球团矿生产原理及工艺
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
球团矿生产工艺流程
球团矿生产工艺流程
球团矿生产工艺流程包括以下几个主要步骤：
1. 原料准备：主要包括矿粉的准备和配料两种工作，其核心设备有颚式破碎机、球磨机、配料皮带秤等。
2. 混合制团：这一阶段的主要任务是将准备好的原料相互搅拌混合，同时添加粘合剂，使之形成合格团粒。
主要设备有搅拌器、链板式制团机等。
3. 焙烧：将制好的球团在回转窑内进行高温焙烧，以达到产品所要求的强度、颜色和冶金学性能。
这一阶段的核心设备是回转窑。
4. 冷却和包装：焙烧后的球团经冷却后进行包装，从而保证产品的质量。
以上步骤完成后，球团矿生产工艺流程即告结束。
具体流程可能会因实际情况而有所不同，请参考具体生产流程的详细说明。
球团矿生产原理及工艺
在结合水外部由于残余的颗粒表面能形成的水膜，能够在不同颗粒表 面迁移。
结合水和薄膜水是维持生球强度的要素之一。 毛细水：
? 存在与矿石颗粒缝隙中的水，通过毛细力拉紧矿粉颗粒，是粉矿成球 的主要动力。
重力水：
? 超过结合水、薄膜水和矿石颗粒空隙能够容许的最大毛细水的总量后 的水，破坏生球。
生球生成机理1
历史：
球团矿工的始于 1919年，由瑞典开发。 1946年在美国实现了球团矿的竖炉的工业性生产。
产生原因：
美国为了利用含铁只有35%的低品位铁燧岩，将其粉碎到-44μm 达 到90%以上进行磁选，获得了高品位精矿。但这种精矿不能烧结， 所以采用了球团工艺。
工艺概述
主要生产国：
钢铁生产国：前苏联、美国、加拿大、瑞典。 商品球团生产大国：巴西、澳大利亚等国
粒度对爆裂温度的影响
生球爆裂的试验结果
皂土、生球水分对爆裂的影响
结晶水与爆裂温度的关系
原料底 水含量 与落下 强度及 爆裂温 度的关
系
球团矿固结机理
磁铁矿氧化固结机理
赤铁矿氧化微晶的生成 赤铁矿微晶的再结晶 赤铁矿晶体的长大
赤铁矿氧化固结机理
赤铁矿的再结晶 晶体长大
球团矿的液相粘结
铁酸钙粘结相 硅酸盐粘结
摆动
索状
毛细
泥浆
生球生成过程
母球生成：
点状水粘结粉矿颗粒形成含水很高的母球。
母球长大：
母球在滚动过程中，在毛细水的作用下，矿粉颗粒被 拉紧，毛细管变细，将毛细水挤出到球表面，粘结更 多的矿粉，使母球长大。这时在母球表面喷洒水分时 会加快母球的成长。
生球的密实：
生球长大到一定尺寸后，停止加水，此时球团在滚动 和毛细水作用下，颗粒进一步靠近，颗粒内部的空隙 变小，毛细力作用增大，生球进一步密实，毛细水进 一步被挤到球表面，粘上矿粉直至内部毛细水被全部 挤出，达到最大的生球强度。
球团矿生产原理和工艺
生球的破裂温度
• 1）为了提高下部球层的温度，采用先鼓风后抽风 的干燥措施，对提高生球热稳定性也是很有效的。
• 2）在生球料中加入亲水性好的添加物，以提高生 球的破裂温度，加速干燥过程。例如，加入0.5％的 皂土后，生球破裂温度由175℃提高到450～500℃； 而加入1％皂土和8％石灰石的混合添加剂后，可提 高到700℃。
• 2）薄膜水（弱结合水）： • 物料进一步被湿润，则在吸附水的外围形成薄膜水。
它是由形成吸附水以后剩余的未被平衡的分子力所 吸引的分子水层。薄膜水距离颗粒表面较远，所受 的吸引力较小，因此水分子具有一定的活动性，当 两个矿粉颗粒靠近时，薄膜水可以从水层较厚的颗 粒表面向水层较薄的颗粒表面迁移。如图2－32所 示，具有不同厚度薄膜水的A、B两个矿粒相接触 时，接触点M处的水分子离A近些，因此被拉向A。
• 磁铁矿颗粒之间发生四种固结形式：
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 1）Fe2O3的微晶键连接： • 磁铁矿生球在氧化气氛中焙烧时，当加热到200～
