鏈篦機-回轉窯球團工藝過程及提高產質量的措施.ppt

鏈篦機回轉窯球團生產工藝及提高產質量的措施,1、鏈篦機回轉窯球團生產工藝,1.1鏈篦機回轉窯工藝與帶式焙燒機工藝的區(qū)別1.2成球過程的三個階段1.3生球焙燒過程概述1.4磁鐵礦為什么要氧化完全1.5球團礦的固結類型,鐵精礦膨潤土,配料,混勻,造球,高溫焙燒,生球干燥預熱,球團礦冷卻,成品球團礦圖1生產流程圖,干燥,1.1鏈篦機回轉窯工藝與帶式焙燒機工藝的區(qū)別,帶式機生球的干燥、預熱、焙燒、冷卻是在同一臺設備上進行，鏈篦機回轉窯的生球的干燥、預熱、焙燒、冷卻是分別在三臺設備上進行；帶式機的球團始終在靜止狀態(tài)，回轉窯的球團是在不斷翻滾中完成高溫焙燒,球團礦的質量均勻些；回轉窯要求預熱球有一定的強度。,1.2成球過程的三個階段,母球形成成球過程的三個階段：母球長大生球緊密（1）母球形成階段已被潤濕的細磨物料在機械力作用下，顆?？拷w粒表面的水膜互相接觸，便產生了毛細力，毛細力把顆粒拉近，便形成了多個顆粒在一起的小核。在機械力和毛細力的繼續(xù)作用下，小核不斷長大和密實，小核長大到56mm（稱之為母球），便進入到母球長大階段。母球形成的速度與混勻料的水分、加水加料速度、加水點等有,關。母球形成的速度過快，生球粒度偏小。母球形成的速度太慢，生球粒度過大。（2）母球長大階段母球在繼續(xù)滾動過程中，進一步被壓密，母球內的水被擠到母球表面上，使母球表面過濕。表面過濕的母球在滾動過程中，很容易粘上一層潤濕程度較低的細磨物料，使母球長大。母球長大過程是多次重復的，一直到母球內顆粒的摩擦力大于機械壓密作用力大時為止。如要母球繼續(xù)長大，必須往母球表面繼續(xù)加水潤濕。生球長大速度與細磨物料的粒度、親水性、加水加料速度、造球機的參數、粘結劑的種類與用量、生球水分等有關。,生球的長大方式有成層長大、聚結長大兩種。成層長大為主，成層長大的球，粒度均勻，呈球形。聚結長大的球粒度不均勻，球成多角形。產生這種情況主要原因是水分過大或膨潤土用量大，母球的塑性大等原因。（3）生球緊密階段生球長大到符合要求的粒度時便進入緊密階段。在這階段，停止加水加料，使生球在機械力的作用下繼續(xù)被壓實，顆粒更緊密接觸，生球內不但存在毛細力，而且存在分子力、靜電引力、磁力等作用力。生球強度達到最好。,1.3生球焙燒過程概述,焙燒的目的：提高球團礦強度和熱穩(wěn)定性；理想的礦物組成和顯微結構；提高還原性及降低有害元素的含量；滿足運輸和高爐冶煉要求。焙燒的五個階段：干燥階段：200400oC，物理水分蒸發(fā)，部分結晶水排除；預熱階段：9001000oC，干燥階段未排除的少量水分進,一步排除，磁鐵礦氧化成赤鐵礦，碳酸鹽礦物分解，硫化物分解和氧化，某些固相反應，團球強度有所提高；高溫焙燒階段：12001300oC，預熱階段未完成的化學反應，如分解、氧化、脫硫、固相反應等也在此階段繼續(xù)進行，鐵氧化物的結晶和再結晶，晶體長大，低熔點化合物熔化，形成少量液體，球團礦體積收縮和結構致密化。均熱階段：1100oC左右，在此溫度下保持一定時間，使球團礦內的晶體發(fā)育完善，結構均勻化，消除內部應力。冷卻階段：將球團礦冷卻到150oC，使球團礦的結構穩(wěn)定和便于皮運輸，而且此階段還會出現氧化反應，使球團礦中的FeO含量進一步降低。,1.4磁鐵礦為什么要氧化完全,氧化后新生成的赤鐵礦原子具有較高的遷移能力，有利于顆粒之間的晶橋的生成和晶體長大；磁鐵礦氧化反應為放熱反應，節(jié)省焙燒熱能；磁鐵礦氧化不完全，球團礦結構不均勻，出現同心裂紋，降低球團礦強度；磁鐵礦氧化不完全時，FeO與SiO2反應生成難還原的硅酸鐵，降低了球團礦的還原性和強度。