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1、 链链篦机篦机篦机篦机回回回回转转窑球窑球窑球窑球团团消消消消费费工工工工艺艺及提高及提高及提高及提高产质产质量的措施量的措施量的措施量的措施1、链篦机篦机回回转窑球窑球团消消费工工艺 1.1 链篦机篦机回回转窑工窑工艺与与带式焙式焙烧机工机工艺的的 区区别 1.2 成球成球过程的三个程的三个阶段段 1.3 生球焙生球焙烧过程概述程概述 1.4 磁磁铁矿为什么要氧化完全什么要氧化完全 1.5 球球团矿的固的固结类型型 铁铁 精精 矿矿 膨膨 润润 土土配配 料料混混 匀匀造造 球球高高 温温 焙焙 烧烧生生 球球 干干 燥燥 预预 热热球团矿冷却球团矿冷却 成 品 球 团 矿图1 消费流程图干
2、干 燥燥1.1 链篦机篦机回回转窑工窑工艺与与带式焙式焙烧机机工工艺的区的区别带式机生球的枯燥、预热、焙烧、冷却是在同一 台设备上进展，链篦机回转窑的生球的枯燥、预热、焙烧、冷却是分别在三台设备上进展；带式机的球团一直在静止形状，回转窑的球团是在不断翻腾中完成高温焙烧,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 母球构成母球构成 成球过程的三个阶段：成球过程的三个阶段： 母球长大母球长大 生球严密生球严密1母球构成阶段母球构成阶段 已被润湿的细磨物料在机械力作用下，颗粒接近，颗粒外表的已被润湿的细磨物料在机械力作用下，颗粒接近，颗粒外表的水膜相互接触，便产生了
3、毛细力，毛细力把颗粒拉近，便构成了水膜相互接触，便产生了毛细力，毛细力把颗粒拉近，便构成了多个颗粒在一同的小核。在机械力和毛细力的继续作用下，小核多个颗粒在一同的小核。在机械力和毛细力的继续作用下，小核不断长大和密实，小核长大到不断长大和密实，小核长大到56mm称之为母球，便进入到称之为母球，便进入到母球长大阶段。母球长大阶段。母球构成的速度与混匀料的水分、加水加料速度、加水点等有母球构成的速度与混匀料的水分、加水加料速度、加水点等有关。母球构成的速度过快，生球粒度偏小。母球构成的速度太慢，生球粒度过大。2母球长大阶段 母球在继续滚动过程中，进一步被压密，母球内的水被挤到母球外表上，使母球外表
4、过湿。外表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反复的，不断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，必需往母球外表继续加水润湿。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。产生这种情况主要缘由是水分过大或膨润土用量大，母球的塑性大等缘由。 3生球严密阶段 生球长大到符合要求的粒度时便进入严密阶段。在这阶段，停顿加水加料，使生球在机械力的
5、作用下继续被压实，颗粒更严密接触，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。生球强度到达最好。1.3 1.3 生球焙烧过程概述生球焙烧过程概述生球焙烧过程概述生球焙烧过程概述焙烧的目的：焙烧的目的： 提高球团矿强度和热稳定性；提高球团矿强度和热稳定性； 理想的矿物组成和显微构造；理想的矿物组成和显微构造； 提高复原性及降低有害元素的含量；提高复原性及降低有害元素的含量； 满足运输和高炉冶炼要求。满足运输和高炉冶炼要求。焙烧的五个阶段：焙烧的五个阶段： 枯燥阶段：枯燥阶段：200400oC，物理水分蒸发，部分结晶水，物理水分蒸发，部分结晶水排除；排除； 预热阶段：预热阶段：9
6、001000oC，枯燥阶段未排除的少量水分，枯燥阶段未排除的少量水分进进 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，某些固相反响，团球强度有所提高； 高温焙烧阶段： 12001300oC，预热阶段未完成的化学反响，如分解、氧化、脱硫、固相反响等也在此阶段继续进展，铁氧化物的结晶和再结晶 ，晶体长大，低熔点化合物熔化，构成少量液体，球团矿体积收缩和构造致密化。 均热阶段： 1100oC左右，在此温度下坚持一定时间，使球团矿内的晶体发育完善，构造均匀化，消除内部应力。 冷却阶段：将球团矿冷却到150oC，使球团矿的构造稳定和便于皮运输，而且此阶段还会出现氧化反响，使球团矿中的
