燒結(jié)球團(tuán)第六章

球團(tuán)理論與工藝武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝武鋼程潮球團(tuán)廠武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝球團(tuán)法——先進(jìn)造塊法武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝將配有粘結(jié)劑或熔劑及燃料的細(xì)精礦粉（僅土燒球團(tuán)可配燃料），經(jīng)過滾動成型（造球）、焙燒固結(jié)、冷卻過篩，成為粒度均勻、強(qiáng)度較好的球團(tuán)礦。球團(tuán)法按生產(chǎn)設(shè)備形式分有豎爐焙燒、帶式機(jī)焙燒鏈算機(jī)一回轉(zhuǎn)窯焙燒及隧道窯、平地吹土球等多種。根據(jù)球團(tuán)的理化性能和焙燒工藝不同，球團(tuán)成品有氧化球團(tuán)、還原性球團(tuán)（金屬化球團(tuán)）以及綜合處理的氯化焙燒球團(tuán)之分。目前國內(nèi)生產(chǎn)以氧化球團(tuán)礦為主，鏈算機(jī)一回轉(zhuǎn)窯及帶式機(jī)焙燒是生產(chǎn)氧化球團(tuán)礦的主要方法。主要內(nèi)容武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝球團(tuán)生產(chǎn)現(xiàn)狀;球團(tuán)原料準(zhǔn)備；造球理論與工藝，造球機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理；生球干燥機(jī)理、影響因素及爆裂溫度測定方法；球團(tuán)焙燒固結(jié)基本原理，球團(tuán)礦礦物組成及顯微結(jié)構(gòu)，球團(tuán)礦還原時的膨脹及抑制措施；球團(tuán)生產(chǎn)工藝，焙燒設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理及維護(hù)；球團(tuán)礦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝國外球團(tuán)國外球團(tuán)生產(chǎn)國外球團(tuán)發(fā)展趨勢我國球團(tuán)生產(chǎn)狀況與資源需求我國球團(tuán)生產(chǎn)我國球團(tuán)發(fā)展趨勢我國鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀與球團(tuán)原料進(jìn)步燒結(jié)與球團(tuán)的比較高爐對球團(tuán)礦的要求大力發(fā)展球團(tuán)礦生產(chǎn)武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝第6章國內(nèi)外球團(tuán)生產(chǎn)現(xiàn)狀6.1國外球團(tuán)武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝1912年和1913年，瑞典人安德生和德國人布萊克爾斯貝爾格分別取得專利；1926年，克虜伯公司建造第一座球團(tuán)試驗(yàn)廠，1937年停產(chǎn)1944年明尼蘇達(dá)大學(xué)取得球團(tuán)技術(shù)突破；1950-1951年，豎爐球團(tuán)試驗(yàn)成功；1955年，帶式焙燒機(jī)投入生產(chǎn)；1960年，鏈箅機(jī)——回轉(zhuǎn)窯鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)線建成投產(chǎn)；20世紀(jì)80年代后，國外球團(tuán)長足發(fā)展。從世界先進(jìn)的高爐煉鐵爐料結(jié)構(gòu)看，球團(tuán)礦的比例不斷增加，一般已增加到30－50％。當(dāng)今世界最先進(jìn)的高爐煉鐵在西歐，西歐高爐煉鐵球團(tuán)礦用量已發(fā)展到30－70%。最典型的阿姆斯特丹、霍戈文公司艾莫依登廠的爐料結(jié)構(gòu)是50%球團(tuán)礦+50%燒結(jié)礦。高爐冶煉焦比為234kg/t，噴煤212kg/t，利用系數(shù)平均為2.8t/m3.d，最高達(dá)3.1t/m3.d。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝6.1.1國外球團(tuán)生產(chǎn)武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝2000年，全世界有近20多個國家生產(chǎn)球團(tuán)礦，球團(tuán)礦總生產(chǎn)能力約為3.181億t煉鐵高爐用球團(tuán)礦：2.36億t/a，占76.6%；直接還原用球團(tuán)礦：7200萬t/a，占23.4％；全世界球團(tuán)出口量約為9000萬t。北美球團(tuán)礦產(chǎn)量最高，每年生產(chǎn)能力約為1.002億t，加拿大的球團(tuán)礦80%供出口，而美國球團(tuán)礦基本上供本國鋼鐵廠消費(fèi)。目前正在建設(shè)的球團(tuán)廠生產(chǎn)能力為2000萬ｔ全球球團(tuán)礦產(chǎn)量不斷增長武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝√2002年，11％；√2003年，8％√2006年，全球球團(tuán)礦產(chǎn)量增加了1200萬t，達(dá)到3.23億t，量比2005年增長4％。2006年世界球團(tuán)礦出口量為1.43億t，比2005年增長5％。2006年中國球團(tuán)礦同比增長13％，達(dá)到4500萬t；√2007年全球球團(tuán)礦產(chǎn)量增加2600萬t，達(dá)到3.49億t，增長√2008年全球球團(tuán)礦產(chǎn)量達(dá)到3.64億t，增長10%；√

