球团理论与工艺1绪论.ppt

1 绪论,主要包括： 烧结法(sintering)（抽风(down-draft)烧结法与鼓风(up-draft) 烧结法) 球团法(pelletizing)（竖炉法(shaft furnace)、带式焙烧机法(travelling grates)及链篦机回转窑法(grate-kilns) 压团法(briquetting),造块方法的分类,1 绪论,造块方法的应用,黑色冶金：铁矿烧结、球团，锰矿烧结、球团 有色冶金：铅锌矿烧结、球团 铁合金生产：铬铁矿烧结、球团 型煤生产 其他：粉末冶金、陶瓷、水泥、塑料等粉体成型,1 绪论,造块在钢铁工业中的地位,1 绪论,钢铁冶炼流程,长流程,短流程,1 绪论,混合流程,1 绪论,1.1 球团的概念,球团（pelletizing）是人造块状原料的一种方法。 它是将粉状物料（精矿、粉矿、二次原料）加适量的水分和粘结剂（有时还需熔剂和燃料）在成球设备中制成粒度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球固结成型，形成具有良好冶金性质的优良人造块状原料（球团矿），供给钢铁冶炼或其他下一步加工的需要。,物理性质变化：如密度、孔隙率、形状、大小和机械强度。 化学和物理化学性质变化：如化学组成、还原性、膨胀性、高（低）温还原软化性、熔融性。,球团的基本任务：精矿或粉矿造块，除杂，金属化球团，综合利用。,1 绪论,1.2 球团方法分类,造块方法：烧结、球团和压团。,压团是将粉状物料在一定外压力作用下，使之在模型内受压，形成形状和大小一定的团块的方法。 过程简单，产品冶金性能良好，可直接使用或热处理后使用。,缺陷： 1 加工成本较高； 2 生产能力有限。,1 绪论,1.2 球团方法分类,1 绪论,1.2 球团方法分类,球团矿比压团团块的优势：,（1）适合于大规模生产； （2）粒度均匀，能保证高炉炉料的良好透气性； （3）孔隙率高，还原性好； （4）冷态强度高，便于运输和贮存。,球团法按固结方法可分为：高温固结和低温固结。,1 绪论,1.2 球团方法分类,球团法按固结方法可分为：高温固结和低温固结。,1 绪论,1.3 球团矿在钢铁工业中的地位及作用,至目前为止，全球铁矿资源中，已探明的品位大于40%的铁矿石约为8500亿吨。随着钢铁工业的发展，炼铁所需原料将越来越大，而可供直接入炉的富块矿却越来越少。,我国已经探明的铁矿储量为51541亿t，工业储量22582亿t，经济可采储量为115亿t。在全部储量中，96为贫矿，平均含铁量32.67， 贫、细、杂是我国铁矿资源的明显特点。,1 绪论,1.3 球团矿在钢铁工业中的地位及作用,在高炉冶炼中，对于铁矿石原料的基本要求： 1.铁矿石品位；（50%）,2.杂质元素；（S0.3%，P0.03%）,3.矿石的粒度。（8-40mm）,矿石的品位越高，脉石含量越少，冶炼时所需熔剂量和形成渣量就少，因而能耗相应降低，产量增加。经验表明，含铁量每增加1%，则焦比降低2%，产量就提高3%，可见，过贫矿石直接入炉冶炼在经济上是不合算的，必须经过选矿工艺提高品位。,矿石粒度过小或大小不均，会使高炉料柱透气性变坏，导致炉况不顺，煤气利用不好，所以一般要求粒度小于5mm的矿石不能入炉。,1 绪论,1.3 球团矿在钢铁工业中的地位及作用,1）由于富矿储量愈来愈少，而贫矿必须经过细碎选矿以提高其品位和去除有害元素，得到的精矿产品一般粒度在0.1mm左右；,2）随着矿石原料的开采量日益增多，开采过程中所产生的矿粉量也随之增加；,3）在冶金热处理加工或者化学加工过程中各种含铁原料（即二次含铁原料）日益增多，其中包括：硫酸渣、浸出处理残渣、厂内含铁尘泥（转炉尘、高炉尘、炼钢炼铁污泥）、厂内含铁废渣（钢渣、轧钢皮屑）等。,由于它们的粒度均较细（有的达到-300目），无法直接入炉冶炼，如何处理日益庞大的细粒含铁物料，就成了摆在矿物加工和冶金工作者面前的难题。,1 绪论,1.3 球团矿在钢铁工业中的地位及作用,1912年瑞典A.G.安德逊（Andson）首先提出球团问题。 1948年美国在小高炉上冶炼球团试验成功，20世纪50年代在世界 发展起来，形成工业生产规模， 20世纪6070年代发展很快。 1957年世界球团生产能力为1000万吨， 1972年为13600万吨， 1978年达16000万吨， 1985年约18000万吨。,1 绪论,1.3 球团矿在钢铁工业中的地位及作用,目前全球共有大约20个国家生产球团矿，总的生产能力将近每年4亿吨。其中 ，有10个国家向海外出口球团矿，它们是巴西、瑞典、加拿大、美国、智利、秘鲁 、委内瑞拉、澳大利亚、印度和巴林。 