提高球团矿抗压强度的生产实践

1 前言为改善高炉炉料结构和实现精料方针，必须提高高炉炉料中的球团矿配加量。

但球团矿的质量对高炉冶炼有着至关重要的影响。

尤其是近两年公司几座高炉都进行了扩容改造，新扩容的3#高炉已达到460 m3，因此对球团矿的质量要求也越来越高。

球团矿抗压强度是其主要的理化性能指标之一，对高炉冶炼是否顺行有着重要的影响。

国际公认的标准是：在海运和长途运输的情况下，球团矿的抗压强度要大于2 500 N／个；而直接用于高炉炼铁时，可适当低些，一般要求大于2 000 N／个。

另外，为了更好地体现球团矿优越的冶金性能，必须强调球团矿强度的均匀性。

按规定个数所测得的强度，不但其平均值要符合要求，而且所测试样中强度大于2 500 N／个的球所占的百分率要达到一定标准，通常链算机一回转窑工艺生产的成品球团矿应在90％～95％。

因此，必须提高成品球团矿抗压强度和合格率，以满足高炉生产的需要。

2 影响球团矿抗压强度的因素影响球团矿抗压强度的因素主要有原料和生球质量、热工参数和设备结构的制约。

其次，当环冷机内出现红球时，为保护成品输送皮带，被迫在三冷段内部打水进行冷却，也会对球团矿抗压强度造成影响。

3提高球团矿抗压强度的措施3．1提高生球质量指标生球质量指标对球团矿的抗压强度有直接的影响。

在造球工序主要控制生球以下几项指标：落下强度、湿球水分、粒度合格率。

从生产实践中生球水分和生球落下强度对比可知，生球水分和落下强度有一定联系：水分大时，生球落下强度有所上升；但生球水分过大，虽然塑性增强，且落下强度提高，但不利于链箅机过程的干燥及预热等，降低生球的爆裂温度。

实践证明，生球水分过大，势必延长干燥时间，湿球进入链算机干燥段后，由于球内外湿度相差大引起不均匀收缩严重，而使球团产生裂纹，干燥产生的裂纹可导致焙烧球团矿的强度降低67％～80％，。

此外，如果生球水分过大，干燥时间不足，当蒸发面移向内部后，由于内部水分的蒸发而形成的过剩蒸汽压，使生球发生爆裂产生粉末，影响链箅机的透气性且降低成品率。

同时，生球的粒度在很大程度上决定了造球机的生产率和生球落下强度。

粒度小，生产率高；粒度大，造球时间长，生产率低，落下强度就越低。

但粒度太小，抗压强度就变小，从而影响了链箅机的透气性。

因此，合理的生球粒度既是提高生球产量的需要，也是提高生球落下强度的需要。

生球粒度中8～16 mm粒级含量基本上随生球落下强度变化，成品球抗压强度也与生球强度有一定关系，生球强度越好，成品球抗压强度越好。

因此，保证生球质量是得到优质球团矿的前提。

3．1．1生球落下强度和粒度合格率低的原因造成生球落下强度和粒度合格率低的主要原因是：1)我厂球团生产所用精粉供货厂家达22家之多，各厂家精粉质量不一，而精粉料场场地狭窄，分点堆放困难，给配料工序带来了相当的困难，只能随进随吃，造成造球波动。