3F触使0e颗面02O℃粒上3微就互长晶开相大中始连成原接氧“子起连化迁来接形移（桥成能图”F力2e（2－较O又33强3称微a，F）晶e在。2。O各在3由个微9于0颗晶0新粒键℃生的）以接的，下 焙烧时，这种连接形式使球团矿具有一定的强度。 但由于温度低，Fe2O3微晶长大有限，因此仅靠这 种形式连接起来的球团矿强度是不够高的，例如一 个直径为16mm的球在900℃焙烧后只能承受15～ 45kg的压力。这是磁铁矿生球低温氧化焙烧的固结 特性。
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 3）磁铁矿晶粒的再结晶：
球团矿生产工艺的种类
球团矿生产工艺的种类球团矿生产工艺是将铁矿粉和其他辅助料在一定的条件下通过成球机制成一定的颗粒度的球团矿的过程。
目前，根据球团矿的生产方式和设备的不同，可以将球团矿生产工艺分为湿法球团化工艺和干法球团化工艺两大类。
1. 湿法球团化工艺：湿法球团化工艺是指在水的帮助下，通过湿法成球机将铁矿粉和辅助料混合，然后形成一定颗粒度的球团矿。
湿法球团化工艺有以下几种主要形式：a. 穿流式湿法球团化工艺：该工艺是在带有旋转铁矿粉成球机的钢筒内进行的，通过钢筒的旋转将铁矿粉和辅助料混合，然后添加一定量的湿气，使混合物粘结成球状。
b. 回转式湿法球团化工艺：该工艺是将铁矿粉和辅助料做好预处理后，放入回转球筒中，通过球筒的旋转将混合物与湿气充分接触，形成球团矿。
该工艺具有球团矿的均匀度高、强度好的优点，适用于生产高质量的球团矿。
c. 高速搅拌式湿法球团化工艺：该工艺是通过搅拌器将铁矿粉和辅助料与水进行搅拌，产生摩擦热使其粘结成球团矿。
该工艺具有球团化时间短、操作简便的特点，适用于小规模的球团矿生产。
2. 干法球团化工艺：干法球团化工艺是指在无水或者少量水的情况下，通过机械作用将铁矿粉和辅助料成球团矿。
干法球团化工艺有以下几种主要形式：a. 挤压成球法：将铁矿粉和辅助料混合后，通过挤压成型机将混合物挤压成一定形状的球团矿。
b. 滚压成球法：将铁矿粉和辅助料混合后，通过滚压机将混合物滚压成一定形状的球团矿。
c. 平板成球法：将铁矿粉和辅助料混合后，通过平板成球机将混合物成团并切割成一定形状的球团矿。
总的来说，湿法球团化工艺适用于生产高质量的球团矿，具有强度好、粒度均匀的特点；而干法球团化工艺适用于生产大量的球团矿，操作简便、成本低。
根据具体的生产要求和条件，选择合适的球团化工艺对于提高球团矿质量、降低生产成本具有重要意义。
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。
球团生产工艺流程
球团生产工艺流程球团生产工艺流程球团生产工艺是指将粉煤灰等原材料经过特定工艺加工，形成球团产品的过程。
球团产品广泛用于燃煤锅炉、电厂和工业锅炉等领域，具有高热量、低灰分和低硫含量的特点。
下面将介绍球团生产工艺流程的主要步骤。
首先，球团生产的第一步是原料的处理。
原料主要包括粉煤灰、粘结剂和一些辅助材料。
首先将粉煤灰和辅助材料进行配比，然后将配制好的原料送入粉碎机进行粉碎，以确保原料的颗粒度适宜。
接下来是原料的混合和搅拌。
将粉碎后的原料送入混合机，将配制好的辅助材料加入其中进行混合。
混合的目的是使原料充分均匀地混合在一起，提高球团产品的均匀性。
然后，使用搅拌机对原料进行搅拌，使原料中的水分充分吸附，保证混合物的湿度适宜。
然后是成型和烘干。
将混合好的原料送入球团机进行成型。
球团机通过挤压和旋转的方式将混合物压缩成固定大小和形状的球团。
然后，将成型的球团送入烘干机进行烘干。
烘干的目的是去除球团中多余的水分，提高球团的硬度和强度。
通常采用热风烘干的方式，将热风送入烘干机，将球团中的水分挥发出来。
最后是冷却和包装。
经过烘干的球团产品需要进行冷却，以降低产品的温度。
通常采用冷却器对球团进行快速冷却。
