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球 团 矿 生 产
铁精矿用球团方法造块是1912年由瑞典人最早提出的,1947年在美国正式投入生产。20世纪50年代，由于贫铁矿被大量采用和选矿工业的发展，细磨铁精矿粉的产量大增，球团矿的生产迅速发展，产量增长很快。我国对贫矿的研究和应用始于20世纪50年代，70年代后，随着“高碱度烧结矿配加酸性球团矿”这种合理炉料结构的推广，我国球团工业的发展进入稳定发展时期，球团矿的产量由2003年的近300Mt到2010年的90Mt。从世界最先进的高炉炼铁炉料结构看，球团矿的比例不断增加，一般已增加到30%-50%。当今世界最先进的高炉炼铁在西欧，西欧炼铁球团矿用量已发展到30%-70%。近年来国内炼铁球团矿产量和用量大幅增加，不仅中小型高炉普遍使用，大型高炉如马钢2500m3高炉、宝钢、攀钢等也加大了球团矿的配料比例。大力发展球团矿已成为有关权威机构、学术会议及生产厂家关注的焦点和共识，国内目前已形成一股球团矿“热”。
1、球团矿的定义
将准备好的原料（细磨精矿或其他含铁粉料，添加剂或黏结剂等），按一定的比例配料混匀，在造球机上经滚动造成一定粒度的生球，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，所得到的产品就称做球团矿。它不仅是高炉炼铁、直接还原和溶剂还原的原料，还可作为炼钢的冷却剂使用。球团矿作为良好的高炉炉料，不仅具有规则的形状、均匀度粒度、较高的强度（抗压和抗磨），能进一步改善高炉的透气性和炉内煤气的均匀分布；而且球团矿FeO含量低，有较好的还原性（充分焙烧后，有发达的微孔），更有利于高炉内还原反应的进行。酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配，可以构成高炉合理的炉料结构，使得高炉达到增产节焦、提高经济效益的目的。因此，球团矿在我国高炉操作者的心目中称之为“顺气丸”，其冶金性能好，非其他熟料所能比。
2、球团矿的生产背景
由于对炼铁用铁矿石品味的要求日益提高，大量开发利用贫矿资源后，选矿提供了大量细磨铁精矿粉（＜0.074mm，即200目）。这样的细磨铁精矿粉用于烧结不仅工艺技术困难，烧结生产指标恶化，而且能耗浪费。而球团矿机械强度好，粒度均匀；便于长期储存和长途运输，可成为商品。目前，我国“高碱度烧结矿配加酸性球团矿”这种合理炉料结构已经推广。
20世纪10年代瑞典人提出球团方法，50年代美国、加拿大首先工业化生产，
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球团工艺较复杂、投资较大，发展烧结矿还是发展球团最主要看原料条件，采用何种方法来处理无聊要根据具体条件，如原料种类、粒度、厂址、运输条件、环保要求、技术经济指标等进行综合分析比较决定。
3、球团矿的分类
球团生产方法有许多种，可按固结温度、固结时的气氛划分，也可按生产设备划分，具体分类方法见表00-1.
表00-1 球团生产方法分类
氧化焙烧 竖炉法 带式机焙烧 链箅机-回转窑焙烧 高温固结 还原焙烧（金属化球团） 回转窑法 竖炉连续装料法 竖炉间歇装料法 带式机法 氯化焙烧 竖炉法 链箅机-回转窑法 磁化焙烧 水泥法 低温固结 碳酸化法 焦化固结法 其他方法 竖炉法（在中性或弱还原气氛中焙烧)
3、球团矿生产的工艺流程
通常，球团矿的生产工艺流程包括原料的准备、配料、混合、造球、干燥预热焙烧、成品与返矿的处理等环节，如图00-1所示。
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精矿粉 添加剂
配 料 准备处理 准备处理 加水
混 合
加水 磨细
造 球
图00-1 球团矿的生产工艺流程
废气除尘 冷却 筛 分 燃料 焙 烧 筛分 返矿 成品 铺底料 造球操作与控制
目标 ⑴ 叙述球团矿生产对含铁原料、粘结剂有哪些要求。 ⑵ 明确水分在造球过程中的作用。 ⑶ 描述含铁原料的成球过程。 ⑷ 根据所学知识，正确控制生球水分。 ⑸ 明确生球粒度与成球速度的控制措施。 ⑹ 运用所学知识，引起生球强度变化的可能原因有哪些。 ⑺ 明确圆盘造球机地操作方法。
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⑻ 对于造球过程中常见的事故加以正确的处理。 ⑼ 独立完成生球强度与爆裂温度的检验。
一、分析
(一) 提出