7、FeO含量进一步降低。1.4 1.4 磁铁矿为什么要氧化完全磁铁矿为什么要氧化完全磁铁矿为什么要氧化完全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才干，有利于颗粒之间的晶桥的生成和晶体长大；磁铁矿氧化反响为放热反响，节省焙烧热能；磁铁矿氧化不完全，球团矿构造不均匀，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反响生成难复原的硅酸铁，降低了球团矿的复原性和强度。1.5 1.5 球团矿的固结类型球团矿的固结类型球团矿的固结类型球团矿的固结类型球团矿的固结：即生球在高温作用下，经过固体质量分散，构球团矿的固结：即生球在高温作用下，经过固体质量分散，构成衔接桥
8、及少量液体把固体颗粒粘结起来。球团矿的固结是以固相成衔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防止的带进一些固结为主。但由于球团原料不可防止的带进一些SiO2，在焙烧过程，在焙烧过程中构成少量的液相，普通不超越中构成少量的液相，普通不超越5%7%。从球团矿本身来说，原。从球团矿本身来说，原料中的料中的SiO2越少越好。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
9、是以液相为主，烧结矿中的液相量普通都在固结是以液相为主，烧结矿中的液相量普通都在30%40%以上，以上，否那么缺乏以维持一定的强度。为了获得足够数量的液相量，烧结否那么缺乏以维持一定的强度。为了获得足够数量的液相量，烧结要求原料含有一定量的要求原料含有一定量的SiO2。 固相固结类型固相固结类型 Fe2 O3微晶衔接：磁铁矿在氧化气氛和低温下产生的固结。微晶衔接：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。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：不论球团原料是赤铁矿还是磁铁矿精矿，再结晶固结：不论球团原
10、料是赤铁矿还是磁铁矿精矿，球团矿的最终固结都应该是球团矿的最终固结都应该是Fe2 O3 再结晶固结方式为主。由于这种再结晶固结方式为主。由于这种固结方式最理想，球团矿的强度最高，复原性最好。产生这种固结固结方式最理想，球团矿的强度最高，复原性最好。产生这种固结方式条件是：磁铁精矿球团在方式条件是：磁铁精矿球团在1200oC 1250oC，而且是强氧化气氛；，而且是强氧化气氛；赤铁矿在赤铁矿在1300oC或或 1300oC以上，虽然不存在磁铁矿氧化问题，但以上，虽然不存在磁铁矿氧化问题，但也需在氧化性气氛下进展，只是氧化气氛不像磁铁矿球团严厉。也需在氧化性气氛下进展，只是氧化气氛不像磁铁矿球团严
11、厉。Fe3 O4再结晶固结：磁铁矿氧化不完全或在中性气氛下焙烧再结晶固结：磁铁矿氧化不完全或在中性气氛下焙烧所所 得的固结方式。这种固结的球团矿强度低于赤铁矿再结晶球团矿，而且复原性也较差。所以氧化球团焙烧时应尽能够防止出现这种固结方式。 液相粘结：液相是在固相反响的根底上构成的。生球中不可防止地含有一定量的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能够产生液相的。但当它们之间出现固体反响后，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构成的低熔点共熔物，在球团焙烧的条件下就会出现液相。 酸性氧化球酸性氧化球团矿主要液相粘主要液相粘结： 2FeO.SiO2
12、 熔点熔点为1205 oC 2FeO.SiO2 FeO低共熔点混合物，熔点低共熔点混合物，熔点为1177 oC 2FeO.SiO2- SiO2低共熔点共熔混合物，低共熔点共熔混合物，为1178 oC这种液相常呈玻璃种液相常呈玻璃质存在，使得球存在，使得球团矿的的强度降低，而且复原性差。度降低，而且复原性差。 熔熔剂性球性球团矿主要液相粘主要液相粘结： 铁酸酸钙 CaO.Fe2O3 熔点熔点为1216oC 铁酸半酸半钙 CaO.2Fe2O3 熔点熔点为1226oC 铁酸酸钙与与铁酸半酸半钙 CaO.Fe2O3- CaO.2Fe2O3 熔点熔点为1205oC 2 提高提高链篦机篦机回回转窑球窑球团