2)精粉理化性能指标低，粒度较粗，平均粒度一200目仅为57．12％，同时精粉中杂质较多，品位低，FeO含量高。

3)膨润土质量波动较大，进厂膨润土检测结果滞后，经常在造球工序反映出膨润土质量指标的变化。

4)由于产量的提高，原有润磨机能力已不能满足生产要求，新加一条旁通皮带过料，使造球原料粒度较粗，表面活化能降低，造成成球困难，生球落下强度降低。

5)造球盘倾角和转速不能及时调整满足原料结构的变化。

6)造球工的操作技术参差不齐，不能及时准确的判断。

3．1．2采取的主要措施1)优化原料结构，针对精粉厂家多的实际情况，新建一个精粉料场，对精粉进行分点堆放，天车分点抓料，优化配矿。

2)球团原料应具有一定的粒度和合适的粒度组成，适宜的水分，均匀而良好的化学成分，这都是生产球团矿的重要保证。

与烧结不同，球团矿的强度主要来自．Fe2O3的再结晶和固相固结。

因此，用于球团生产的铁精矿品位应尽可能高，而FeO含量则应尽可能低，以降低膨润土用量。

铁精矿要有一定的细度，这是保证造球过程顺利进行的基本条件。

一般情况下，粒度越细，矿粉的比表面积越大，颗粒表面间的分子作用力也越大，有利于成球。

在含有部分微绌颗粒的条件下，颗粒之间排列非常紧密，毛细管作用得到加强，所以，铁精矿中超细粒级(尤其是<10μm粒级)的存在，对造球非常重要。

因此，严把精粉验收质量关，提高精粉质量，为造球服务。

3)增加膨润土取样化验(主要化验吸蓝量、膨胀倍数、2 h吸水率、细度和水分)的次数，做到车车取样，对不合格膨润土拒收，避免由于膨润土质量波动造成生球落下强度降低。

4)加强理论学习，提高磨机工的操作技能和责任心。

同时，优化润磨机介质级配，使之更加趋于合理。

5)根据原料结构的变化，对造球盘倾角和转速做出了适当的调整。

6)通过培训提高造球工的操作技能，同时下发造球岗位工艺操作管理规定，如不符合要求，给予经济考核。

7)配加炼钢红泥。

炼钢红泥一200目粒级在80％，以上，经过充分混匀的红泥，具有良好的粘结性能，同时红泥中含铁在58％以上．有助于提高球团矿品位。

炼钢红泥的化学成分和粒度组成见表1。

从表l可看出，炼钢红泥粒度较细，其中<0．074 mm的比例达到83％，污泥固体物浓度在l 5％～20％时，静置2小时，无明显沉淀；含水35％～50％时，粘性大，脱水困难。

实验室和工业试验表明，炼钢污泥品位高，粒度细，粘性大，能有效地改善生球强度和粒度合格率。

3．1．3湿球水分大的原因造成湿球水分大的主要原因是：1)进厂原料水分大。

由于供货厂家为防止精粉在运输过程中流失，在精粉中喷水，使进厂精粉水分大。

2)随着产量的提高，烘干机能力已呈现不足趋势，不能有效达到造球所需适宜的原料水分要求。

3)造球工对“滴水成球，雾水长大，无水紧密”操作原则认识模糊，片面追求产量，开大水促使生球迅速长大，造成生球水分大。

3．1．4采取的主要措施1)新建一个精粉料场，进行分点堆放，先自然渗水。

2)将烘干机煤气烧嘴中焦炉煤气管道由原来的ø50 mm改为ø100 mm，加大焦炉煤气用量，提高烘干机系统风温。

3)加强造球工操作技能的培训，提高造球工的理论水平和操作水平。

3．2提高链箅机透气性链箅机是一种按逆流原理工作的热交换设备，保证链箅机内生球正常的干燥、预热的条件是箅床上的生球具有良好的透气性。

正常工况下，料层透气性好，料层阻力小，热废气穿透能力强，有利于生球的干燥、预热，提高入窑生球的抗压强度，有利于窑内的氧化焙烧。

3．2．1链箅机内料层透气性差的原因造成链箅机内料层透气性差的原因主要有：1)辊筛工未及时清理辊子上的粘料，使生球筛分效果变差，造成部分粉子进入链算机内。

2)链箅机工布料作业不规范，料层过厚，拦板刮料，料面不均匀，一影响生球干燥。

3)生球质量波动影响链算机热工参数的控制，造成干燥、预热过程中部分生球的破裂。

4)中控工对链箅机系统温度调整不适宜，造成生球破裂。

3．2．2采取的措施1)要求辊筛工每半小时清理一次辊筛粘料，保证筛分效果。

2)布料操作要求均匀平整，料层厚度控制在180～190 mm。

遇到溜料板粘料时，须及时清理，避免布料出现拉沟现象。

3)加强与造球岗位的联系，同时在造球岗位设立湿球质量记录台，发现生球质量变差，大块、粉子增多时要及时提醒造球工并通知中控室。

4)根据我们平时的观察，链箅机3#烟罩温度低于850℃，3#风箱温度低于350℃时，生球干燥变差，因此将3#烟罩温度确定在850℃以上，3#风箱温度确定在400℃以上。