冷却后的球团进入包装环节，将球团产品按照一定规格进行包装，方便储存和运输。
需要注意的是，球团生产工艺流程中的各个环节需要精确控制和适当的调整。
原料的配比和搅拌、成型和烘干的参数都会影响球团产品的质量和性能。
因此，在球团生产过程中，需要对各个环节的操作进行严格的控制和监测，以确保生产出优质的球团产品。
综上所述，球团生产工艺流程包括原料的处理、混合和搅拌、成型和烘干、冷却和包装等步骤。
通过合理的工艺流程和精确的控制，可以生产出高质量的球团产品，满足各个领域对球团产品的需求。
球团矿生产工艺
球团矿生产工艺第一篇：球团矿生产工艺球团矿生产工艺球团矿生产迅速发展的原因(1)天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用①铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高。
②过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量。
③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。
(2)球团法生产工艺的成熟①从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料。
②生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展。
③技术经济指标显著提高。
④球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。
(3)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。
球团矿生产方法及工艺流程目前世界上球团生产应用较为普通的方法有竖炉球团法、带式焙烧机球团法和链篦机－回转窑球团法。
竖炉球团法是最早发展起来的，曾一度发展很快。
但随着钢铁工业的发展，要求球团工艺不仅能处理磁铁矿，而且能处理赤铁矿、褐铁矿及土状赤铁矿等，另外高炉对球团矿的需求量不断增加，要求设备向大型化发展。
因此相继发展了带式焙烧机、链篦机－回转窑、环形焙烧炉等方法。
这些方法一直处于彼此相互竞争状态。
球团法按生产设备形式分，有竖炉焙烧、带式机焙烧、链篦机一回转窑焙烧及隧道窑、平地吹土球等多种。
根据球团的理化性能和焙烧工艺不同，球团成品有氧化球团、还原性球团(金属化球团)以及综合处理的氯化焙烧球团之分。
目前国内生产以氧化球团矿为主。
竖炉及带式机焙烧是生产氧化球团矿的主要方法。
图3－14是典型的我国球团矿生产工艺流程，与国外不同的是在混料后造球前(或配料后混料前)加有烘干设施，这是弥补精矿粉水分高而且不稳定的不足，一般烘干设施是将精矿粉水分控制到比最适宜造球水分低1％～2％。
由于我国精矿粉粒度过粗，比表面积小，所以在新建的球团厂的流程中又加了润磨机，在造球前混合料经润磨机加工，可使精矿粉的比表面积增加10 9／6～15％，有利于造球。
球团生产一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。
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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：
点状水粘结粉矿颗粒形成含水很高的母球。
母球长大：
母球在滚动过程中，在毛细水的作用下，矿粉颗粒被 拉紧，毛细管变细，将毛细水挤出到球表面，粘结更 多的矿粉，使母球长大。这时在母球表面喷洒水分时 会加快母球的成长。
生球的密实：