13、产质量的措施量的措施2.1 提高生球质量提高生球质量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稳定回转窑热工制度2.4 减少回转窑结圈景象。减少回转窑结圈景象。2.1 提高生球质量提高生球质量 生球的质量要求通常是指生球落下强度和抗压强度。随着球团的开展，对球团消费有了较深化的了解，因此对生球的质量要求也提高了。生球质量目的应包括: 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 2.1.1 控制膨润土的质量及用量控制膨润土的质量及用量控制膨润土的质量及用量控制膨润土的质量及用量膨润土是一种具有膨胀性，
14、呈层状构造的含水铝硅酸主要成sio2 sio2占60%以上，对球团矿档次有较大的影响。它的作用主要是提高生球落下强度和生球爆裂温度，因此它的选择规范应是生球强度和生球爆裂温度，必需经过造球实验来确定。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 膨润土种类与用量对配比1生球强度的影响2 .1.2 2 .1.2 选择适宜的造球机的工艺参数选择适宜的造球机的工艺参数选择适宜的造球机的工艺参数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
15、 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。这三个参数都相互影响的。边高普通是固定不可调的，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，普通6米的造球机边高最好是650mm700mm。 转速与倾角相互搭配的。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顺应。它们搭配能否合理，其准那么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留意认：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 2.1.3 原料预备原料预备原料预备原
16、料预备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要素。精矿要有一定的细度，但并不是一切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，精矿还必需有适宜的粒度组成，这样生球才干有较好的强度。可以经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要素，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 2.1.4 提高操作程度提高操作程度提高操作程度提高操作程度 1及时调整加水量和加水位置；及时调整加水量和加水位置
17、； 2根据混合料的造球性能，及时调整造球盘的倾角和转速；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。稳定混合料水分及给料量。2.3 提高预热球的强度，减少入窑提高预热球的强度，减少入窑球团中的粉料球团中的粉料 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要素。预热球不但要有抗压强度，还要有一定的抗磨和抗摔打才干，在一定程度上抗磨和抗摔打才干更重要，否那么预热球即使枯燥过程中构造不破坏，也会引起回转窑结圈。因此生球枯燥预热制度对回转窑工艺来说，特别关注。2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 提高生球破裂温度提高生球破裂温度提高生球破裂温度
18、提高生球破裂温度1 1建建议尽能尽能够将生球水分控制低程度将生球水分控制低程度由于生球水分太高有三点危害：由于生球水分太高有三点危害： 生球破裂温度降低，特生球破裂温度降低，特别是采用是采用钠膨膨润土作粘土作粘结剂时，生球，生球更容易开裂；更容易开裂； 枯燥枯燥过程中程中过湿景象湿景象严重，重，过湿湿层的生球爆裂或开裂的几率的生球爆裂或开裂的几率比原始生球更高；比原始生球更高； 生球水分高，枯燥生球水分高，枯燥时间需延伸，需延伸，须采用采用较低的低的链篦机机速操篦机机速操作，降低作，降低链篦机的消篦机的消费率。率。2 2选择的适宜的膨润土选择的适宜的膨润土选择的适宜的膨润土选择的适宜的膨润土由