3．3提高窑内氧化气氛，控制加温速度，改善焙烧效果Fe203再结晶连接是磁铁矿氧化球团同结的主要形式。

当磁铁矿球团在氧化气氛中焙烧时，氧化过程由球的表面沿同心球面向内推进，氧化温度达l 000℃时，约95％的磁铁矿氧化成新生的Fe203，并形成微晶键。

在最佳焙烧制度下，一方面残存的磁铁矿继续氧化，另一方面赤铁矿晶粒扩散增强，并产生再结晶和聚晶长大，颗粒之间的孔隙变圆，孔隙率下降，球体积收缩，球内各颗粒连接成一个致密的整体，因而使球的强度大大提高。

若在中性气氛或还原性气氛中焙烧时，Fe3O4再结晶速度慢，再结晶不完全，主要依靠形成硅酸盐(FeO一SiO2)、钙铁硅酸盐、铁酸钙等来固结，造成球团矿的抗压强度降低。

同时，球团的加温速度对其成品抗压强度有重要的影响。

3．3．1窑内氧化气氛不足的原因造成窑内氧化气氛不足的原因主要有：1)对氧化焙烧的认识不深刻，不能严格执行热工工艺制度和一次风、高炉煤气、焦炉煤气比例。

2)在调节链算机、回转窑温度时的方法不当，破坏炉内的氧化气氛。

3)高炉煤气、焦炉煤气压力、发热值波动，无法控制。

4)看火工忽视回热风对窑内氧化气氛的保证作用。

3．3．2采取的主要措施1)加强理论学习，提高职工的操作技能，同时，让看火工进主控室操作，在实际操作中以看火工为主。

在生产过程中出现异常情况，要及时分析原因，制定对策。

2)强调在氧化气氛下操作，看火工要经常观察窑内气氛，尤其在温度调整前后。

3)煤气压力长期低，热量不足，应请示调度后进行减产操作，确保球团矿能够氧化充分。

4)在日常操作中，强调二次风对窑内氧化气氛的补充作用，应该根据产量和温度合理调节。

3．3．3控制加温速度，改善焙烧效果加温速度过快时，外壳收缩严重，使孔隙封闭，一方面妨碍内层氧化，另一方面由于收缩应力的积累引起球表面形成小裂纹。

在焙烧的球团中时常会出现同心裂纹，它是导致球团强度下降的主要原因。

同心裂纹产生在氧化的外壳和未氧化的磁铁矿之间。

氧化发生在已氧化的外壳和未氧化的磁铁矿之问，并沿着同心圆向核心推进，当温度过高时，外壳致密，氧难以扩散进去，内部磁铁矿再结品，渣相熔融收缩离开外壳，是两种不同的物质问形成同心裂纹。

目前，生产中依靠提高链算机预热段温度和窑尾温度来控制加温速度，尽量减轻形成同心裂纹降低抗压强度.3．4提高环冷机布料厚度和一冷段温度经过焙烧的球团进入环冷机后发生二次氧化和再结晶过程，为保证这一过程，必须提高布料厚度和一冷段温度，生产中布料厚度控制在650～760 mm，一冷段温度控制在950～1 050℃之间。

3．5加强设备管理和技术改造1)加强点巡检管理，减少设备故障停机造成系统温度降低，使球团不能得到充分焙烧和氧化，从而降低球团抗压强度。

2)对窑头筒节长度和环冷机平料砣进行改造，减少红料的出现，避免直接打水造成球团激冷破碎。

4 效果分析通过不断摸索影响球团矿抗压强度的177I素，总结出了提高抗压强度的措施。

球团矿抗压强度变化情况表2。

5 结论1)南于原料和生球质量对球团矿的抗压强度影响较大，为保证生球指标满足生产需要，精粉一200目粒级一般>t60％，生球落下强度控制在5～8次／个，湿球水分≤8．5％，粒度合格率≥80％。

2)链箅机内透气性对球团矿抗压强度有很大的影响，为了保证透气性，链箅机布料平整，厚度(1 60±5)mm。