球团矿使用的原料种类较少，所以配料、混合工艺比较简单，如同烧结一样。球团焙烧之前应先造球，造球是球团矿生产工艺中非常重要的环节，所造生球性能直接影响后续的干燥、预热、焙烧工序及最终成品的产量和质量。对生球的性能要求主要包括生球水分、粒度组成、抗压强度、生球落下强度以及生球的破裂温度，例如合适的生球粒度会提高焙烧设备的生产能力和降低单位热耗；生球破裂温度越高，允许干燥温度就越高，相应干燥速度就越快，球团矿产量就越高；生球的抗压强度和落下强度提高，则生球在转运和焙烧过程中不容易破碎，料层的透气性好，焙烧均匀相应提高球团矿的产量和质量。
(二) 工作描述
该工作任务主要由造球岗位完成，工作对象为生球的产量和质量指标，工作环境为造球平台，主体设备是圆盘造球机。工作工程为：接受烘干、润磨等岗位运送来的原料，控制与调节圆盘造球机设备参数、圆盘给料机给料量以及圆盘造球机加水量，维护好造球岗位主体设备，对设备进行点检与维护，保证生球的产量和质量，交付给布料工。对该工作任务的要求有： (1) 知道生球粒度过大、过小如何调整；
(2) 知道生球落下强度或抗压强度不合格如何调整； (3) 知道生球产量达不到要求应如何调整； (4) 熟练掌握造球系统设备的操作； (5) 能够对造球系统设备进行点检和维护；
(6) 知道造球设备出现故障或造球岗位出现停电、停水等事故的处理方法； (7) 工作工程中要保证安全，并且具有节能降耗的意识； (8) 及时与配料、烘干、布料等岗位做好生产信息的沟通。
二、任务实施 (一) 生球的质量检测
生球质量的好坏对成品球团矿质量有着重要意义。质量良好的生球是获得高产、优质球团矿的先决条件。优质的生球必须具有适宜而均匀的粒度、足够的抗压强度和落下强度以及良好的抗热冲击性。 1.生球的颗粒度组成
生球的颗粒度组成用筛分方法测定。我国所用方孔筛尺寸（mm3mm）为
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25325、16316、10310、6.336.3，筛底的有效面积有400mm3600mm和500mm3800mm两种。可采用人工筛分和机械筛分。筛分后，粒度（mm）：＞25.0、16.0~25.0、10.0~16.0、6.3~10.0＜6.3的各粒级的质量分数表示。
生球粒度组成一般为：10~16mm粒级的含量不少于85％，大于16mm粒级和小于6.3mm粒级的含量均不超过5%，球团的平均直径不大于12.5mm为宜。国外控制在10~12.7mm，这样可使干燥温度降低，提高球团的焙烧质量和生产能力。同时，在高炉中由于球团粒度均匀，孔隙度大，气流阻力小，透气性好，还原速度快，为高炉高产低耗提供有利条件。若粒度过大，不仅降低球团在高炉内的还原速度，而且使造球机产量降低，也限制生球干燥和焙烧过程的强化。 2.生球的抗压强度
生球的抗压强度是指其再焙烧设备上所能承受料层负荷作用的强度，以生球在受压条件下开始龟裂变形时所对应的压力大小表示。抗压强度的检验装置大多使用利用杠杆原理制成的压力机。
选取10个粒度均匀的生球（一般直径为11.8~13.2mm或12.5mm左右），逐个置于天平盘的一边，另一边放置一个烧杯，通过调节夹头，让容器中的铁屑不断流于烧杯中，使生球上升与压头接触，承受压力。至生球开始破裂时终止加铁屑，称量此时烧杯及铁屑的总质量，即为这个生球的抗压强度。以被测定的10个生球的算术平均值作为生球的抗压强度指标。
生球的抗压强度指标为：湿球不小于90N/个，干球不小于450N/个。 德国鲁奇公司研究所除了检验生球平均强度外，还检验生球的残余抗压强度，其方法是：选取10个粒度均匀的生球，在事先选择好的高度上（生球自此高度落下既不破裂也不变形）自由落下3次，然后做抗压试验，破裂时的压力作为残余抗压强度，残余抗压强度应大于原有强度的60%。该所认为残余抗压强度更能真实反映抗压能力。
3、生球的落下强度
生球由造球系统到焙烧系统过程中，要经过筛分和数次转运后才能均匀地布在台车上进行焙烧，因此，必须要有足够的落下强度以保证生球在运输过程中既不破裂又很少变形。其测定的方法是：取直径为接近平均直径的生球10个，将单个生球自0.5m的高度自由落到10mm厚的钢板上，反复进行，直至生球破裂时为止的落下次数，求出10个生球的算术平均值作为落下强度指标，单位为“次/个球”。
生球落下强度指标的要求与球团生产过程的转运次数有关，当转运次数小于3次时，落下强度最少应定为3次，超过3次的最少应定为4次。
由于生球的抗压强度和落下强度分别与生球直径的平方成正比和反比，因此，作为两种强度试验的生球，都应取同等大小的直径，并接近生球的平均直径，
