冶金炉料处理工艺 节选

bsp;前    言
    中国已发展成为世界**位的钢铁生产和消费大国。近年
来，经过科技攻关、技术开发和引进消化吸收，钢铁生产已经
从地质找矿、采矿、选矿到金属冶炼等技术方面有了长足的发
展，其主要生产工艺技术已经达到或接近国际先进水平。
    为适应目前中国冶金工业形势和技术发展的需要，我们经
过广泛调研，组织编写了《冶金炉料处理工艺》一书。书中
主要对冶金炉料(包括原料及其处理)的基本工艺理论、基
本表法和基本知识进行了系统的阐述和说明，并结合实际应用
介绍了国内外先进技术和生产经验。本书是在编者多年从事教
学、科研及生产实践的基础上整理编写而成的。全书以冶金炉
料为主线，详细介绍了炼铁原料和炼钢炉料的冶金性能、处理
技术和工艺过程，既包括传统的冶金原料处理工艺，也涵盖现
代冶金炉料处理的*新技术，同时侧重介绍了与冶炼有关的原
料处理技术。本书适用于高等院校钢铁冶金专业本科教学，也
可供冶金科技人员参考。
    全书共分9章。第1章、第2章由宋永辉、周军编写；第
3章由杨双平、王碧侠编写；第4章、第5章、第6章由杨双
 平编写；第7章由巨建涛、王碧侠编写；第8章、第9章由巨
建涛编写。全书由杨双平统稿。
    由于编者水平所限，书中不妥和疏漏之处在所难免，敬请
批评指正。
    编者
    2007年10月于西安

5球团矿生产工艺
5．1球团法的概述
    随着高炉日益大型化、现代化，对入炉炉料提出的要求越来越高，
高炉合理炉料结构越来越受重视，在铁矿粉烧结工艺不断完善和发展的
同时，另一种为高炉提供“精料”的造块方法——球团法也日益引起
重视。
    球团法是将细磨精矿制成能满足冶炼要求的块状物料的一个加工过
程。其过程为：将准备好的原料(细磨精矿或其他细磨粉状物料、添
加剂或黏结剂等)，按一定的比例经过配料、混匀，在造球机上经滚动
而制成一定尺寸的生球，然后采用干燥和焙烧或其他方法使其发生一系
列的物理化学变化而硬化固结。这一过程就叫做球团过程，这种方法称
为球团法，它所得到的产品称为球团矿。
    在球团矿制备过程中，物料不仅由于粒子密集而发生物理性质
(密度、孔隙度、形状、大小和机械强度等)上的变化，而且也发生了
化学和物理化学性质(化学成分、还原性、还原膨胀性、低温还原粉
化性能、高温还原软化性能、熔滴性能等)上的变化，从而使物料的
冶金性能得到改善。
    根据球团矿固结温度和气氛的差异，球团法所得产品可分为氧化球
团矿、冷固球团矿、金属化球团矿等。按照球团矿的碱度一般分为酸性
球团矿和熔剂性球团矿。酸性球团矿与熔剂性球团矿相比，前者在生产
上不会引起操作上的困难，而且其品位高、强度也好，便于长途运输；
同时又由于大多数烧结厂生产高碱度烧结矿，需要酸性球团矿配合使用
以满足高炉冶炼的要求，所以，目前世界各国仍以生产酸性球团矿为
主。球团矿是一种高效的造块方法，球团法无论是在高炉、转炉或电炉
中都能使用。
    铁矿球团法和烧结法一样，已经成为人造富矿的主要方法之一，得
到了广泛应用。铁矿氧化球团矿主要采用竖炉法、带式焙烧机法、链箅
 机-回转窑法三种工艺生产。
    球团法是当今含铁粉料(特别是细磨精粉矿)造块的又一种方法。
它是将精矿粉、熔剂(有时还有黏结剂和燃料)的混合物，在造球机
中滚制成直径8—15mm(当用于炼钢时还需要大些)的生球，然后经
干燥、焙烧而固结成为具有良好冶金性能的优质含铁原料。据统计，目
