隧道窯焙燒球團(tuán)法工藝流程

隧道窯焙燒球團(tuán)法工藝流程見圖1 。

該工藝是將細(xì)粒度的精礦粉、消石灰和石灰石粉在配料室按比例配料，再由圓筒混合機(jī)混勻，圓盤造球機(jī)造球。生球均勻布在臺(tái)車上，在隧道式窯內(nèi)依次經(jīng)過(guò)干燥、預(yù)熱、培燒和冷卻而成球團(tuán)礦 。

隧道窯焙燒球團(tuán)法(tunnel kiln process forpellet firing) 是指20世紀(jì)50年代中國(guó)曾經(jīng)采用過(guò)的一種用隧道窯焙燒固結(jié)球團(tuán)的鐵礦石球團(tuán)法 。

隧道窯球團(tuán)法具有廠房低、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易，投資省和建廠快等優(yōu)點(diǎn)；但因其產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)盈和勞動(dòng)生產(chǎn)率低，能耗和加工成本高，故60年代以后，已被淘汰 。

國(guó)內(nèi)外焙燒球團(tuán)礦的方法有：豎爐焙燒、帶式焙燒。

球團(tuán)礦豎爐焙燒

豎爐是最早采用的球團(tuán)礦焙燒設(shè)備?，F(xiàn)代豎爐在頂部設(shè)有烘干床，焙燒室中央設(shè)有導(dǎo)風(fēng)墻。燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫氣體從兩側(cè)噴入焙燒室向頂部運(yùn)動(dòng)，生球從上部均勻地鋪在烘干床上被上升熱氣體干燥、預(yù)熱，然后沿烘干床斜坡滑入焙燒室內(nèi)焙燒固結(jié)，在出焙燒室后與從底部鼓進(jìn)的冷風(fēng)氣相遇，得到冷卻。最后用排礦機(jī)排出豎爐。豎爐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)材質(zhì)無(wú)特殊要求；缺點(diǎn)是單爐產(chǎn)量低，只適用于磁精粉球團(tuán)焙燒，由于豎爐內(nèi)氣體流難于控制，焙燒不均勻造成球團(tuán)礦質(zhì)量也不均勻。

球團(tuán)礦帶式焙燒

帶式焙燒機(jī)是使用最廣的焙燒方法。帶式焙燒的特點(diǎn)：1、采用鋪底料和鋪邊料以提高焙燒質(zhì)量，同時(shí)保護(hù)臺(tái)車延長(zhǎng)臺(tái)車壽命；2、采用鼓風(fēng)和抽風(fēng)干燥相結(jié)合以改善干燥過(guò)程，提高球團(tuán)礦的質(zhì)量；3、鼓風(fēng)冷卻球團(tuán)礦，直接利用冷卻帶所得熱空氣助燃焙燒帶燃料燃燒、以及干燥帶使用；只將溫度低含水分高的廢氣排入煙囪；4、適用于各種不同原料（赤鐵礦浮選精粉、磁鐵礦磁選精粉或混合粉）球團(tuán)礦的焙燒。

國(guó)內(nèi)主要采用鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯技術(shù)，由首鋼國(guó)際工程公司于2000年率先開發(fā)成功，填補(bǔ)了中國(guó)大型球團(tuán)技術(shù)的空白，并完成國(guó)內(nèi)第一條120萬(wàn)噸/年鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線建設(shè)，2004年獲得冶金科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

豎爐球團(tuán)工藝同其他球團(tuán)焙燒工藝一樣，在焙燒過(guò)程中，物料不僅發(fā)生物理性質(zhì)（如密度、氣孔率、形狀、大小、視密度和機(jī)械強(qiáng)度等）的變化，而且還發(fā)生礦物組成和化學(xué)成分等化學(xué)性質(zhì)的變化。豎爐焙燒球團(tuán)礦的特點(diǎn)是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程均在豎爐內(nèi)完成。