2010年全球球團(tuán)礦產(chǎn)量3.881億噸，創(chuàng)歷史新高。中國是全球最大的球團(tuán)礦生產(chǎn)國，產(chǎn)量增至1.103億噸。目前在中國有超過500萬噸的新增球團(tuán)礦年產(chǎn)能正在建設(shè)中。2010年全球球團(tuán)礦出口量為1.45億噸，同比增長46％。巴西依然是最大的球團(tuán)礦出口國，出口量較2009年增長77％至5360萬噸。加拿大居第二，出口量為2120萬噸?！?/p>

球團(tuán)礦消費(fèi)量的增長主要受鋼需求增加以及鋼廠期望利用更多的較高鐵含量鐵礦石來提高高爐生產(chǎn)效率所驅(qū)動。較高的鐵礦石價格已經(jīng)促使鋼廠通過利用球團(tuán)礦來提高高爐和直接還原鐵設(shè)備的生產(chǎn)效率。同時，采用球團(tuán)礦也具有環(huán)保作用。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝全球球團(tuán)分地區(qū)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)（2006）武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝6.1.2國外發(fā)展趨勢武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝一些煉鐵技術(shù)先進(jìn)的國家，球團(tuán)礦的比例已越來越高，從

20％到50％，直到幾乎100％，各項(xiàng)指標(biāo)領(lǐng)先，產(chǎn)品質(zhì)量好；□

北美：北美所產(chǎn)鐵礦石主要是經(jīng)細(xì)磨精選后的精礦，絕大部分都加工成球團(tuán)礦供煉鐵使用。加拿大Algoma(阿爾戈馬)廠7號高爐熔劑性球團(tuán)礦比例達(dá)到了99％；墨西哥AHMSA公司Monclova廠5號高爐熔劑性球團(tuán)礦

比例為93％；美國AK

Steel公司Ashland，KY廠Amanda高爐熔劑性球團(tuán)礦比例為90％；歐洲的瑞典和德國部分高爐球團(tuán)礦比例也很高?！醢臀魑錆h工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝巴西是世界上最大的鐵礦石生產(chǎn)和出口國之一。巴西鐵礦的特點(diǎn)：絕大部分為赤鐵礦，含鐵品位極高，一般都在67.5％以上，以細(xì)粉礦為主，其粒度都較細(xì)，除少量可作為燒結(jié)粉以外，大部分適合于生產(chǎn)球團(tuán)礦。巴西建有l(wèi)0多個大型球團(tuán)廠(采用帶式焙燒工藝，用重油作燃料)，年產(chǎn)球團(tuán)礦4000萬t以上，單系統(tǒng)能力達(dá)到了700萬t/a巴西鐵礦為赤鐵礦，要求焙燒溫度高，燃耗高，加工費(fèi)高。這些球團(tuán)工廠目前都為CVRD公司掌握，所產(chǎn)球團(tuán)礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，品種齊全，有供高爐用的、有供直接還原鐵生產(chǎn)用的，有酸性的、堿性的，高硅的、低硅的等等，可滿足各類鋼鐵生產(chǎn)的需求?！踔袞|及其他地區(qū)武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝在中東地區(qū)興建的大型球團(tuán)廠，不但單系統(tǒng)規(guī)模大(一般都在500萬t/a以上，甚至達(dá)700萬t/a)，/技術(shù)裝備水平高，質(zhì)量極高。主要滿足當(dāng)?shù)厣a(chǎn)直接還原鐵，供新建電爐短流程鋼鐵廠使用。目前，中東地區(qū)的鋼鐵工業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，將成為僅次于石油工業(yè)的第二大支柱性產(chǎn)業(yè)。在細(xì)磨鐵精礦產(chǎn)量較大的其它國家和地區(qū)，如烏克蘭、土耳其、南美等也都建有球團(tuán)廠或準(zhǔn)備興建新的球團(tuán)項(xiàng)目。這些球團(tuán)廠一般都建在礦山和港口碼頭，所產(chǎn)球團(tuán)礦均為商品球團(tuán)，提高了附加值，使地區(qū)和資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。6.2我國球團(tuán)生產(chǎn)狀況與資源需求武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝我國鐵礦石大多是貧礦，細(xì)磨和選別后大部分是磁選精礦，適合發(fā)展球團(tuán)生產(chǎn)。目前我國的鐵精礦產(chǎn)量約為3億t，其中約有50％用于生產(chǎn)球團(tuán)礦，還有50％仍在用于燒結(jié)，從造塊原理上來講，這是不合理的。因此，大力發(fā)展我國的球團(tuán)生產(chǎn)不僅非常有利，而且十分必要。隨著球團(tuán)產(chǎn)能的提高，高爐爐料結(jié)構(gòu)就可能發(fā)生變化。高爐的合理爐料結(jié)構(gòu)，必須是以鐵原料供應(yīng)為基礎(chǔ)來研究和確定的，因而隨著原料條件的變化，爐料結(jié)構(gòu)是可變的，并非只有一種模式。在以鐵精礦為主要原料的情況下，爐料中球團(tuán)礦的用量必然增加。國內(nèi)球團(tuán)礦發(fā)展史武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝1958年中南大學(xué)開始球團(tuán)試驗(yàn)；1959年，鞍鋼、武鋼分別進(jìn)行工業(yè)化球團(tuán)生產(chǎn)；1968年，濟(jì)鋼豎爐球團(tuán)建成投產(chǎn)；70年代初，承德、杭州、萊鋼等豎爐球團(tuán)建成；70年代，包鋼引進(jìn)帶式焙燒機(jī)；1982年，承德鋼鐵廠建成鏈箅機(jī)——回轉(zhuǎn)窯鐵礦球團(tuán)生產(chǎn)線；1989年，首鋼礦業(yè)建成鏈箅機(jī)——回轉(zhuǎn)窯金屬化球團(tuán)生產(chǎn)線自上世紀(jì)六十年代以來，隨著我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)了大量的細(xì)磨鐵精礦。由于受當(dāng)時蘇聯(lián)鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的影響，這些精礦大都用來生產(chǎn)燒結(jié)礦，配比低，效率低。從國內(nèi)的情況來看，目前流行的“80％高堿度燒結(jié)礦+15％球團(tuán)礦+5％塊礦”的爐料結(jié)構(gòu)模式，是根據(jù)日本和寶鋼的鐵原料來源而研究確定的，是以主要使用澳大利亞進(jìn)口赤鐵礦粉為前提的。20世紀(jì)末，我國僅建成了兩個帶式焙燒機(jī)工廠，生產(chǎn)能力不足400萬t/a；鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力僅有100萬t/左右；另外還有豎爐二、三十座，生產(chǎn)能力在800萬t/a左右。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝國內(nèi)現(xiàn)狀(1)鐵品位低，SiO