生球长大到一定尺寸后，停止加水，此时球团在滚动 和毛细水作用下，颗粒进一步靠近，颗粒内部的空隙 变小，毛细力作用增大，生球进一步密实，毛细水进 一步被挤到球表面，粘上矿粉直至内部毛细水被全部 挤出，达到最大的生球强度。
特点：
使用细颗粒原料。 强度高，易还原。 粒度均匀。 耐贮存，耐运输，可以将工厂设置在矿山，也可以设置在钢 铁厂。
烧结矿与球团矿的比较
原料粒度 废弃物处理 产品化学成 分 产品粒度 耐储藏性能 还原性 强度和膨胀 性
球团生产能力的变化
各类球团生产厂生产状况及产量
工艺概述
球团矿制造系统构成
生球的制造 生球的干燥 球团的焙烧 球团的冷却
粉料粒 度对造 球时间 的影响
粉矿粒 度对抗 压强度 的影响
粉矿粒 度对落 下强度 的影响
生球的干燥与预热
生球干燥的要点
影响生球干燥的因素
温度： 风速： 料层厚度 球的粒度
干燥过程生球的爆裂
爆裂原因：水分的蒸发 影响因素：生球含水、粉矿粒度、生球密实程度、粘结剂。
生球的过湿与裂纹
抽风干燥 鼓风干燥 干燥速度与裂纹 过湿与压裂
薄膜水：
在结合水外部由于残余的颗粒表面能形成的水膜，能够在不同颗粒表 面迁移。
结合水和薄膜水是维持生球强度的要素之一。 毛细水：
• 存在与矿石颗粒缝隙中的水，通过毛细力拉紧矿粉颗粒，是粉矿成球 的主要动力。
重力水：
• 超过结合水、薄膜水和矿石颗粒空隙能够容许的最大毛细水的总量后 的水，破坏生球。
生球生成机理1
磁铁矿配比与焙烧需要的热量
石灰石配比与焙烧所需要的热量
竖炉球团焙烧工艺流程
带式焙烧机球团工艺
带式焙烧机工艺
链箅机—回转窑工艺的气体流动
链箅机—回转窑工艺热平衡
链箅机—回转窑 氧化球团工艺的
物质平衡
焙烧温度与抗压强度的关系
比表面积与球团膨胀率的关系
SiO2含量与球团膨胀率的关系
碱度与球团膨胀率的关系
粒度对爆裂温度的影响
生球爆裂的试验结果
皂土、生球水分对爆裂的影响
结晶水与爆裂温度的关系
原料底 水含量 与落下 强度及 爆裂温 度的关
系
球团矿固结机理
磁铁矿氧化固结机理
赤铁矿氧化微晶的生成 赤铁矿微晶的再结晶 赤铁矿晶体的长大
赤铁矿氧化固结机理
赤铁矿的再结晶 晶体长大
球团矿的液相粘结
铁酸钙粘结相 硅酸盐粘结
历史：
球团矿工的始于1919年，由瑞典开发。 1946年在美国实现了球团矿的竖炉的工业性生产。
产生原因：
美国为了利用含铁只有35%的低品位铁燧岩，将其粉碎到-44μm达 到90%以上进行磁选，获得了高品位精矿。但这种精矿不能烧结， 所以采用了球团工艺。
工艺概述
主要生产国：
钢铁生产国：前苏联、美国、加拿大、瑞典。 商品球团生产大国：巴西、澳大利亚等国
工艺概述
概述
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。
要点：滴水成球、加水长大、停水密实。
影响造球过程及生球质量的因有利于造球。铁矿石亲水性的顺序是褐铁矿、赤铁 矿、磁铁矿。
矿石的性状：
不规则有利于造球。
粉料的粒度（或比表面积）：
粒度对造球时间的影响
主要影响水的迁移，粒度细，水的迁移速度慢，成球速度慢。
粒度小有利于提高生球强度 粒度对爆裂温度的影响
配加白云石对结圈发生比的影响
球团质量指标
各种条件的球团矿质量
球团矿生产设备
原料准备处理设备
干燥机 混料机 润磨机
造球设备
圆盘造球机 圆筒造球机
干燥和焙烧设备
竖炉焙烧装置 环形焙烧装置 带式机焙烧装置 链箅机—回转窑焙烧装置
各种混合机
造球机规格
圆筒造 球机
圆盘造 球机
氧化球团竖炉
环形焙 烧机
造球工艺
圆盘造球机特点
能够自动分级，返回量少。 设备简单。 单台产量低。 占地面积小
圆筒造球机特点
不能自动分级，返回量大。 单台产量大 占地面积大
圆筒造球机工艺配置
圆盘造球机工艺配置
圆筒造球机和圆盘造球机的比较
造球 的操 作要
点
皂土的膨润度和落下强度的关系
球团矿焙烧工艺
竖炉焙烧工艺 环形焙烧机工艺 带式机焙烧工艺 链箅机—回转窑焙烧工艺