据统计， 2000年世界球团矿产量为2.60亿吨， 2001年为2.39亿吨， 2002年为2.66亿吨， 2003年为2.83亿吨， 2004年为3.03亿吨， 2005年为3.11亿吨。 2006年，全球球团矿产量增加了1200万t，达到3.23亿t，总产量比2005年增长4%。2007年，全球球团矿产量预计将再增加2600万t，达到3.49亿t，而2008年全球球团矿产量达到3.84亿t。,1 绪论,1.3 球团矿在钢铁工业中的地位及作用,根据UNCTAD调查，世界有将近20多个国家生产高炉和直接还原铁用球团矿，包括计划的项目、以及新建以和扩建项目，资源供应商和全球钢公司正计划建新的和扩大球团矿产能，考虑完成的时间，2009年增1410万吨，2010年增2150万吨，2011年增1500万吨。 从这些数据可以看出，自2001年之后，世界球团矿产量直线攀升。 我国自20世纪50年代开始球团研究工作， 目前国内已达到近1亿吨的产能，年增长率约40%。,球团法和烧结法有其各自的适用范围，是一种相辅相成的互补关系。球团矿和烧结矿的混用，在目前情况下，在高炉冶炼中是不可避免的。,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1.4.1 原料（粒度）条件比较,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-200目（小于0.074mm）进一步减少到-325目（小于0.044mm）。这种过细精矿不益于烧结，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。,球团： -325目70%，比表面积15002000cm2/g； 烧结： -150目20%，小球烧结时-150目50% 。,适于球团法处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、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，还可以生产还原球团、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。,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1.4.2 冶金性能比较,球团矿优点： 1）粒度小而均匀 2）冷态强度高 3）铁品位高，堆密度大 4）还原性好,缺点： 膨胀率高,烧结矿是形状不规则的多孔质块矿，而球团矿是形状规则的的球，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。,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1.4.3 冶炼效果比较,球团矿与烧结矿替代天然块矿，均能有效提高高炉冶炼效果,高炉炉料,生 料,供高炉冶炼直接使用的富块矿,多种原料配合又经高温 处理的人造块矿,熟 料,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1.4.3 冶炼效果比较,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1.4.4 经济效果比较,球团厂投资要高出约10%20%； 生产费用基本持平。,1.4.5 环境状况比较,球团厂烟气含尘量及SO2、NOx含量低，对环境有利。,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1.4.6固结成块的机理不同 烧结矿是靠液相固结的，为了保证烧结矿的强度，要求产生一定数量的液相，因此混合料中必须有燃料，为烧结过程提供热源。 球团矿主要是依靠矿粉颗粒的高温再结晶固结的，不需要产生液相，热量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加燃料。,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1.4.7生产工艺不同 烧结料的混合与造球是在混合机内同时进行的，成球不完全，混合料中仍然含有相当数量未成球的小颗粒。 球团矿生产工艺中必须有专门的造球工序和设备，将全部混合料造成1025mm的球，小于10mm的小球要筛出重新造球。,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1.4.8 厂址选择的比较 球团法适于细粒物料，宜建厂于矿山或选厂附近； 烧结法适于处理粗粒物料及钢铁厂内二次原料，应建于钢铁厂附近。,1 绪论,1.4 球团矿与烧结矿比较,1 绪论,造块方法生产规模,