含量高。(2)抗壓強(qiáng)度低。(3)球團(tuán)礦的含粉率高、FeO含量高。（4）能耗高、勞動生產(chǎn)率低下、環(huán)保壓力大。在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持下，短短五、六年內(nèi)建成了五、六千萬噸的生產(chǎn)能力。其中，絕大部分是采用先進(jìn)的鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯工藝。而且大型化發(fā)展速度很快，單窯生產(chǎn)能力從幾十萬噸到120萬t/a；到240萬t/a；到500萬t/a，技術(shù)裝備平有了極大的進(jìn)步。小型球團(tuán)廠數(shù)量太多，8000萬噸/年（4億噸/年）。近年來新建的單系統(tǒng)規(guī)模在120萬t/a以上的球團(tuán)生產(chǎn)線也存在著裝備水平偏低，工藝技術(shù)不高，產(chǎn)品質(zhì)量低下的狀

況。產(chǎn)品質(zhì)量從總體上看還是不高，且品種單一，與國際水平相差甚遠(yuǎn)。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝中國部分鋼廠高爐配比：武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝燒結(jié)礦球團(tuán)塊礦鞍鋼72.0%22.5%5.5%本鋼83.6%15.4%1.0%唐鋼86.2%3.0%10.8%邯鋼70.0%13.0%17.0%濟(jì)鋼81.0%12.8%6.2%寶鋼75.0%18.0%7.0%武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝國內(nèi)發(fā)展趨勢武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝澳大利亞鐵礦業(yè)己有3家以上的礦業(yè)公司(金達(dá)必、中信泰富Sino礦、RHA礦業(yè)公司等)開始著手磁鐵礦開采(為澳一中合資)，經(jīng)磨選以后可獲得1000萬t/a以上的優(yōu)質(zhì)磁鐵精礦。按當(dāng)?shù)卣囊螅渲幸徊糠骤F礦石要進(jìn)行深加工提高附加值后才能出口，因而都將建設(shè)一定規(guī)模的球團(tuán)廠。這些球團(tuán)廠將采用大型設(shè)備，其單系統(tǒng)能力在500～700萬t／a；武鋼已在鄂州建成了單窯500萬t/a規(guī)模的球團(tuán)廠；鞍鋼在營口鲅魚圈正籌建400萬t/a規(guī)模的球團(tuán)工程；寶鋼在湛江籌建了500萬t/a規(guī)模的球團(tuán)工程；杭鋼、沙鋼、新疆、首鋼也將在新的基地建設(shè)更大規(guī)模的球團(tuán)廠。采用目前世界上最先進(jìn)的Metso鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)技術(shù)。我國鐵礦石、進(jìn)口鐵礦石量/萬t武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝中國球團(tuán)產(chǎn)量情況武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝跨入二十一世紀(jì)以來，我國鋼鐵工業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展的軌道，作為高爐煉鐵的一種主要含鐵爐料球團(tuán)礦生產(chǎn)的發(fā)展速度超過了高爐煉鐵年增長的速度。我國生鐵年產(chǎn)量由2001年的15554萬噸增長到2011年的

