燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝

第1章緒論1

1.1燒結(jié)、球團(tuán)在鋼鐵工業(yè)中的地位1

1.2現(xiàn)代高爐精料方針2

1.3燒結(jié)球團(tuán)發(fā)展趨勢(shì)5

1.3.1不斷提高含鐵品位5

1.3.2設(shè)備大型化6

1.3.3大力發(fā)展球團(tuán)礦7

思考題9

第2章燒結(jié)球團(tuán)原料和燃料10

2.1天然鐵礦石10

2.2人工磁鐵礦14

2.3鐵礦石堿度15

2.4二次含鐵原料16

2.5熔劑16

2.5.1燒結(jié)用熔劑17

2.5.2球團(tuán)添加劑17

2.6球團(tuán)黏結(jié)劑18

2.6.1無(wú)機(jī)黏結(jié)劑18

2.6.2有機(jī)黏結(jié)劑23

2.7燃料23

2.7.1煤23

2.7.2焦炭26

2.7.3氣體燃料26

2.7.4液體燃料27

思考題27

第3章鐵礦燒結(jié)基本理論28

3.1鐵礦燒結(jié)生產(chǎn)的發(fā)展28

3.2燒結(jié)過(guò)程燃料燃燒與傳熱規(guī)律30

3.2.1燒結(jié)料層燃料燃燒基本原理30

3.2.2固體燃料燃燒動(dòng)力學(xué)31

3.2.3燒結(jié)料層中燃燒帶32

3.2.4固體燃料特性及用量對(duì)燒結(jié)過(guò)程的影響34

3.2.5燒結(jié)料層中的溫度分布35

3.3燒結(jié)過(guò)程物理化學(xué)原理42

3.3.1水分在燒結(jié)過(guò)程中的行為與作用42

3.3.2固體物料的分解45

3.4燒結(jié)料層的氣體力學(xué)56

3.4.1燒結(jié)料層的透氣性56

3.4.2燒結(jié)過(guò)程中料層結(jié)構(gòu)的變化59

3.4.3氣體通過(guò)散料層的阻力損失計(jì)算60

3.4.4燒結(jié)過(guò)程透氣性變化規(guī)律61

3.4.5燒結(jié)料層各帶阻力分析61

3.4.6改善燒結(jié)料層透氣性的途徑62

思考題65

第4章燒結(jié)礦成礦機(jī)理及礦物組成66

4.1燒結(jié)成礦機(jī)理66

4.1.1燒結(jié)過(guò)程固相反應(yīng)66

4.1.2燒結(jié)過(guò)程液相的形成與結(jié)晶71

4.1.3燒結(jié)過(guò)程中的各類液相體系73

4.2燒結(jié)礦的礦物組成與結(jié)構(gòu)77

4.2.1燒結(jié)礦的礦物組成與結(jié)構(gòu)78

4.2.2燒結(jié)礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)對(duì)其性能的影響83

