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1、链篦机回转窑球团生产工艺 及提高产质量的措施,1、链篦机回转窑球团生产工艺,1.1 链篦机回转窑工艺与带式焙烧机工艺的 区别 1.2 成球过程的三个阶段 1.3 生球焙烧过程概述 1.4 磁铁矿为什么要氧化完全 1.5 球团矿的固结类型,铁 精 矿 膨 润 土,配 料,混 匀,造 球,高 温 焙 烧,生 球 干 燥 预 热,球团矿冷却,成 品 球 团 矿 图1 生产流程图,干 燥,1.1 链篦机回转窑工艺与带式焙烧机工艺的区别,带式机生球的干燥、预热、焙烧、冷却是在同一 台设备上进行，链篦机回转窑的生球的干燥、预热、焙烧、冷却是分别在三台设备上进行； 带式机的球团始终在静止状态，回转窑的球团是
2、在不断翻滚中完成高温焙烧,球团矿的质量均匀些； 回转窑要求预热球有一定的强度。,1.2 成球过程的三个阶段,母球形成 成球过程的三个阶段： 母球长大 生球紧密 （1）母球形成阶段 已被润湿的细磨物料在机械力作用下，颗粒靠近，颗粒表面的水膜互相接触，便产生了毛细力，毛细力把颗粒拉近，便形成了多个颗粒在一起的小核。在机械力和毛细力的继续作用下，小核不断长大和密实，小核长大到56mm（称之为母球），便进入到母球长大阶段。 母球形成的速度与混匀料的水分、加水加料速度、加水点等有,关。母球形成的速度过快，生球粒度偏小。母球形成的速度太慢，生球粒度过大。 （2）母球长大阶段 母球在继续滚动过程中，进一步被
3、压密，母球内的水被挤到母球表面上，使母球表面过湿。表面过湿的母球在滚动过程中，很容易粘上一层润湿程度较低的细磨物料，使母球长大。母球长大过程是多次重复的，一直到母球内颗粒的摩擦力大于机械压密作用力大时为止。如要母球继续长大，必须往母球表面继续加水润湿。生球长大速度与细磨物料的粒度、亲水性、加水加料速度、造球机的参数、粘结剂的种类与用量、生球水分等有关。,生球的长大方式有成层长大、聚结长大两种。成层长大为主，成层长大的球，粒度均匀，呈球形。聚结长大的球粒度不均匀，球成多角形。产生这种情况主要原因是水分过大或膨润土用量大，母球的塑性大等原因。 （3）生球紧密阶段 生球长大到符合要求的粒度时便进入紧
4、密阶段。在这阶段，停止加水加料，使生球在机械力的作用下继续被压实，颗粒更紧密接触，生球内不但存在毛细力，而且存在分子力、静电引力、磁力等作用力。生球强度达到最好。,1.3 生球焙烧过程概述,焙烧的目的： 提高球团矿强度和热稳定性； 理想的矿物组成和显微结构； 提高还原性及降低有害元素的含量； 满足运输和高炉冶炼要求。 焙烧的五个阶段： 干燥阶段：200400oC，物理水分蒸发，部分结晶水排除； 预热阶段：9001000oC，干燥阶段未排除的少量水分进,一步排除，磁铁矿氧化成赤铁矿，碳酸盐矿物分解，硫化物分解和氧化，某些固相反应，团球强度有所提高； 高温焙烧阶段： 12001300oC，预热阶段
5、未完成的化学反应，如分解、氧化、脱硫、固相反应等也在此阶段继续进行，铁氧化物的结晶和再结晶 ，晶体长大，低熔点化合物熔化，形成少量液体，球团矿体积收缩和结构致密化。 均热阶段： 1100oC左右，在此温度下保持一定时间，使球团矿内的晶体发育完善，结构均匀化，消除内部应力。 冷却阶段：将球团矿冷却到150oC，使球团矿的结构稳定和便于皮运输，而且此阶段还会出现氧化反应，使球团矿中的FeO含量进一步降低。,1.4 磁铁矿为什么要氧化完全,氧化后新生成的赤铁矿原子具有较高的迁移能力，有利于颗粒之间的晶桥的生成和晶体长大； 磁铁矿氧化反应为放热反应，节省焙烧热能； 磁铁矿氧化不完全，球团矿结构不均匀，