62969.5萬噸，11年間年均增長27.71％，球團(tuán)礦年產(chǎn)量由2001的1784萬噸增長到2011年的20410萬噸，年平均增長速度103.2％，其中還受2008年的國際金融風(fēng)暴影響及此后兩年的發(fā)展速度調(diào)整。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝表1

2001－2011年我國生鐵和球團(tuán)礦年產(chǎn)量增長情況武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝表2

2001－2011年我國回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)注：日歷作業(yè)平均率為91.64％，最優(yōu)的新余鋼鐵已達(dá)到99.40％武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝表3

2001～2011年我國豎爐球團(tuán)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)注：日歷作業(yè)率平均為95.41％，最優(yōu)單位方大特鋼已達(dá)到99.93％。由此可見，我國球團(tuán)生產(chǎn)的現(xiàn)狀所表現(xiàn)的特征：我國球團(tuán)礦的年產(chǎn)能跨入二十一世紀(jì)以來，也有很快的發(fā)展，2011年年產(chǎn)量達(dá)到了20410萬噸，（年均增幅達(dá)到18％），球團(tuán)礦占爐料結(jié)構(gòu)的比例已接近20％的程度。我國球團(tuán)礦的質(zhì)量：鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦的含鐵品位2005~

2006年度曾上升到高于64.5％的水平，隨著礦價的急劇上漲，

2011年又下降到低于63.50％；豎爐球團(tuán)一直處在62％～63％的水平，球團(tuán)礦的SiO2含量在2007年前無數(shù)據(jù)公布，近幾年鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦SiO2含量高于5.5％接近6.0％，豎爐球團(tuán)SiO2含量高于6.20。鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)達(dá)到95.0％，豎爐球團(tuán)礦為91～92％。近幾年，首鋼和鞍鋼鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦的含鐵品位保持在65.50％以上，接近巴西進(jìn)口球團(tuán)礦的水平；武鋼程潮鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦成品球的SiO2含量達(dá)到3.75％的優(yōu)良水平。邯鋼球團(tuán)廠成品球的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)已達(dá)到97.0％的水平。武漢工程大學(xué)本科生課程

燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝3）我國生產(chǎn)球團(tuán)礦的原材料消耗，鋼鐵生產(chǎn)節(jié)省原材料，是資源循環(huán)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。噸球精礦粉消耗回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)已基本上穩(wěn)定在1000公斤之內(nèi)，豎爐球團(tuán)精礦粉消耗也由2001年的1060公斤，下降到接近1000公斤的水平。球團(tuán)礦生產(chǎn)的粘結(jié)劑用量，回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)噸球膨潤土用量已由2001年的37.43公斤逐年下降到2011年的19.53公斤，豎爐球團(tuán)膨潤土量也已由2001年的35.05公斤逐年下降到2011年的21.04公斤。外球團(tuán)生產(chǎn)膨潤土的用量為4～8公斤/t球，因此我國球團(tuán)生產(chǎn)膨潤土用量還有一個較大的改善空間。我國首鋼和鞍鋼弓礦球團(tuán)生產(chǎn)的膨潤土用量近幾年下降到了10～11公斤/t球，已接近國的先進(jìn)水平。4）我國球團(tuán)生產(chǎn)的工序能耗，回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)已由2001年的65.35kg標(biāo)煤/t球下降到2011年的27.42kg標(biāo)煤/t球，豎爐球團(tuán)工序能耗由2001年的42.84下降到2011年的31.76

kg標(biāo)煤/t球。式焙燒機(jī)是球團(tuán)生產(chǎn)的一種裝備和生產(chǎn)工藝，幾十年來我國僅鞍鋼和包鋼2條生產(chǎn)線，2010年京唐鋼鐵公司建設(shè)和投產(chǎn)了一條生產(chǎn)400萬噸（面積504m2）的大型帶式焙燒機(jī)，經(jīng)過短短一年的運(yùn)營，取得了良好的效果。武漢工程大藝學(xué)本本科科生生課課程程

燒燒結(jié)結(jié)球球團(tuán)團(tuán)理理論論與與工工藝Mining"s

SinIron

project發(fā)展方向武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝?yán)^續(xù)堅(jiān)持大型化發(fā)展方向。其一，能大幅度降低單位產(chǎn)品的投資，而且能大幅度降低能源消耗，提高勞動生產(chǎn)率。其二，能為提高產(chǎn)品質(zhì)量降低成本創(chuàng)造條件，有利于提升企業(yè)的市場競爭力。其三，能為先進(jìn)技術(shù)的采用和提高裝備水平奠定基礎(chǔ)，充分發(fā)揮環(huán)保設(shè)施的作用，有利于生產(chǎn)環(huán)境的改善。必須瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平。我國球團(tuán)產(chǎn)業(yè)必須盡快縮短與世界先進(jìn)水平的距離。寶鋼武鋼鞍鋼首鋼球團(tuán)項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)都采用了目前世界上最先進(jìn)的Metso鏈篦機(jī)——回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)技術(shù)。3)發(fā)展商品球團(tuán)礦生產(chǎn)。由于球團(tuán)產(chǎn)品質(zhì)量好，可以長

