氧化球团基础理论

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球团理论与工艺球团焙烧的理论基础

球团理论与工艺球团焙烧的理论基础
4 球团焙烧的理论基础
生球经过干燥以后,虽然强度有所提高,但远不 能满足高炉冶炼的需要。 生球干燥后,干球抗压强 度只有80~100N/个。
满足不了运输和高炉冶炼 要求(>2500N/个)。
为了使球团矿具有良好 的冶炼性能,必须进行焙 烧。提高球团矿的强度有 许多方法,但95%是通过 焙烧固结,仅5%通过低 温固结。
③在较高温度下,α-Fe2O3是 赤铁矿的稳定形式,且由于发 生氧化,颗粒内部固溶体也被 转换,生成α-Fe2O3。
问题1:为什么低温时只能生成γ-Fe2O3?
4 球团焙烧的理论基础
问题1:为什么低温时只能生成γ-Fe2O3?
Fe3O4 (0.838nm)与γ-Fe2O3 (0.832nm) 的晶格常数相差甚微,因此,其转变仅仅是进一步除去Fe2+, 形成更多的空位和Fe3+。
Fe3O4 生成γ-Fe2O3 的过程 在低温下就可进行。
4 球团焙烧的理论基础
问题1:为什么低温时只能生成γ-Fe2O3?
而它们与 α-Fe2O3(0.542nm)的晶格常数差别却很大,晶 格重新排列时,Fe2+及Fe3+有较大的移动,从γ-Fe2O3或Fe3O4 转变到α-Fe2O3时,晶型改变,体积发生收缩,需要在高温下 方可进行。
4 球团焙烧的理论基础
4.3球团焙烧的固结机理 4.3.1固相固结 (1)固相固结的实质
固相固结:球团内的矿粒在低于其熔点的温度下的互相粘结, 并使颗粒之间连接强度增大。
在生球内颗粒之间的接触点上很难达到引力作用范围。但是,高 温下晶格内的质点在获得一定能量时,可以克服晶格中质点的引力, 而在晶格内部进行扩散。
质点扩散 晶格内 晶格表面
相邻晶格表面

氧化球团基础理论

氧化球团基础理论
当物料继续被润湿,超过分子结合 水分时,物料层中出现毛细水,毛 细水的形成是靠表面引力的作用, 视物料的亲水性而定。当细磨物料 的润湿到毛细力阶段时,将水滴周 围的颗粒拉向中心,形成小球。
1.5.毛细水的特性:
2.细磨物料成球过程: 2.1.连续造球过程的三个阶段: 2.1.1.成核阶段: 当细磨物料达到最大分子结合水份时 ,继续加水,在颗粒表面形成水膜, 2.1.2.球核长大阶段: 在水膜张力的作用下,颗粒粘结在一 起,在机械力的作用和增加水分的情 况下,部分空隙的水填充形成连续的 水网,当空隙变小,就形成坚实的球 核,这个球核就叫母球。 球核(又叫母球)在机械力的作用下,使颗粒 彼此靠拢,毛细水使颗粒保持在一起,在滚动 过程中,球核被压实,过剩的毛细水被挤在球 的表面,过湿的球核在滚动过程中,很容易粘 上一层湿度较低的物料,使母球长大。所以, 要使母球连续长大,必须连续往球的表面混水 ,球以成层方式长大。
冶金效果
用球团代替块矿冶炼时, 能大幅度提高高炉产量, 降低焦比,改善煤气利用率。
四 球团矿目前的发展
目前全国钢铁行列正加大发展球团矿的速度, 2003年全国球团矿的产量己突破3000万吨,明年将 再增加58%的生产能力。
第二章球团的原理与工艺
第一节 成球的理论基础 第二节 生球的干燥机理 第三节 球团矿焙烧的理论基础
一、球团焙烧过程的概述
1、概述: 球团焙烧过程可分为干燥、预热、焙烧、均热、冷却5个阶段。 1.1.球团预热:
球团的预热温度为900~1000℃,在预热阶段的反应主要为 磁铁矿转变为赤铁矿,发生铁氧化物的结晶和再结晶过程。
1.2.磁铁矿的氧化机理:
球团矿的焙烧主要在氧化气氛中进行,分为两个过程: ⑴、氧化阶段及其产物。⑵、结晶重新排列。