6、出现同心裂纹，降低球团矿强度； 磁铁矿氧化不完全时，F eO与SiO2反应生成难还原的硅酸铁，降低了球团矿的还原性和强度。,1.5 球团矿的固结类型,球团矿的固结：即生球在高温作用下，通过固体质量扩散，形成连接桥及少量液体把固体颗粒粘结起来。球团矿的固结是以固相固结为主。但由于球团原料不可避免的带进一些SiO2，在焙烧过程中形成少量的液相，一般不超过5%7%。从球团矿本身来说，原料中的SiO2越少越好。 烧结矿的固结：是在高温作用下，产生大量的液体，冷却过程中，从液相中析出晶体和液相将未熔化的颗粒粘结起来。烧结矿的固结是以液相为主，烧结矿中的液相量一般都在30%40%以上，否则不足以维持一定的
7、强度。为了获得足够数量的液相量，烧结要求原料含有一定量的SiO2。,固相固结类型 Fe2 O3微晶连接：磁铁矿在氧化气氛和低温下产生的固结。 经预热阶段后的球团矿的固结属这种类型，球团矿的强度不高。 Fe2 O3 再结晶固结：不管球团原料是赤铁矿还是磁铁矿精矿，球团矿的最终固结都应该是Fe2 O3 再结晶固结形式为主。因为这种固结形式最理想，球团矿的强度最高，还原性最好。产生这种固结形式条件是：磁铁精矿球团在1200oC 1250oC，而且是强氧化气氛；赤铁矿在1300oC或 1300oC以上，虽然不存在磁铁矿氧化问题，但也需在氧化性气氛下进行，只是氧化气氛不像磁铁矿球团严格。 Fe3 O4再
8、结晶固结：磁铁矿氧化不完全或在中性气氛下焙烧所,得的固结形式。这种固结的球团矿强度低于赤铁矿再结晶球团矿，而且还原性也较差。所以氧化球团焙烧时应尽可能避免出现这种固结形式。 液相粘结：液相是在固相反应的基础上形成的。生球中不可避免地含有一定量的SiO2、CaO、MgO，这些矿物本身的熔点是非常高，在球团焙烧过程中不可能产生液相的。但当它们之间出现固体反应后，新生成的化合物或化合物之间、化合物与球团中原有的成分形成的低熔点共熔物，在球团焙烧的条件下就会出现液相。,酸性氧化球团矿主要液相粘结： 2FeO.SiO2 熔点为1205 oC 2FeO.SiO2 FeO低共熔点混合物，熔点为1177 oC
9、 2FeO.SiO2- SiO2低共熔点共熔混合物，为1178 oC 这种液相常呈玻璃质存在，使得球团矿的强度降低，而且还原性差。 熔剂性球团矿主要液相粘结： 铁酸钙 CaO.Fe2O3 熔点为1216oC 铁酸半钙 CaO.2Fe2O3 熔点为1226oC 铁酸钙与铁酸半钙 CaO.Fe2O3- CaO.2Fe2O3 熔点为1205oC,2 提高链篦机回转窑球团产质量的措施,2.1 提高生球质量 2.2 提高预热球的强度，减少入窑球团中的粉料 2.3 稳定回转窑热工制度 2.4 减少回转窑结圈现象。,2.1 提高生球质量,生球的质量要求通常是指生球落下强度和抗压强度。随着球团的发展，对球团生
10、产有了较深入的了解，因而对生球的质量要求也提高了。生球质量指标应包括: 生球落下次数； 抗压强度； 生球爆裂温度； 生球粒度均匀性。,2.1.1 控制膨润土的质量及用量,膨润土是一种具有膨胀性，呈层状结构的含水铝硅酸主要成sio2 sio2占60%以上，对球团矿品位有较大的影响。它的作用主要是提高生球落下强度和生球爆裂温度，因此它的选择标准应是生球强度和生球爆裂温度，必须通过造球试验来确定。,图4-1 膨润土种类与用量对配比1生球强度的影响,图1 膨润土种类与用量对配比1生球强度的影响,图4-2 膨润土种类与用量对配比1爆裂温度的影响,图4-2 膨润土种类与用量对配比1爆裂温度的影响,图2 膨
11、润土种类与用量对配比1生球强度的影响,2 .1.2 选择适宜的造球机的工艺参数,边高 倾角 造球机的工艺参数 转速 刮刀 直径 倾角和边高主要是影响造球机的填充率，转速主要影响物料在球盘内的运动轨迹。这三个参数都互相影响的。边高一般是固定不可调的，但是当精矿比较粗而造球性能差量，球机的边高应设计高些，一般6米的造球机边高最好是650mm700mm。 转速与倾角互相搭配的。转速高，倾角大，反之倾角小。对不同的原料、,不同的配矿比、不同的混合料水分应有不同的倾角和转速相适应。它们搭配是否合理，其准则是造球盘中的物料运动轨迹。 现建的球团厂的造球盘 刮刀几乎都采用旋转刮刀，这种刮刀的造球机要注意认：