途運(yùn)輸和海運(yùn)，不必緊靠高爐建設(shè)，可建在礦山和港口碼頭，發(fā)展商品球團(tuán)的生產(chǎn)基地，降低成本、減輕鋼鐵企業(yè)的環(huán)保

壓力有好處。隨著直接還原工業(yè)的發(fā)展和新的煉鐵技術(shù)的采

用(如COREX爐)，以及鋼鐵企業(yè)環(huán)保壓力越來越大，商品球團(tuán)的發(fā)展有著很大的空問。4）由于不同冶煉工藝對球團(tuán)礦質(zhì)量和性能的要求不同，要滿足這些需求，還必須實(shí)現(xiàn)球團(tuán)礦品種的多樣化。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝目前我國鋼鐵生產(chǎn)中進(jìn)口礦的比例已超過50％，今后幾年可能達(dá)到70％以上，巴西礦的用量也將越來越多，而大部分巴西礦和國產(chǎn)鐵礦都是適于生產(chǎn)球團(tuán)礦而不宜用于燒結(jié)的。澳大利亞鐵礦開采中，磁鐵礦的量不斷增加，而且這種礦都經(jīng)過細(xì)磨精選，適合于生產(chǎn)球團(tuán)礦。隨著鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對爐料提出了越來越嚴(yán)格的要求，因而高爐煉鐵對高品位優(yōu)質(zhì)球團(tuán)礦的需求會越來越大。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝6.3燒結(jié)與球團(tuán)的比較武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝燒結(jié)和球團(tuán)都是粉礦造塊的方法。但它們的生產(chǎn)工藝和固結(jié)成塊的基本原理卻有很大區(qū)別，在高爐上冶煉的效果也有各自的特點(diǎn)。燒結(jié)與球團(tuán)的區(qū)別主要表現(xiàn)在以下幾方面：1）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)一步減少到-325網(wǎng)目（小于0.044mm）。這種過細(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)量的提高，而用球團(tuán)方法處理卻很適宜，因?yàn)檫^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。對原料的條件要求：球團(tuán)：要求原料粒度細(xì)，要求-325目粒級必須大于70%，比表面積1500-2000cm2/g，甚至更高；燒結(jié)相對粒度粗，希望原料中-150目粒級在20%以下，原料較為廣泛；。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝成品礦的形狀不同：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)。適于球團(tuán)法處理的原料已從磁鐵礦擴(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)品來看，不僅能制造常規(guī)氧化球團(tuán)，還可以生

產(chǎn)還原球團(tuán)、金屬化球團(tuán)等；同時球團(tuán)方法適用于

有色金屬的回收，有利于開展綜合利用。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝4）固結(jié)成塊的機(jī)理不同：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。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝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)：靠高溫焙燒，在爐內(nèi)進(jìn)行，不可以直接目測，需要添加劑；燒結(jié)：用火直接接觸，生產(chǎn)情況可直接觀察，不需要添加劑，但需要熔劑；武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝冶金效果和經(jīng)濟(jì)效果：球團(tuán)：提高高爐產(chǎn)量，降低焦比；球團(tuán)：前期投資較高，燃料費(fèi)用低，動力費(fèi)用高，投資回收及投資后收益遠(yuǎn)高于燒結(jié)。球團(tuán)廠一般建在礦山或港口，減輕了鋼鐵廠的環(huán)境壓力。球團(tuán)礦的生產(chǎn)成本低。一般情況下，球團(tuán)生產(chǎn)的工序能耗比燒結(jié)低(較好的燒結(jié)工序能耗指標(biāo)為60～70

kg／t，而球團(tuán)工序能耗般為30～50

kg/t，特別是在使用磁鐵礦的情況下，更是如此。環(huán)境狀況比較生產(chǎn)球團(tuán)礦比生產(chǎn)燒結(jié)礦排入大氣的灰塵量要少，同時煙氣含塵量少，有利于改善環(huán)境。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝工序能耗（Kgce/t）工序水耗（m3/t）耗新水（m3/t）燒結(jié)57.150.540.26球團(tuán)33.081.130.42武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝8)球團(tuán)礦比燒結(jié)礦在冶金性能方面優(yōu)越性武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝粒度小而均勻，有利于高爐料柱透氣性的改善和氣流的均勻分布。通常球團(tuán)粒度在8-16(20)mm的占90%-95%以上。這一點(diǎn)即使整粒最好的燒結(jié)礦也難以相比。冷態(tài)強(qiáng)度（抗壓和抗磨）高。在運(yùn)輸、裝卸和貯存時產(chǎn)生粉末少。鐵份高和堆密度大，有利于增加高爐料柱的有效重量，提高產(chǎn)量（工序能耗降低15kg/t）和降低焦比15kg/t。還原性好，有利于改善煤氣化學(xué)能的利用。測定表明，在用低SiO2的優(yōu)質(zhì)原料時，球團(tuán)礦與燒結(jié)礦的還原性相差不大，而在使用SiO2較高的原料時，球團(tuán)的還原性優(yōu)于燒結(jié)礦。球團(tuán)礦存在的缺點(diǎn)：還原膨脹率要高于燒結(jié)礦。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝冶金性能高堿度燒結(jié)礦酸性球團(tuán)礦冷態(tài)強(qiáng)度差好低溫還原粉化率差好荷重軟化性能好差熔融滴落性能好差還原膨脹指數(shù)好差低中溫還原性差好高溫還原性好差武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝高堿度燒結(jié)礦與酸性球團(tuán)礦冶金性能比較武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝(1)均勻的粒度和規(guī)則的球形對爐料運(yùn)動、氣流分布和熱交換十分有利。(2)鐵品位高，能提高人爐爐料的綜合品位，對改善煉鐵生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極為有利。

