(一)氧化球团法
氧化球团法主要由细磨精矿成球及球团氧化焙烧固结两个环节组成。
1.精矿成球理论
细磨精矿靠滚动成球，成球过程可分为成核、长大及密实三个阶段。首 先要求物料粒度细，~ 0.076 ―占80^以上，即比表面积达1500 ~ 1900^2; 8。具有很大比表面积的细粒精矿被水润湿，表面吸附分子水，颗粒间因在造球机内滚动、碰撞及水分超过最大分子水后，产生毛细水，细颗粒在毛细引 力、分子引力及摩擦力等作用下，聚结成核(母球〕母球在滚动中碰撞、挤压，内部水分迁移至小球表面，使加入的矿粒粘附在小球表面，然后向小球表面 洒水，又可粘附矿粉，使母球长大(称之为成层长大〕也可由几个母球聚结长 大。生球长大到一定尺寸后，因在球盘内相互碰撞、挤压，使其内部颗粒进一步紧密排列，挤出多余的水分，颗粒间距进一步缩小，因颗粒间的毛细引力、 分子间力及摩擦力等的作用，使生球获得一定的机械强度。
生球干燥
生球含水量在0 ~ 10)0左右，在高温焙烧前，必须先经干燥，防止生球 突过高温会产生爆裂，同时提高成品球团矿产量，改善质量。
生球的干燥过程由表面汽化和内部水分子扩散两部分构成。干燥速度 由较慢的环节控制。
生球在干燥时，若干燥制度不合理，易产生裂纹或爆裂。主要原因在于 生球的外层干燥较快，温度较高，收缩率大，而中心则相反，所以外层受拉应 力，内部受压应力，从而使生球产生裂纹。已产生裂纹的干球虽经下一步高 温焙烧固结，但裂纹不可能消除，致使成品球团矿强度下降。若干燥温度过高，生球内部水分激烈蒸发，来不及向外扩散，使生球内部蒸汽压力超过球团 抗拉强度，便发生爆裂。爆裂不仅使球团矿遭到破坏，而且使料层透气性下 降，影响下一步焙烧工序。使生球结构遭到破坏时所对应的干燥温度称为爆裂温度。提高爆裂温度的措施有添加膨润土或有机粘结剂、选择合理的干燥 制度〔干燥介质流速、风温及抽风、鼓风相结合等〕。
!球固矿的焙烧固结机理
磁铁矿精矿制成的氧化球团矿主要有三种固结形式:磁铁矿氧化形成的 赤铁矿微晶键及微晶长大和再结晶;磁铁矿再结晶;液相粘结。
赤铁精矿球团固结主要靠在高温下化203晶粒的长大和再结晶过程。 但当生产自熔性球团矿时，因生成铁酸钙和硅酸钙系化合物等粘结相，促进 #62 03的再结晶。
球团矿主要以铁氧化物再结晶的扩散固结方式为主。
4.球团矿生产工艺
氧化球团矿的焙烧设备主要有三种：带式焙烧机、竖炉及链蓖机一回转窑。无论采用哪一种设备，球团矿生产工艺应包括原料准备、造球、干燥、预 热、焙烧、均热和冷却七大环节。其工艺流程见图4-8-13所示。
图4-8-13氧化球团矿生产工艺流程
竖炉球团法设备简单，对材质无特殊要求，操作维护方便，热效率高，但单机生产能力小，最大年产量50万t，加热不均匀，一般只适应于焙烧磁铁矿球团。带式焙烧机法全部工艺过程在一台设备上进行，设备简单、可靠，操作维护方便，单机生产能力达500万t/a，适应焙烧各种原料，但需较多耐热合金钢，设备投资大。链篦机一回转窑法焙烧均匀，单机生产能力大，适应各种原料的球团焙烧，但干燥预热、焙烧和冷却需分别在三台设备上进行，设备环节多、投资大、回转窑易结圈。
(二)金属化球团矿
金属化球团矿又称直接还原铁或海绵铁，其生产过程为铁氧化物球团矿用还原剂在低于产生液态铁的温度下还原为高品位金属铁的过程。
通常用于高炉炼铁的金属化球团矿又称为“预还原球团矿”，其金属化率低。冶炼生产实践证明：当炉料中金属化率每增加时，焦比可降低5%-6%，生产率可提高5% ~ 9%;而用于电炉炼钢的多为高品位〔TFe =80%-85%〕、高金属化率〔≥92%〕、脉石含量低(SiO2<5%〕的金属化球团矿。国内外认为采用金属化球团矿入电炉炼钢时，钢材质量明显改善，一般冶炼特殊钢时，电炉炉料中金属化球团配比必须占30% ~50%;此外，冶炼周期能缩短一半，产量可提高45%，而耐火材料、电极和氧气消耗都能相应降低。
用于生产海绵铁的球团矿，目前世界上流行三种：高温氧化焙烧固结的氧化球团矿，其还原工艺称为“二步法”，该法投资高、能耗大，还原时产生相变，导致强度降低甚至粉化;预热球团矿，在900 ~ 1000℃温度下初步发生赤铁矿微晶固结且多发生在球团矿表层;冷固球团矿，采用加入粘结剂，使生球在200~300℃温度下干燥固结。后两种球团矿的还原称之为“一步法”。但由中南工业大学开发的专利技术---靠粘结剂低温干燥固结的冷固球团直接还原法能耗最低，投资最省，1998年被国家教育部评为全国高校十大科技新进展。
金属化球团矿生产工艺包括：气基竖炉法〔M idrex Process)、气基反应罐法(HL Y Process)及煤基回转窑法〔Coal--based Rotary Kiln--SL/RN Process〕。气基竖炉法以天然气为原料，经催化重整后作还原剂，在竖炉内还原球团矿，还原速度快，单炉生产能力高，利用该法生产的直接还原铁占直接还原铁总产量的90%左右。煤基回转窑法以非炼焦煤为还原剂，在回转窑内还原块矿或球团矿，非常适合天然富块矿和天然气缺乏的国家和地区。
对于远销海外的金属化球团或直接还原铁，通常热压成块，其产品称为HBI，一方面可有效防止再氧化，另外，产品堆密度增大，有利于强化电炉炼钢。
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