4.2.3影響燒結(jié)礦礦物組成與結(jié)構(gòu)的因素86

4.2.4提高燒結(jié)礦質(zhì)量的途徑90

思考題92

第5章燒結(jié)工藝93

5.1原料準(zhǔn)備94

5.1.1原料接收94

5.1.2原料儲(chǔ)存、中和（混勻）95

5.2配料96

5.3混合制粒97

5.4混合料燒結(jié)101

5.4.1布料101

5.4.2燒結(jié)點(diǎn)火與保溫102

5.4.3燒結(jié)105

5.5燒結(jié)礦處理107

5.6新型燒結(jié)技術(shù)112

5.6.1低溫?zé)Y(jié)法112

5.6.2小球燒結(jié)法113

5.6.3厚料層燒結(jié)114

5.6.4雙層燒結(jié)115

5.6.5燃料分加技術(shù)116

思考題116

第6章鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)現(xiàn)狀117

6.1國(guó)外球團(tuán)生產(chǎn)狀況117

6.2我國(guó)球團(tuán)生產(chǎn)狀況與資源需求119

6.3我國(guó)高爐對(duì)球團(tuán)礦的要求123

6.4球團(tuán)與燒結(jié)的比較125

第7章造球127

7.1球團(tuán)原料特征127

7.2原料準(zhǔn)備129

7.2.1配料129

7.2.2混勻130

7.2.3脫水132

7.2.4潤(rùn)磨與高壓輥磨133

7.3成球理論基礎(chǔ)134

7.3.1顆粒成球機(jī)理134

7.3.2水在成球過(guò)程中的作用136

7.3.3成球過(guò)程140

7.3.4成球動(dòng)力學(xué)144

7.4影響成球的因素146

7.4.1原料水分146

7.4.2原料準(zhǔn)備方式及添加量149

7.4.3原料的粒度、粒度組成和表面特性150

7.4.4添加劑的影響151

7.4.5工藝設(shè)備參數(shù)對(duì)造球的影響154

7.4.6操作工藝條件對(duì)造球的影響156

7.5造球設(shè)備157

7.5.1圓盤造球機(jī)158

7.5.2圓筒造球機(jī)160

思考題163

第8章球團(tuán)焙燒固結(jié)164

8.1生球干燥164

8.1.1生球干燥機(jī)理164

8.1.2干燥過(guò)程生球強(qiáng)度的變化166

8.1.3影響生球干燥的因素166

8.1.4生球爆裂溫度的影響因素168

8.1.5提高生球破裂溫度的途徑170

8.2球團(tuán)焙燒固結(jié)機(jī)理172

8.2.1球團(tuán)焙燒過(guò)程173

8.2.2球團(tuán)預(yù)熱173

8.2.3球團(tuán)焙燒的固結(jié)機(jī)理176

8.2.4鐵礦球團(tuán)固結(jié)的形式178

8.2.5球團(tuán)礦礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)181

8.3影響球團(tuán)焙燒過(guò)程的因素182

8.3.1焙燒溫度182

8.3.2加熱速度183

8.3.3焙燒時(shí)間183

8.3.4焙燒氣氛184

8.3.5燃料性質(zhì)184

8.3.6球團(tuán)冷卻方式和冷卻速度184

8.3.7生球尺寸185

8.3.8硫含量185

8.4球團(tuán)焙燒過(guò)程中有害雜質(zhì)的去除186

8.5球團(tuán)礦質(zhì)量進(jìn)步186

思考題186

第9章鏈箅機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝188

9.1鏈箅機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝與裝備189

9.1.1回轉(zhuǎn)窯189

9.1.2鏈箅機(jī)192

9.1.3環(huán)式-卻機(jī)195

9.2鏈箅機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝控制197

9.2.1烘爐和試車197

9.2.2工藝過(guò)程199

9.2.3鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝形式200

9.2.4回轉(zhuǎn)窯開(kāi)爐201

9.2.5常見(jiàn)工藝事故分析及預(yù)防202

9.3鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)質(zhì)量控制205

9.4鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)新技術(shù)206

9.4.1實(shí)現(xiàn)鏈箅機(jī)均勻布料的新途徑206

9.4.2回轉(zhuǎn)窯前部網(wǎng)孔通入二次風(fēng)技術(shù)207

9.4.3回轉(zhuǎn)窯液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)207

9.5典型實(shí)例208

9.5.1鞍鋼球團(tuán)廠208

9.5.2武鋼礦業(yè)公司鄂州球團(tuán)廠209

思考題212

第10章燒結(jié)礦和球團(tuán)礦質(zhì)量評(píng)價(jià)213

10.1燒結(jié)礦理化性能213

10.1.1化學(xué)成分及其穩(wěn)定性213

10.1.2粒度組成與篩分指數(shù)213

10.1.3燒結(jié)礦強(qiáng)度213

10.2球團(tuán)礦理化性能215

10.2.1生球質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法215

10.2.2成品球團(tuán)質(zhì)量要求及標(biāo)準(zhǔn)217

10.3燒結(jié)礦和球團(tuán)礦冶金性能219

10.3.1還原性219

10.3.2低溫還原粉化性222

10.3.3還原膨脹性222

10.3.4高溫軟熔特性223

參考文獻(xiàn)227 2100433B

《燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝》主要介紹了燒結(jié)球團(tuán)的基本任務(wù)、鐵礦原料基本知識(shí)、現(xiàn)代主要鐵礦造塊方法——燒結(jié)和球團(tuán)基本理論、主要工藝及設(shè)備，具體包括燒結(jié)球團(tuán)原料和燃料、鐵礦燒結(jié)基本理論、燒結(jié)礦成礦機(jī)理及礦物組成、燒結(jié)工藝、鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)現(xiàn)狀、造球、球團(tuán)焙燒固結(jié)、鏈箅機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)工藝、燒結(jié)礦和球團(tuán)礦質(zhì)量評(píng)價(jià)。

本書(shū)可作為普通大專院校礦物加工工程專業(yè)本科生的教材，也可作為冶金、化工和材料等專業(yè)本科生的參考書(shū)和冶金企業(yè)工程技術(shù)人員、管理人員的培訓(xùn)教材。

為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻，并且保證高爐的透氣性，需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦制成10-25mm的塊狀原料。鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。本專題將詳細(xì)介紹燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息，其次，我們將簡(jiǎn)要介紹球團(tuán)法生產(chǎn)的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息。