(3)強(qiáng)度較高，在爐內(nèi)不易產(chǎn)生粉末，更適于作為大型高爐的爐料。(4)含粉率低，一般不超過2％，而燒結(jié)礦的含粉率最少也在5％以上。(5)FeO含量低，一般不超過1.5％，而燒結(jié)礦最低也在5％以上。FeO含量低對減少高爐中的直接還原有利。

(6)球團(tuán)礦適于長途運(yùn)輸，且能貯存較長時間。(7)球團(tuán)廠一般建在礦山或港口，減輕了鋼鐵廠的環(huán)境壓力。直接還原生產(chǎn)最重要的爐料在沒有優(yōu)質(zhì)富鐵塊礦的情況下，氣基豎爐直接還原鐵生產(chǎn)必須采用高質(zhì)量、高品位的球團(tuán)礦。新型的非焦煉鐵生產(chǎn)工藝一C0REx法，其球團(tuán)礦用量在70％以上，該工藝在南非、印度、韓國已有工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的先例，我國寶鋼也建成了C3000型還原爐，即將投入生產(chǎn)。球團(tuán)是利用細(xì)粒鐵礦石的必由之路武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝細(xì)磨鐵精礦合理的造塊工藝是球團(tuán)，細(xì)磨鐵精礦其粒度很細(xì)，在配加少量粘結(jié)劑的情況下，制成圓形小球，經(jīng)高溫氧化焙燒后具有很高的強(qiáng)度。這種大小均勻、形狀規(guī)則的球團(tuán)礦對高爐生產(chǎn)是十分有利的。細(xì)磨鐵精礦用于球團(tuán)礦生產(chǎn)比用于燒結(jié)礦生產(chǎn)更合理。球團(tuán)礦具有更好的冶金性能。與燒結(jié)礦相比，球團(tuán)礦在某些冶金性能方面具有更多的優(yōu)越性.球團(tuán)礦的加工費(fèi)用低：在球團(tuán)工藝流程中，各段廢氣的循環(huán)使用率高，使熱量得到了充分利用。球團(tuán)生產(chǎn)的工藝流程短，成品球團(tuán)無需再整粒，球團(tuán)焙燒是在密閉性能良好的容器中進(jìn)行的，散發(fā)的灰塵量少，相應(yīng)的除塵系統(tǒng)也少，由此帶來了電耗的節(jié)約。球團(tuán)礦是直接還原生產(chǎn)和COREX熔融優(yōu)質(zhì)原料;我國所產(chǎn)鐵礦石絕大數(shù)為細(xì)磨鐵精礦，必須走球團(tuán)生產(chǎn)之路武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝球團(tuán)的優(yōu)點(diǎn)(advantages)：武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝均勻的粒度和規(guī)則的球形對爐料運(yùn)動、氣流分布和熱交換十分有利。鐵品位高，能提高入爐爐料的綜合品位，對改善煉鐵生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極為有利。強(qiáng)度較高，在爐內(nèi)不易產(chǎn)生粉末，更適于作為大型高爐的爐料。含粉率低，一般不超過2％，而燒結(jié)礦的含粉率最少也在

5％以上。FeO含量低，一般不超過1.5％，而燒結(jié)礦最低也在5％以上。FeO含量低對減少高爐中的直接還原有利。球團(tuán)礦適于長途運(yùn)輸，且能貯存較長時間。球團(tuán)廠一般建在礦山或港口，減輕了鋼鐵廠的環(huán)境壓力6.4高爐對球團(tuán)礦的要求武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝1)鐵品位高、化學(xué)成分穩(wěn)定鐵的品位高低直接影響到高爐的操作技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。實(shí)踐證明：高爐入爐料含鐵品位每提高1﹪、焦比可降低2﹪、出鐵量可增加3﹪。因此，在保證球團(tuán)礦冶煉性能的同時，應(yīng)盡可能地做到不降低或少降低含鐵品位?；瘜W(xué)成份的穩(wěn)定程度也是影響高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的重要因素。實(shí)踐證明：當(dāng)鐵品位波動范圍從1.0％降到0.5％，高爐焦比可降低1.3％、產(chǎn)量可增加1.5％左右。這也就是國外鋼鐵企業(yè)對原料的混勻中和給予高度重視的原因之一。2)還原性能好大家都知道，高爐的冶煉過程實(shí)質(zhì)上是個還原過程，因此只有爐料還原性能好，才能做到低消耗、高產(chǎn)量。對于入爐的含鐵原料來說大致有以下規(guī)律：a.就鐵的氧化物而言其還原性順序?yàn)镕e2O3＞Fe3O4＞FeO；b.就含鐵爐料種類而言天然礦石的還原性順序是褐鐵礦＞赤礦＞磁鐵礦；c.人造塊礦的還原性順序是球團(tuán)礦＞燒結(jié)礦；