,1.5球團礦的固結類型,球團礦的固結：即生球在高溫作用下，通過固體質量擴散，形成連接橋及少量液體把固體顆粒粘結起來。球團礦的固結是以固相固結為主。但由于球團原料不可避免的帶進一些SiO2，在焙燒過程中形成少量的液相，一般不超過5%7%。從球團礦本身來說，原料中的SiO2越少越好。燒結礦的固結：是在高溫作用下，產生大量的液體，冷卻過程中，從液相中析出晶體和液相將未熔化的顆粒粘結起來。燒結礦的固結是以液相為主，燒結礦中的液相量一般都在30%40%以上，否則不足以維持一定的強度。為了獲得足夠數量的液相量，燒結要求原料含有一定量的SiO2。,固相固結類型Fe2O3微晶連接：磁鐵礦在氧化氣氛和低溫下產生的固結。經預熱階段后的球團礦的固結屬這種類型，球團礦的強度不高。Fe2O3再結晶固結：不管球團原料是赤鐵礦還是磁鐵礦精礦，球團礦的最終固結都應該是Fe2O3再結晶固結形式為主。因為這種固結形式最理想，球團礦的強度最高，還原性最好。產生這種固結形式條件是：磁鐵精礦球團在1200oC1250oC，而且是強氧化氣氛；赤鐵礦在1300oC或1300oC以上，雖然不存在磁鐵礦氧化問題，但也需在氧化性氣氛下進行，只是氧化氣氛不像磁鐵礦球團嚴格。Fe3O4再結晶固結：磁鐵礦氧化不完全或在中性氣氛下焙燒所,得的固結形式。這種固結的球團礦強度低于赤鐵礦再結晶球團礦，而且還原性也較差。所以氧化球團焙燒時應盡可能避免出現這種固結形式。液相粘結：液相是在固相反應的基礎上形成的。生球中不可避免地含有一定量的SiO2、CaO、MgO，這些礦物本身的熔點是非常高，在球團焙燒過程中不可能產生液相的。但當它們之間出現固體反應后，新生成的化合物或化合物之間、化合物與球團中原有的成分形成的低熔點共熔物，在球團焙燒的條件下就會出現液相。,酸性氧化球團礦主要液相粘結：2FeO.SiO2熔點為1205oC2FeO.SiO2FeO低共熔點混合物，熔點為1177oC2FeO.SiO2-SiO2低共熔點共熔混合物，為1178oC這種液相常呈玻璃質存在，使得球團礦的強度降低，而且還原性差。熔劑性球團礦主要液相粘結：鐵酸鈣CaO.Fe2O3熔點為1216oC鐵酸半鈣CaO.2Fe2O3熔點為1226oC鐵酸鈣與鐵酸半鈣CaO.Fe2O3-CaO.2Fe2O3熔點為1205oC,2提高鏈篦機回轉窯球團產質量的措施,2.1提高生球質量2.2提高預熱球的強度，減少入窯球團中的粉料2.3穩(wěn)定回轉窯熱工制度2.4減少回轉窯結圈現象。,2.1提高生球質量,生球的質量要求通常是指生球落下強度和抗壓強度。隨著球團的發(fā)展，對球團生產有了較深入的了解，因而對生球的質量要求也提高了。生球質量指標應包括:生球落下次數；抗壓強度；生球爆裂溫度；生球粒度均勻性。,2.1.1控制膨潤土的質量及用量,膨潤土是一種具有膨脹性，呈層狀結構的含水鋁硅酸主要成sio2sio2占60%以上，對球團礦品位有較大的影響。它的作用主要是提高生球落下強度和生球爆裂溫度，因此它的選擇標準應是生球強度和生球爆裂溫度，必須通過造球試驗來確定。,圖4-1膨潤土種類與用量對配比1生球強度的影響,圖1膨潤土種類與用量對配比1生球強度的影響,圖4-2膨潤土種類與用量對配比1爆裂溫度的影響,圖4-2膨潤土種類與用量對配比1爆裂溫度的影響,圖2膨潤土種類與用量對配比1生球強度的影響,2.1.2選擇適宜的造球機的工藝參數,邊高傾角造球機的工藝參數轉速刮刀直徑傾角和邊高主要是影響造球機的填充率，轉速主要影響物料在球盤內的運動軌跡。這三個參數都互相影響的。邊高一般是固定不可調的，但是當精礦比較粗而造球性能差量，球機的邊高應設計高些，一般6米的造球機邊高最好是650mm700mm。轉速與傾角互相搭配的。轉速高，傾角大，反之傾角小。對不同的原料、,不同的配礦比、不同的混合料水分應有不同的傾角和轉速相適應。