氧化球团基础理论

氧化球团基础理论

3.造球机工艺参数对成球的影响:
3.1.圆盘的倾角与边高 圆盘造球机的倾角一般为:45~50°
3.2.圆盘的转速
造球机的边高是造球机的直径而定 ,直径越大边高就越大,当直径和 倾角都不变时,边高与物料的性质 有关,物料越粗、粘度小,盘边高 就越高,反之,则低一些。
圆盘造球机的倾角越大,为了提高生球上升的高度,必须提高转速。为了使物 料处于良好的滚动状态,造球机有一个最好的转速。
球团理论与工艺
主讲:

第一篇 概论
第一章 第二章 第三章 第四章
球团的概念 球团方法分类 烧结矿和球团矿的比较 球团矿目前的发展
第一章球团的概念
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和化学组
成能够满足下一步加工要求的过程
第二章 方法分类
球团和压团相比较具有以下优点:
1.适应大规模生产,生产成本低.
大的表面能。
当干燥物个体粒子与水接触时, 在电场范围内水分值和干燥颗 粒的电荷结合,颗粒表面的过 剩能量,放出能量,在颗粒表 面形成吸附水。
1.4.薄膜水的作用: 1.5.毛细水的特性:
当固体颗粒表面达到最大的吸附水 层后,在吸附水周围就形成薄膜水, 吸附水和薄膜水组成分子结合力, 在外力的作用下,水膜使颗粒与此 粘结,这就是细磨物成球后具有强 度的原因。
3.生球紧密阶段: 生球长大到粒度符合要求时,就进入紧密阶段,要使生球紧
密,必须给予机械压力,此时,应停止加水,让生球中挤出来的 多余水,被未被润湿的物料接收。在造球机所产生的滚动和搓动 作用下,生球内的颗粒被进一步压实,薄膜水迁移到表面,生球 中各颗粒靠毛细水、分子水结合在一起,形成较大的机械强度。
用球团代替块矿冶炼时, 能大幅度提高高炉产量, 降低焦比,改善煤气利用率。

氧化球团基础理论ppt课件

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二、影响细磨物料成球的因素 1.原料的性质对成球的影响:
原料的性质中,对成球过程有影 响的是物料的亲水性和颗粒的形 状。
亲水性 物料的形状
亲水性是指固体颗粒被水润湿的难易程 度,通常用接触角来表示。θ=0°完全润 湿, θ<90°能润湿, θ>90°不能润湿, θ=180°完全不润湿。
铁矿石的亲水性顺序如下: 磁铁矿→赤铁矿→菱铁矿→褐铁矿 为了改善成球性,往往填加一些亲水性物 质,如:膨润土、消石灰等。
一.造块方法分为三类: 23..粒 孔度 隙烧均 度结匀 高.,,还球原性团好和.冷压强度团高,不易于破碎.
二、球团和压团比较
三. 烧结矿和球团矿比较
原料条件 冶金性能 冶金效果
烧结矿: 粒度相对较粗
球团矿: 粒度要求细, 一般-200目 不小于70%
球团矿比烧结矿在冶金性能有以下优点: 1粒度小而均匀,有利于高炉料柱的改善和气流分布。 2冷态强度高(抗压和抗磨)。 3铁份高堆密度大,有利于增加高炉料柱的有效重量, 增产节焦。 4还原性好,有利于改善煤气化学能的利用
3.3.焙烧气氛的影响:氧化气氛
磁铁矿在氧化气氛 强的情况下焙烧能 得到较好的强度。
赤铁矿焙烧气氛只 要不是还原气氛, 其它气氛对球的强
度影响不大。
焙烧气氛根据含氧量而定:含氧 >8%强氧化气氛;含氧4%~8% 正常氧化气氛;含氧1.5%~4%弱 氧化气氛;含氧1%~1.5%中性气
氛;含氧<1%还原气氛。
赤铁球团矿的固结形式:主 要有晶粒长大和高温再结晶。 一般温度超过1300℃才开始结晶。
3、影响铁精矿、球团矿的焙烧的因素:
3.1.焙烧温度的影响: ⑴、磁铁矿焙烧温度一般在1200~1500℃;
⑵、赤铁矿焙烧温度一般在1300 ~1350℃; 从提高产量和质量的角度说,应尽量提高温 度,但从设备和动力消耗的角度说,焙烧温 度应尽量低,在实际选择中,应兼顾两方面