19、于球团消费对生球的要求，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。膨润土的选择应经过造球实验测定生球的落下强度和生球的爆裂温度，同时思索到生球的落下强度和生球的爆裂温度来确定。普通来说，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称心，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 3提高生球温度提高生球温度提高生球温度提高生球温度 有条件的厂在冬季消费时采用一些措施如预热混合料、热水造球等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景象，防止消费爆裂。4 4采用鼓、抽风枯燥相结合采用鼓、抽风枯燥相结合
20、正规球团厂都设计有鼓风枯燥和抽风枯燥工艺。鼓风枯燥的目的是将下层球先预热，防止下层生球过湿降低爆裂温度，甚至因过湿下层球相互粘结，恶化料层透气性。2.3.2 2.3.2 链篦机料层厚度要均匀链篦机料层厚度要均匀由于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，而中间风量缺乏，导致中间的球枯燥不好。特别是目前链篦机的机速又比较快，生球枯燥不均匀的景象会严重。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经过。2.3.3 2.3.3 2.3.3 2.3.3 控制好链篦机的操作参数控制好链篦机的操作参数控制好
21、链篦机的操作参数控制好链篦机的操作参数 链篦机采用鼓抽枯燥并用是必要的，但鼓风枯燥的时间不需求太长，2min可以。温度不能太高，只需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枯燥制度，抽风枯燥采用分步升温。 预热时间和预热温度选择是提高预热球强度关键，但必需是在强氧化气氛下进展。2.4 稳定回转窑热工制度稳定回转窑热工制度 目前我国消费球团的铁精矿铁档次都较高，SiO2较低，焙烧温度控制范围较宽，普通窑温控制不是结圈的主要缘由。但窑温稳定和气氛更重要。由于窑温不稳定和氧化气氛不强，影响链篦机的操作不稳定，影响生球枯燥和预热，导致进入窑内的预热球质量。并且氧化气氛缺乏时容易
22、产生低熔点物质。 SiO2+FeO= 2FeO. SiO2 熔点1205 2FeO. SiO2 FeO共熔混合物 熔点1177 2FeO.SiO2 SiO2共熔混合物 熔点11782.5 减少回转窑结圈减少回转窑结圈 2.5.1 影响回转窑结圈的要素影响回转窑结圈的要素 2.5.2 消费中回转窑结圈景象消费中回转窑结圈景象 2.5.3 防止回转窑结圈的措施防止回转窑结圈的措施 该工艺的最大问题是回转窑容易结圈，特是用煤作燃料的回转窑比熄灭气体或液体燃料的回转窑更容易结圈。我国近期投产的链篦机回转窑差不多都出现了结圈景象，有的回转窑结圈还比较严重，因此影响了链篦机回转窑正常运转，使链篦机回转窑难
23、以达产。2.5.1 2.5.1 影响回转窑结圈的缘由分析影响回转窑结圈的缘由分析影响回转窑结圈的缘由分析影响回转窑结圈的缘由分析引起回转窑结圈的缘由主要有四方面：回转窑内粉状物太多；回转窑气氛控制不好；回转窑温度控制不当；原料的SiO2含量高等。 图图1 1 影响回转窑结圈的要素影响回转窑结圈的要素球团中粉末多焙烧气氛焙烧温度过高低熔点物质多生 球爆 裂预热球强度差生 球 水 分大膨润土质量差膨润土用量大枯 燥 制度 不 合理料层过厚或布料不均匀煤灰分高铁原料粒度粗球团中含硅高煤灰分熔点低低预热时 间短预热温度过高或低氧化气氛弱结结圈圈2.5.2 2.5.2 消消消消费费中回中回中回中回转转窑窑窑窑结结圈景象圈景象圈景象圈景象2.5.3 2.5.3 防止回转窑结圈的措施防止回转窑结圈的措施防止回转窑结圈的措施防止回转窑结圈的措施1提高预热的强度，减少入窑球团中的粉料；2稳定回转窑热工制度；3采用优质煤作燃料。选择低灰分、高灰分熔点，高挥发分的煤。 美国Alis-Chamels公司提出煤的质量要求： 发热值19506kJ/kg； 灰分6%； 挥发份25%； 水分2.6%； 灰分在氧化气氛下初变形温度1430。