d.爐料氣孔率高，還原性好。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝3)合適的粒度和粒度的組成高爐內(nèi)還原的實(shí)質(zhì)是以焦炭燃燒后產(chǎn)生的還原氣體去還原，這就是希望氣體在爐內(nèi)上升的阻力小。而爐料的粒度及組成則直接影響這種阻力的大小，粒度越均勻其阻力越小，最理想的粒度值為10～15mm。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝4)足夠的冷、熱強(qiáng)度冷強(qiáng)度：是指球團(tuán)礦在轉(zhuǎn)運(yùn)、裝卸過程中受碰撞、耐壓和耐磨的能力。一般用轉(zhuǎn)鼓和抗壓試驗(yàn)，指標(biāo)越高越好；熱強(qiáng)度：是指球團(tuán)礦在高爐內(nèi)高溫還原氣氛下的還原粉化和還原膨脹性能。一般有國家檢測標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)越低越好。5)軟化溫度及融化溫度高、軟融區(qū)間窄軟化溫度高可以降低高爐內(nèi)的軟熔帶（成渣帶），減薄成渣帶。減少爐內(nèi)氣流阻力，改善氣流分布，有利于發(fā)展間接還原，降低焦比。融化溫度高有利于渣鐵分離。實(shí)踐證明：提高球團(tuán)礦中的MgO含量能夠提高其軟化溫度和縮小軟融區(qū)間。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝

精料技術(shù)對高爐煉鐵技經(jīng)指標(biāo)的影響率在70%，其中焦炭質(zhì)量的影響占20%左

右，高爐操作占10%。

精料技術(shù)的內(nèi)容有：高、熱、穩(wěn)、均、小、好八個方面武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝6.5大力發(fā)展球團(tuán)礦生產(chǎn)一、球團(tuán)礦生產(chǎn)發(fā)展的目標(biāo)2006～2020年中國鋼鐵工業(yè)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展指南指標(biāo)，“中國高爐爐料中球團(tuán)比約12％，從當(dāng)前優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢看，中國應(yīng)大力發(fā)展球團(tuán)生產(chǎn)，并全面提高球團(tuán)生產(chǎn)水平?！鼻驁F(tuán)技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)要“實(shí)現(xiàn)裝備大型化，形成以不小于200萬噸年產(chǎn)量的鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯為主體的球團(tuán)生產(chǎn)工藝與裝備，加快淘汰小豎爐球團(tuán)工藝裝備。”2011～2020年帶式焙燒機(jī)和鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)指標(biāo)：關(guān)于球團(tuán)生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵技術(shù)：鐵精粉的粒度－200目高于85％，含鐵品位不低于68％；提高造球效率和生球質(zhì)量的技術(shù)；進(jìn)行球團(tuán)用添加劑的研發(fā)和應(yīng)用技術(shù)（包括研發(fā)新型高效不含K、Na的球團(tuán)添加劑）；大幅度降低各種球團(tuán)焙燒能耗的技術(shù)；實(shí)現(xiàn)球團(tuán)煙氣脫SOX、NOX及降低生產(chǎn)過程CO2產(chǎn)生量的技術(shù)。實(shí)現(xiàn)2020年以上目標(biāo)，球團(tuán)界還有較大的差距和大量工作要做，特別是降低各種球團(tuán)焙燒的能耗和改善環(huán)保差距很大，球團(tuán)礦生產(chǎn)過程的煙氣脫硫僅有個別廠家實(shí)施（或開始實(shí)施），球團(tuán)生產(chǎn)廠應(yīng)做出規(guī)劃，加大力度解決煙氣的凈化問題。二、發(fā)展球團(tuán)生產(chǎn)對改善高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的價值低堿度和自熔性燒結(jié)礦由于其強(qiáng)度和冶金性能不良，不適合作為高爐煉鐵的主要爐料，高堿度燒結(jié)礦由于其具有優(yōu)良的冶性能，多年來已成為我國高爐煉鐵的主要爐料，正因如此，球礦也就成了我國高爐煉鐵與高堿度燒結(jié)礦搭配的一種主要爐料25％～30％球團(tuán)礦的配入可提高入爐礦品位1.5％以上，同時可低15％的渣量，總體可降低焦比4％，提高產(chǎn)量5.5％，球團(tuán)礦產(chǎn)對改善高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著十分重要的作用。我國球團(tuán)礦的年產(chǎn)量已達(dá)到2億噸，占高爐爐料的比例已接20％。但距離25％～30％的配比，還有5000～10000萬噸的發(fā)空間，且隨著我國工業(yè)化和農(nóng)村城鎮(zhèn)化的進(jìn)展，高爐煉鐵的產(chǎn)還有發(fā)展的空間，因此我國球團(tuán)礦生產(chǎn)有著廣闊的發(fā)展前景。球團(tuán)礦生產(chǎn)對高爐煉鐵節(jié)能減排包括以下幾個方面：球團(tuán)礦生產(chǎn)自身的節(jié)能減排;球團(tuán)礦質(zhì)量的節(jié)能減排;球團(tuán)礦搭配高堿度燒結(jié)礦爐料結(jié)構(gòu)的節(jié)能減排。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝三、球團(tuán)節(jié)能降耗A、球團(tuán)礦生產(chǎn)的節(jié)能減排據(jù)2011年球團(tuán)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯的工序能耗分別為24.92