鐵礦粉造塊的目的：　◆綜合利用資源，擴(kuò)大煉鐵用的原料種類?！　羧コ泻﹄s質(zhì)，回收有益元素，保護(hù)環(huán)境?！　舾纳频V石的冶金性能，適應(yīng)高爐冶煉對(duì)鐵礦石的質(zhì)量要求?！¤F礦粉造塊的方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法?！¤F礦粉造塊后的產(chǎn)品：分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。（供高爐煉鐵生產(chǎn)的主要原料）

冶金工藝流程燒結(jié)

燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)工藝中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它是將鐵礦粉、粉（無(wú)煙煤）和石灰、高爐爐塵、軋鋼皮、鋼渣按一定配比混勻。經(jīng)燒結(jié)而成的有足夠強(qiáng)度和粒度的燒結(jié)礦可作為煉鐵的熟料。利用燒結(jié)熟料煉鐵對(duì)于提高高爐利用系數(shù)、降低焦比、提高高爐透氣性保證高爐運(yùn)行均有一定意義。

冶金工藝流程球團(tuán)

把細(xì)磨鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合后，在加水潤(rùn)濕的條件下，通過(guò)造球機(jī)滾動(dòng)成球，再經(jīng)過(guò)干燥焙燒，固結(jié)成為具有一定強(qiáng)度和冶金性能的球型含鐵原料。

1、礦粉粒度不同富礦短缺，必須不斷擴(kuò)大貧礦資源的利用，而選礦技術(shù)的進(jìn)步可經(jīng)濟(jì)地選出高品位細(xì)磨鐵精礦，其粒度從-200網(wǎng)目（小于0.074mm）進(jìn)步減少到-325網(wǎng)目（小于0.044mm）這種過(guò)細(xì)精礦不益于燒結(jié)，透氣性不好，影響燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的提提高，而用球團(tuán)方法處理卻很適宜，因?yàn)檫^(guò)細(xì)精礦易于成球，粒度愈細(xì)，成球性愈好，球團(tuán)強(qiáng)度愈高。

2．成品礦的形狀不同：燒結(jié)礦是形狀不規(guī)則的多孔質(zhì)塊礦，而球團(tuán)礦是形狀規(guī)則的10～25mm的球，球團(tuán)礦較燒結(jié)礦粒度均勻，微氣孔多，還原性好，強(qiáng)度高，且易于貯存，有利于強(qiáng)化高爐生產(chǎn)。

3．適于球團(tuán)法處理的原料已擴(kuò)大從磁鐵礦擴(kuò)展到赤鐵礦、褐鐵礦以及各種含鐵粉塵，化工硫酸渣等；從產(chǎn)品來(lái)看，不僅能制造常規(guī)氧化球團(tuán)，還可以生還原球團(tuán)、金屬化球團(tuán)等；同時(shí)球團(tuán)方法適用于有色金屬的回收，有利于開(kāi)展綜合利用。

4、固結(jié)成塊的機(jī)理不同：燒燒結(jié)礦是靠液相固結(jié)的，為了保證燒結(jié)礦的強(qiáng)度，要求產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，因此混合料中必須有燃料，為燒結(jié)過(guò)程提供熱源。而球團(tuán)礦主要是依靠礦粉顆粒的高溫再結(jié)晶固結(jié)的，不需要產(chǎn)生液相，熱量由焙燒爐內(nèi)的燃料燃燒提供，混合料中不加燃料。

5、生產(chǎn)工藝不同：燒結(jié)料的混合與造球是在混合機(jī)內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的，成球不完全，混合料中仍然含有相當(dāng)數(shù)量未成球的小顆粒。而球團(tuán)礦生產(chǎn)工藝中必須有專門的造球工序和設(shè)備，將全部混合料造成10～25mm的球，小于10mm的小球要篩出重新造球 。

球團(tuán)工藝是將精礦或細(xì)磨礦粉加石灰粉、水造球，經(jīng)焙燒制成具有一定強(qiáng)度、均勻粒度、還原性好的近球形粉料的工藝。

中文名稱

球團(tuán)工藝

英文名稱

pelletizing process

定　　義

將精礦或細(xì)磨礦粉加石灰粉、水造球，經(jīng)焙燒制成具有一定強(qiáng)度、均勻粒度、還原性好的近球形粉料的工藝。

應(yīng)用學(xué)科

材料科學(xué)技術(shù)（一級(jí)學(xué)科），金屬材料（二級(jí)學(xué)科），鋼鐵材料（三級(jí)學(xué)科），鋼鐵材料生產(chǎn)技術(shù)（四級(jí)學(xué)科）