（1）生球布入爐內(nèi)后首先經(jīng)干燥，使球團(tuán)內(nèi)部和表面水分完全汽化脫出。

（2）烘干后的生球在爐內(nèi)下降過(guò)程中，繼續(xù)被加熱進(jìn)行預(yù)熱階段。在此階段磁鐵礦晶粒表面首先被氧化，生成Fe₂O₃微晶。在新生成的Fe₂O₃微晶中，其原子具有高度的遷移能力，促使微晶長(zhǎng)大，形成“連接橋”，又稱Fe₂O₃微晶鍵，使生球中各顆粒互相粘結(jié)。

（3）磁鐵礦生球在氧化氣氛中加熱到950℃，便開始進(jìn)入生球焙燒階段，焙燒溫度達(dá)到所需的最高值，稱為豎爐的高溫區(qū)。由于磁鐵礦氧化成的Fe₂O₃微晶能夠再結(jié)晶，這種再結(jié)晶能夠使相互隔開的微晶長(zhǎng)大成相互緊密連成一片的赤鐵礦晶體，原來(lái)靠精礦顆粒之間的分子力的連結(jié)變?yōu)榻饘傺趸锏木w鍵的連結(jié)。所以，球團(tuán)礦的機(jī)械強(qiáng)度顯著提高。

（4）在高溫區(qū)保持足夠的均熱時(shí)間，為再結(jié)晶的晶核生成和晶粒長(zhǎng)大創(chuàng)造良好的條件。這是完成再結(jié)晶和提高球團(tuán)礦強(qiáng)度的一個(gè)重要階段。

（5）從豎爐均熱帶下行的高溫球團(tuán)礦，與上行的冷卻風(fēng)相遇進(jìn)行熱交換。球團(tuán)礦被冷卻，冷卻風(fēng)將其熱量帶到豎爐上部。

焙燒球團(tuán)特性是一個(gè)化工專業(yè)術(shù)語(yǔ)。

采用二次回歸通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)對(duì)太鋼峨口球鋼的焙燒牧場(chǎng)生進(jìn)行了研究。研究表明，磁鐵礦球團(tuán)焙燒時(shí)，預(yù)熱溫度和焙燒溫度之間有明顯的交互作用，在1250℃左右焙燒時(shí)，預(yù)熱溫 成品球強(qiáng)度影響小含鋅電爐粉塵為原料，配入適當(dāng)?shù)臒o(wú)煙煤制成含碳球團(tuán)，焙燒球團(tuán)通過(guò)還原煤保護(hù)冷卻至室溫后進(jìn)行化學(xué)分析。研究了1 150℃～1 300℃的范圍內(nèi)，溫度、時(shí)間和內(nèi)配煤量對(duì)鋅、鐵的還原速率以及球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明：鋅、鐵的還原率均隨焙燒溫度、焙燒時(shí)間以及內(nèi)配煤量的 增加而提高；抗壓強(qiáng)度隨焙燒溫度、焙燒時(shí)間的增加而增高，但隨內(nèi)配煤量的增加出現(xiàn)極值點(diǎn)。焙燒球團(tuán)最佳的工藝參數(shù)：焙燒時(shí)間為15 rmin，內(nèi)配煤量為13.04%，焙燒溫度為1 250℃。此時(shí)鋅的還原率為98.43%，金屬化率為94.51%，抗壓強(qiáng)度為800.6 N/球。

研究了馬鋼凹山磁鐵精礦球團(tuán)的氧化焙燒制度對(duì)成品球團(tuán)礦質(zhì)量的影響．研究結(jié)果表明：在焙燒時(shí)間為15min，焙燒溫度為1250℃時(shí)，球團(tuán)礦強(qiáng)度可達(dá)3000N/個(gè)．亞鐵含量在氧化時(shí)間18min時(shí)，可降至3%左右．生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球團(tuán)礦的最佳焙燒制度為：氧化時(shí)間15min；氧化溫度950℃；焙燒時(shí)間15min；焙燒溫度1250℃。