球团理论及工艺

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

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。

球团理论与工艺4球团焙烧的理论基础-文档资料

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4 球团焙烧的理论基础
问题2:磁铁矿氧化过程起主要作用的扩散是? 对氧化起主要作用的不是气体氧向内扩散,而是铁离子
和氧离子在固相层内的扩散,即Fe3+ 、Fe2+ 、 O2-在固相层 内的扩散 。
大气中O2被Fe3O4颗粒吸附时,Fe2+ → Fe3+ + e,导致O2电离,O2+e→2O2-, 上述反应引起Fe3+ 、Fe2+ 、 O2-的扩散。
球团的焙烧是球团生产过程中最为复杂的工序,它对球 团矿生产起着极为重要的作用。
4 球团焙烧的理论基础
球团焙烧,即通过低于混合物料熔点的温度下进行高温固 结,使生球发生收缩而且致密化,从而使生球具有良好的冶金 性能(如强度、还原性、膨胀指数和软化特性等),保证高炉 冶炼的工艺要求。
三大主要焙烧设备: 1)竖炉 2)带式焙烧机 3)链箅机—回转窑
B 氧化速度
②天然磁铁矿形成Fe3+扩散相 对较慢,氧化过程只在表面进 行,表面能同时形成 固溶体和γ-Fe2O3,而在颗粒内 部只能形成固溶体。
③在较高温度下,α-Fe2O3是 赤铁矿的稳定形式,且由于发 生氧化,颗粒内部固溶体也被 转换,生成α-Fe2O3。
问题1:为什么低温时只能生成γ-Fe2O3?
4 球团焙烧的理论基础
4.1球团焙烧过程概述
球团的焙烧过程通常可分
为干燥、预热、焙烧、均热、 冷却五个阶段。
物理过程,如:水分蒸发、 矿物软化及冷却
化学过程,如:水化物、 碳酸盐、硫化物和氧化物的 分解及氧化和成矿作用
4 球团焙烧的理论基础
4.1球团焙烧过程概述 各组成间的
①某些固相反应,新物质出现,颗粒粘结; ②某些组成或生成物的结晶和再结晶,生成熔融物; ③孔隙率减少,球团密度增加,球团发生收缩和致密化; ④机械强度提高,氧化度提高,还原性变好等。

氧化球团基础理论

氧化球团基础理论

爆裂温度是生球干燥时,结构遭到破坏的温度,一般为(400~450 ℃),结构破坏有两种形式:一种是表面裂纹,另一种是炸裂散开。 因此,干燥过程中,应建立适宜的干燥制度,避免这种现象出现。
2、生球干燥的机理: 生球干燥过程主要有表面气化和内部扩散。
3、干燥过程的生球的行为 3.1.干燥过程的生球的强度变化
3.3.提高爆裂温度的途径:
为使生球在干燥中不产生爆裂,可采用较低干燥温度和介质流速、降低干燥速度, 但干燥速度太低,使干燥时间长、生产效率低,为此在球团工艺设计上,采用提高 爆裂温度的措施来强化干燥过程。主要途径有:
填加膨润土等粘 结剂,提高爆裂 温度。
逐步提高干燥介 质的温度和气流 速度。
采用抽风和鼓风 相结合的干燥工 艺。
球团理论与工艺
主讲:

第一篇 概论
第一章 第二章 第三章 第四章
球团的概念 球团方法分类 烧结矿和球团矿的比较 球团矿目前的发展
第一章球团的概念
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和化学组
成能够满足下一步加工要求的过程
第二章 方法分类
球团和压团相比较具有以下优点:
1.适应大规模生产,生产成本低.
3.6.精矿含硫量的影响:
由于硫与氧的亲和力比铁大,所以,常常是硫先被氧化,降低了磁铁 矿表面氧的浓度,所以造成了空腔和起层,降低了球团矿的强度。
第三章球团的生产工艺
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 竖炉法焙烧球团 带式焙烧机法焙烧球团 链蓖机回转窑法焙烧球团
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§3.1 概述 Ì ú ¾ « ¿ ó
赤铁球团矿的固结形式:主 要有晶粒长大和高温再结晶。 一般温度超过1300℃才开始结晶。
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3.造球机工艺参数对成球的影响:
3.1.圆盘的倾角与边高 圆盘造球机的倾角一般为:45~50°
3.2.圆盘的转速
造球机的边高是造球机的直径而定 ,直径越大边高就越大,当直径和 倾角都不变时,边高与物料的性质 有关,物料越粗、粘度小,盘边高 就越高,反之,则低一些。
圆盘造球机的倾角越大,为了提高生球上升的高度,必须提高转速。为了使物 料处于良好的滚动状态,造球机有一个最好的转速。
第一篇 概论
第一章 第二章 第三章 第四章
球团的概念 球团方法分类 烧结矿和球团矿的比较 球团矿目前的发展
第一章球团的概念
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和化学组
成能够满足下一步加工要求的过程
第二章 方法分类
球团和压团相比较具有以下优点:
1.适应大规模生产,生产成本低.
一.造块方法分为三类: 23..粒 孔度 隙烧均 度结匀 高.,,还球原性团好和.冷压强度团高,不易于破碎.
§2.1 成球的理论基础
成球是将细磨物料加水润
一、水分在细磨物料中的作用及其形态
湿,在机械力和毛细力的
1.细磨物料中的表面特性
作用下滚动而生成一定粒
1.1. 什么叫成球:
度的生球叫造球。
1.2. 细磨物料表面特征: 1.3. 吸附水的特性:
造球的原料都是细磨物料及比 表面积大,一般造球物料的比
表面积1500~1900cm2/g,具有较
⑵、粘结剂具有较强的粘结力,可改善 物料的连接状况,增大生球的强度。
膨润土是一种优质的球团粘结剂,它不仅可以提高生球的落下 强度,而且在造球时可调节物料的水分,最为重要的是可以提 高生球的爆裂温度。被称为中国球团界的一大贡献。
膨润土主要特性:膨润土主要成分是蒙脱石,蒙脱石主要特性 如下:⑴、层状结构;⑵、具有阳粒子交换性;⑶、具有极强 的水化性。
物料的粒度越细,颗粒的接触表面积越 大,生球的强度越高。各种矿物其颗粒 形状不同所制出的生球强度是不同,所 以针状和片状比立方体和圆体所制成的 生球强度更好。
原料的湿度
原料的湿度对造球影响很大,若物料太干,劳 动环境恶劣,生球长不大;若原料过湿母球易 粘结在一起,容易粘在造球机上,使操作困难 。此外过湿的生球强度小、塑性大、易变形。
2.1.1.成核阶段:
当细磨物料达到最大分子结合水份时
2.1.2.球核长大阶段:
,继续加水,在颗粒表面形成水膜, 在水膜张力的作用下,颗粒粘结在一
起,在机械力的作用和增加水分的情 况下,部分空隙的水填充形成连续的 水网,当空隙变小,就形成坚实的球 核,这个球核就叫母球。