12、底料要造平整； 刮刀转速与造球盘转速协调； 刮刀的个数和刮刀大小。,2.1.3 原料准备,（1）原料的粒度及粒度组成 在原料种类确定的条件下，精矿的粒度和粒度组成是生球强度重要因素。精矿要有一定的细度，但并不是所有的精矿的粒度越细越好，有的精矿磨得太细反而生球强度不好，成球速度慢。除精矿要有一定的细度外，精矿还必须有合适的粒度组成，这样生球才能有较好的强度。可以通过配矿来改善混合料的粒度组成。 （2）适宜的混合料的水分 混合料水分是影响生球质量的重要因素，混合料水分稍过湿不一定影响造球机的产量，但影响生球质量抗压强度和生球粒度均匀性 ，容易出大球，生球塑性大。,2.1.4 提高操作水平,（1）
13、及时调整加水量和加水位置； （2）根据混合料的造球性能，及时调整造球盘的倾角和转速； （3）稳定混合料水分及给料量。,2.3 提高预热球的强度，减少入窑球团中的粉料,预热球强度好否、入窑球团中的粉料多少是影响转窑作业率的关键因素。预热球不但要有抗压强度，还要有一定的抗磨和抗摔打能力，在一定程度上抗磨和抗摔打能力更重要，否则预热球即使干燥过程中结构不破坏，也会引起回转窑结圈。因此生球干燥预热制度对回转窑工艺来说，特别关注。,2.3.1 提高生球破裂温度,（1）建议尽可能将生球水分控制低水平 因为生球水分太高有三点危害： 生球破裂温度降低，特别是采用钠膨润土作粘结剂时，生球更容易开裂； 干燥过程中
14、过湿现象严重，过湿层的生球爆裂或开裂的几率比原始生球更高； 生球水分高，干燥时间需延长，须采用较低的链篦机机速操作，降低链篦机的生产率。,（2）选择的适宜的膨润土,由于球团生产对生球的要求，采用测定膨润土性能的方法来确定膨润土好坏是不全面的。膨润土的选择应通过造球试验测定生球的落下强度和生球的爆裂温度，同时考虑到生球的落下强度和生球的爆裂温度来确定。一般来说，好的钠膨润土对生球落下强度和爆裂温度都有较好的效果，但目前我国钠膨润土的质量不是令人满意，很多钠膨润土对提高生球强度效果很好，但生球的爆裂温度却不能满足要求。,（3）提高生球温度,有条件的厂在冬季生产时采用一些措施如预热混合料、热水造球等
15、措施对提高产量是有作用的。提高生球温度主要是减少料层中的过湿现象，防止生产爆裂。,（4）采用鼓、抽风干燥相结合,正规球团厂都设计有鼓风干燥和抽风干燥工艺。鼓风干燥的目的是将下层球先预热，避免下层生球过湿降低爆裂温度，甚至因过湿下层球互相粘结，恶化料层透气性。,2.3.2 链篦机料层厚度要均匀,因为球团料层厚度比较薄，而球团料层透气性本来就好，由于边缘效应，链篦机两边的料层透气性比中间还好，大量风从边缘穿过，而中间风量不足，导致中间的球干燥不好。特别是目前链篦机的机速又比较快，生球干燥不均匀的现象会严重。国外有的链篦机在设计布料机时，有意使链篦机的两边稍高，防止大量的风从两边通过。,2.3.3
16、控制好链篦机的操作参数,链篦机采用鼓抽干燥并用是必要的，但鼓风干燥的时间不需要太长，2min可以。温度不能太高，只要将下层生球加热到露点温度以上。对破裂温度低的生球最好采用低温大风干燥制度，抽风干燥采用分步升温。 预热时间和预热温度选择是提高预热球强度关键，但必须是在强氧化气氛下进行。,2.4 稳定回转窑热工制度,目前我国生产球团的铁精矿铁品位都较高，SiO2较低，焙烧温度控制范围较宽，一般窑温控制不是结圈的主要原因。但窑温稳定和气氛更重要。因为窑温不稳定和氧化气氛不强，影响链篦机的操作不稳定，影响生球干燥和预热，导致进入窑内的预热球质量。并且氧化气氛不足时容易产生低熔点物质。 SiO2+FeO= 2F