前世界生铁产量的20％左右是用球团矿冶炼出来的，而且用作炼钢炉
料的比例也在加大。在我国，1958年开始生产球团矿，目前生产约300
万t左右(约占人造富矿总量的6％)，而且工艺技术趋完善，生产大
型化、机械化和自动化的程度不断提高，技术经济指标显著改善。
    球团技术发展很快，与烧结相比有以下特点：
    (1)天然富矿短缺，必须不断扩大贫矿资源的利用，而选矿技术的
进步可经济地选出高品位细磨铁精矿，其粒度从小于O．074mm(一200
目)进一步减少到小于0．04411uil(一325目)。这种过细精矿用于烧结，
透气性不好，影响烧结矿产量和质量的提高，而用球团方法处理却很适
宜，因为过细精矿易于成球，粒度愈细，成球性愈好，球团强度愈高。
    (2)球团矿较烧结矿粒度均匀，微气孔多，还原性好，强度高，
且易于贮存，有利于强化高炉生产。
    (3)适用于球团法处理的原料已从磁铁精矿扩展到赤铁矿、褐铁
矿以及各种含铁粉尘、化工硫酸渣等；从产品来看，不仅能制造常规氧
化球团，还可生产预还原球团、金属化球团等；同时球团方法适用于有
色金属的回收，有利于开展综合利用。
    实践证明，球团矿用于中小型高炉冶炼，取得了显著的技术经济效
果(如表5一l所示)。但在一些大型高炉上使用球团矿时存在着高温还
原膨胀粉化问题，尤当炉料结构中球团矿使用比例过大时，容易引起炉
况不顺。
5．L 1球团矿在钢铁生产中的作用
    长期的生产实践证明，球团矿是一种理想的高炉精料，主要表现
在：
    (1)球团矿铁品位高、有害元素少，能提高冶炼产品质量和保护
冶炼设备。众所周知，贫铁矿要提高铁品位必须经过选矿，但选出的
精矿粒度细，不能直接人炉。所以，必须制成球团矿，以改善人炉原
料的粒度组成，满足高炉要求。对于某些含有大量二氧化碳或结晶水
的矿石，直接人炉冶炼是不经济的，若将其破碎、磨细、分选后加工
成球团矿，可除去挥发成分，提高人炉原料品位，减轻冶炼过程的
“负担”。
    铁矿石中常含有硫、磷、砷以及铜、铅、锌等元素，当这些元素
超过某一值时，直接人炉冶炼对钢铁的质量有很大的影响，对冶炼设
备也有很大的破坏作用，如硫会使钢具有“热脆”性、强度低，轧制
时就容易产生裂纹，影响钢材的质量，是*为有害的成分。又如磷会
使钢具有“冷脆”性，砷会降低钢的焊接性能。而铅、锌对炉体有破
坏作用等。所以，对高炉冶炼来说，就希望人炉原料中这些有害元素
愈少愈好。
    通过选矿一球团工艺，可大部分或部分除去这些有害元素，这就既
保证了冶炼产品质量，又起到了保护冶炼设备的作用。同时，在生产球
团矿的过程中，还可以采用各种方法将这些元素加以回收。所以，生产
球团矿可以除去入炉原料中的某些有害元素并加以回收利用，既提高了
冶炼产品的质量，延长冶炼设备的使用寿命，还能达到综合利用资源的
目的。
    (2)生产球团矿能扩大炼铁原料来源。在钢铁企业或化工企业中，
常常会有大量的副产物，如高炉炉尘、轧钢皮、铸铁屑、炼钢炉渣以及
硫酸渣等，这些副产物都含有较高的铁，但因粒度较细或含有其他有害
元素，不能直接入炉冶炼，常常成为企业的“废弃物”。将这些“废弃
物”进行分选或直接加入到球团矿生产的原料中，可使之再次得到利
用，而且还可以节约造块过程的能耗，降低生产成本。所以，生产球团
矿能利用工业生产中的副产物，扩大人炉原料的来源，达到“变废为
宝”的效果。