁矿还原成磁铁矿过程 中的体积膨胀，使磁铁矿层厚 度增大，超过原来赤铁矿层厚 度。
但大约10%以上的脉石含量能减轻球团矿结构的破坏， 因为脉石能作为骨架保持球团矿结构。
5 球团矿的还原性状
5.2.3 碱度变化引起球团矿结构变化 （3） 碱度大于0.6的球团矿特性 CaO含量较多，同时生成玻璃质相和铁酸钙。 还原过程中生成金属铁皮，不生成铁晶须，这种金属 铁在铁酸盐颗粒周围形成同心层，抑制球团矿的进一步 膨胀。
5 球团矿的还原性状
高炉炉况恶化， 如炉内透气性变 坏，炉尘明显增 多
正常膨胀 膨胀值<20% “膨胀现象” 异常膨胀 膨胀值：20%~40%
炉内透气性变坏与炉 尘明显增多，甚至出 现悬料、崩料，导致 高炉生产失常、生产 率下降、焦比提高
恶性膨胀或灾难性膨胀 膨胀值>40%
球团矿在炉内还原的要求：①炉内球团矿的还原度达60% ②还原后球团矿残余冷抗压强度 要求单球不小于250N
5 球团矿的还原性状
5.2.2 脉石成分对结构变化的影响
（1）高炉冶炼表明，含大量酸性脉石的球团矿具有较低 的膨胀性。 （2）MgO和CaO的加入可促进焙烧过程中形成稳定的铁 酸镁/铁酸钙。 （3） 钾和钠等碱金属化合物是产生异常膨胀的主要原因 之一。 钾和钠离子在高温下以置换或填隙的形式渗入铁氧化物 晶格中而引起晶格畸变。
③相邻的赤铁矿晶体还原 速度的各向异性造成球团结 构破裂。
还原过程中体积增大，球团内压力增 大，从而引起球团结构的破坏。
如何控制？
5 球团矿的还原性状
5.2.1 晶格变化引起的球团矿体积变化 （2）抑制压力增大的因素和作用 ①球团焙烧过程中，不生成赤铁矿晶体，只生成 其他铁矿物； ②脉石成分的连接力很强，足以经受住压力增大； ③脉石在化学成分上以及数量上均发生变化，通 过脉石成分相互之间以及脉石与铁氧化物的反应而 获得足够强的反应力。
5 球团矿的还原性状
5.1 球团矿还原机理 多孔赤铁矿球团在 以氢为还原剂时的多 段反应带状模型
5 球团矿的还原性状
5.1 球团矿还原机理 5.1.3 球团断面的还原行为
球团中心至r1区域：h+m
r1至r2区域：m+W r2至r3区域：W+Fe
r3至rp区域：Fe
5 球团矿的还原性状
5.1 球团矿还原机理 5.1.3 球团断面的还原行为
碱度大于0.6的球团矿，在焙烧之后及在还原之后， 具有较高的机械强度。
5 球团矿的还原性状
5.3 含磁铁矿和浮士体的焙烧球团矿的还原性状 磁铁矿还原过程中无晶形转变和其晶体无各向异性，还原 时晶体不产生破坏。
生产只含有磁铁矿而无赤铁矿的球团矿，则还原过程中球 团矿结构破坏可以避免。 生产磁铁矿球团的方法： ①磁铁矿在中性气氛下焙烧； ②赤铁矿先转变为磁铁矿，再在中性气氛下焙烧； ③赤铁矿与细磨海绵铁粉混合焙烧。
2）碳沉积膨胀理论。由于碳在铁和浮士体相界上的沉积引起 异常膨胀。 3）纤维状金属铁膨胀理论。在浮士体界面各适宜点析出纤维 状金属铁，铁晶须破坏球团结构产生体积膨胀。 4）碱金属离子恶化膨胀。有K、Na等碱金属离子存在时，金 属铁析出增强，导致膨胀加剧，即灾难性膨胀。
5 球团矿的还原性状
5.2 还原过程中球团矿结构的变化 （3）球团矿还原体积膨胀理论
5 球团矿的还原性状
5.2.3 碱度变化引起球团矿结构变化 （2） 碱度为0.1-0.6的球团矿特性 生成多种玻璃质渣相，在还原过程中生成钙橄榄石，再 与铁橄榄石生成低熔点的混合晶体（1117℃），相应的碱 度约0.35，渣相的机械强度处于最小值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在碱度为0.1-0.6范围内，生成的低熔点橄榄石晶体不能 抑制球团还原过程中的膨胀，反而会在一定条件下加重膨 胀。
5 球团矿的还原性状
*高炉冶炼过程概述 （3）滴落带 滴落的液态渣铁与煤气及固 体炭之间进行多种复杂的化学 反应。 主要由焦炭床组成，熔融状 态的渣铁穿越焦炭床 主要反应： Fe、Mn、Si、P、Cr的直 接还原 Fe的渗C