球核(又叫母球)在机械力的作用下,使颗粒 彼此靠拢,毛细水使颗粒保持在一起,在滚动 过程中,球核被压实,过剩的毛细水被挤在球 的表面,过湿的球核在滚动过程中,很容易粘 上一层湿度较低的物料,使母球长大。所以, 要使母球连续长大,必须连续往球的表面混水 ,球以成层方式长大。
大的表面能。
当干燥物个体粒子与水接触时, 在电场范围内水分值和干燥颗 粒的电荷结合,颗粒表面的过 剩能量,放出能量,在颗粒表 面形成吸附水。
1.4.薄膜水的作用: 1.5.毛细水的特性:
当固体颗粒表面达到最大的吸附水 层后,在吸附水周围就形成薄膜水, 吸附水和薄膜水组成分子结合力, 在外力的作用下,水膜使颗粒与此 粘结,这就是细磨物成球后具有强 度的原因。
当物料继续被润湿,超过分子结合 水分时,物料层中出现毛细水,毛 细水的形成是靠表面引力的作用, 视物料的亲水性而定。当细磨物料 的润湿到毛细力阶段时,将水滴周 围的颗粒拉向中心,形成小球。
连续造球大致分为三个阶段
2.细磨物料成球过程:
及成核阶段、球核长大阶段 、生球紧密阶段。
2.1.连续造球过程的三个阶段:
二、影响细磨物料成球的因素 1.原料的性质对成球的影响:
原料的性质中,对成球过程有影 响的是物料的亲水性和颗粒的形 状。
亲水性 物料的形状
亲水性是指固体颗粒被水润湿的难易程 度,通常用接触角来表示。θ=0°完全润 湿, θ<90°能润湿, θ>90°不能润湿, θ=180°完全不润湿。
铁矿石的亲水性顺序如下: 磁铁矿→赤铁矿→菱铁矿→褐铁矿 为了改善成球性,往往填加一些亲水性物 质,如:膨润土、消石灰等。
二、球团和压团比较
三. 烧结矿和球团矿比较
原料条件 冶金性能 冶金效果
烧结矿: 粒度相对较粗
球团矿: 粒度要求细, 一般-200目 不小于70%
球团矿比烧结矿在冶金性能有以下优点: 1粒度小而均匀,有利于高炉料柱的改善和气流分布。 2冷态强度高(抗压和抗磨)。 3铁份高堆密度大,有利于增加高炉料柱的有效重量, 增产节焦。 4还原性好,有利于改善煤气化学能的利用
用球团代替块矿冶炼时, 能大幅度提高高炉产量, 降低焦比,改善煤气利用率。
四 球团矿目前的发展
目前全国钢铁行列正加大发展球团矿的速度, 2003年全国球团矿的产量己突破3000万吨,明年将 再增加58%的生产能力。
第二章球团的原理与工艺
第一节 成球的理论基础 第二节 生球的干燥机理 第三节 球团矿焙烧的理论基础
3.3.圆盘造球机的刮板
刮板为了使造球盘保持一定的低料厚度或清理盘面,造球机内必须设置刮板。 此外刮板还能控制球料的运动。提高造球机的生产效率和生球强度。
刮板设置原则: ⑴、刮板数量应尽量少,以减少造球机的阻力和对盘面的磨损。 ⑵、有利于增加圆盘的工作面,不能பைடு நூலகம்扰母球长大,只有当母球的形成速度超 过长大速度,则应设置刮板,使母球加速长大,小母球在刮板下面通过。 ⑶、应有一块刮板通过圆盘中心,避免中心集料。 ⑷、应有一块刮板靠近一边,刮去周边粘料。
3.生球紧密阶段: 生球长大到粒度符合要求时,就进入紧密阶段,要使生球紧
密,必须给予机械压力,此时,应停止加水,让生球中挤出来的 多余水,被未被润湿的物料接收。在造球机所产生的滚动和搓动 作用下,生球内的颗粒被进一步压实,薄膜水迁移到表面,生球 中各颗粒靠毛细水、分子水结合在一起,形成较大的机械强度。
2.粘结剂对成球的影响:
造球物料填加粘结剂的目的在于改善其成球性和提高生球内的颗粒粘结力,从 而提高生球的强度及热稳定性。铁矿石造球的粘结剂主要有:消石灰、膨润土 和佩利多。
2.1.粘结剂对成球的主要影响: 膨润土
⑴、粘结剂均为亲水性好、比表面积大 的物质,它们的加入可改善物料的亲水 性和比表面积。
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