kg標(biāo)煤/t和24.42kg標(biāo)煤/t，豎爐球團(tuán)的工序能耗分別僅為31.90

kg標(biāo)煤/t和31.76

kg標(biāo)煤/t;同期全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)礦的工序能耗為52.65

kg標(biāo)煤/和56.71kg標(biāo)煤/t，球團(tuán)礦與燒結(jié)礦相比，工序能耗僅為43％，可見發(fā)展球團(tuán)礦生產(chǎn)對節(jié)能減排，改善環(huán)保有著無可比擬的優(yōu)越性。武漢工程大學(xué)本科生課程燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝B、球團(tuán)礦質(zhì)量的節(jié)能減排國外球團(tuán)礦的含鐵品位普遍高于65.0％，SiO2含量低于3％，我國鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)的含鐵品位已達(dá)到63.5％的水平，SiO2含量低于6％，比燒結(jié)礦的品位高出5個百分點(diǎn)，渣量普遍低于40％的程度，從公認(rèn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，燃料比會降低13％以上，這足以說明發(fā)展球團(tuán)礦生產(chǎn)對高爐煉鐵的節(jié)能減排具有重大價值，若球團(tuán)礦的品位和SiO2含量達(dá)到或接近國際水平，則所起作用會進(jìn)一步提升。C、球團(tuán)礦作為高爐煉鐵的搭配爐料，對高爐煉鐵節(jié)能減排的作用（每提高1.5％的品位，降到15％的渣量）已描述過，今后球團(tuán)礦不僅僅是一般的酸性球團(tuán)礦，它將是氧化鎂質(zhì)的酸性球團(tuán)礦，球團(tuán)礦產(chǎn)能進(jìn)一步提高后，還會發(fā)展一定數(shù)量的熔劑性球團(tuán)礦，這兩類球團(tuán)礦的發(fā)展及其冶金性能的改善對高爐煉鐵的節(jié)能減排將會發(fā)揮更大的作用。四.我國球團(tuán)礦生產(chǎn)發(fā)展面臨的問題和對策綜合近幾年全國球團(tuán)工作者對球團(tuán)生產(chǎn)發(fā)展所面臨的問題所提出的見解加之筆者對我國球團(tuán)生產(chǎn)現(xiàn)狀的認(rèn)識，總結(jié)出以下四個方面的問題：焙燒球團(tuán)礦的設(shè)備工藝問題;球團(tuán)生產(chǎn)的資源配置問題;提高設(shè)備配置質(zhì)量，有效降低球團(tuán)能耗問題;探索回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈原因解決結(jié)圈問題;提高造球水平，全方位改善球團(tuán)質(zhì)量。武漢工程大學(xué)本科生課程

燒結(jié)球團(tuán)理論與工藝(A)關(guān)于焙燒球團(tuán)礦的設(shè)備工藝問題到目前為止，年產(chǎn)2億噸球團(tuán)礦，帶式焙燒機(jī)工藝因受能源、耐熱件制作和建設(shè)周期等問題僅有3條生產(chǎn)線，年產(chǎn)700萬噸成品球團(tuán)，僅占產(chǎn)能的3.5％，今后的發(fā)展與新建的首鋼京唐公司504m2年產(chǎn)400萬噸的帶式焙燒機(jī)相關(guān)，視其生產(chǎn)效果會較大程度影響這類工藝今后的發(fā)展;豎爐球團(tuán)目前有大小不同200余座在生產(chǎn)，占產(chǎn)量的將近40％，但因產(chǎn)能、質(zhì)量和環(huán)保諸問題，圓形土豎爐，小于8m2的矩形豎爐在不久的將來會被淘汰，10m2~12m2含以上矩形豎爐在一定的時期內(nèi)還會存在;今后大中型鏈篦機(jī)－回轉(zhuǎn)窯工藝為我國