它們搭配是否合理，其準則是造球盤中的物料運動軌跡?，F建的球團廠的造球盤刮刀幾乎都采用旋轉刮刀，這種刮刀的造球機要注意認：底料要造平整；刮刀轉速與造球盤轉速協(xié)調；刮刀的個數和刮刀大小。,2.1.3原料準備,（1）原料的粒度及粒度組成在原料種類確定的條件下，精礦的粒度和粒度組成是生球強度重要因素。精礦要有一定的細度，但并不是所有的精礦的粒度越細越好，有的精礦磨得太細反而生球強度不好，成球速度慢。除精礦要有一定的細度外，精礦還必須有合適的粒度組成，這樣生球才能有較好的強度?？梢酝ㄟ^配礦來改善混合料的粒度組成。（2）適宜的混合料的水分混合料水分是影響生球質量的重要因素，混合料水分稍過濕不一定影響造球機的產量，但影響生球質量抗壓強度和生球粒度均勻性，容易出大球，生球塑性大。,2.1.4提高操作水平,（1）及時調整加水量和加水位置；（2）根據混合料的造球性能，及時調整造球盤的傾角和轉速；（3）穩(wěn)定混合料水分及給料量。,2.3提高預熱球的強度，減少入窯球團中的粉料,預熱球強度好否、入窯球團中的粉料多少是影響轉窯作業(yè)率的關鍵因素。預熱球不但要有抗壓強度，還要有一定的抗磨和抗摔打能力，在一定程度上抗磨和抗摔打能力更重要，否則預熱球即使干燥過程中結構不破壞，也會引起回轉窯結圈。因此生球干燥預熱制度對回轉窯工藝來說，特別關注。,2.3.1提高生球破裂溫度,（1）建議盡可能將生球水分控制低水平因為生球水分太高有三點危害：生球破裂溫度降低，特別是采用鈉膨潤土作粘結劑時，生球更容易開裂；干燥過程中過濕現象嚴重，過濕層的生球爆裂或開裂的幾率比原始生球更高；生球水分高，干燥時間需延長，須采用較低的鏈篦機機速操作，降低鏈篦機的生產率。,（2）選擇的適宜的膨潤土,由于球團生產對生球的要求，采用測定膨潤土性能的方法來確定膨潤土好壞是不全面的。膨潤土的選擇應通過造球試驗測定生球的落下強度和生球的爆裂溫度，同時考慮到生球的落下強度和生球的爆裂溫度來確定。一般來說，好的鈉膨潤土對生球落下強度和爆裂溫度都有較好的效果，但目前我國鈉膨潤土的質量不是令人滿意，很多鈉膨潤土對提高生球強度效果很好，但生球的爆裂溫度卻不能滿足要求。,（3）提高生球溫度,有條件的廠在冬季生產時采用一些措施如預熱混合料、熱水造球等措施對提高產量是有作用的。提高生球溫度主要是減少料層中的過濕現象，防止生產爆裂。,（4）采用鼓、抽風干燥相結合,正規(guī)球團廠都設計有鼓風干燥和抽風干燥工藝。鼓風干燥的目的是將下層球先預熱，避免下層生球過濕降低爆裂溫度，甚至因過濕下層球互相粘結，惡化料層透氣性。,2.3.2鏈篦機料層厚度要均勻,因為球團料層厚度比較薄，而球團料層透氣性本來就好，由于邊緣效應，鏈篦機兩邊的料層透氣性比中間還好，大量風從邊緣穿過，而中間風量不足，導致中間的球干燥不好。特別是目前鏈篦機的機速又比較快，生球干燥不均勻的現象會嚴重。國外有的鏈篦機在設計布料機時，有意使鏈篦機的兩邊稍高，防止大量的風從兩邊通過。,2.3.3控制好鏈篦機的操作參數,鏈篦機采用鼓抽干燥并用是必要的，但鼓風干燥的時間不需要太長，2min可以。溫度不能太高，只要將下層生球加熱到露點溫度以上。對破裂溫度低的生球最好采用低溫大風干燥制度，抽風干燥采用分步升溫。預熱時間和預熱溫度選擇是提高預熱球強度關鍵，但必須是在強氧化氣氛下進行。,2.4穩(wěn)定回轉窯熱工制度,目前我國生產球團的鐵精礦鐵品位都較高，SiO2較低，焙燒溫度控制范圍較寬，一般窯溫控制不是結圈的主要原因。但窯溫穩(wěn)定和氣氛更重要。因為窯溫不穩(wěn)定和氧化氣氛不強，影響鏈篦機的操作不穩(wěn)定，影響生球干燥和預熱，導致進入窯內的預熱球質量。并且氧化氣氛不足時容易產生低熔點物質。SiO2+FeO=2FeO.SiO2熔點12052FeO.SiO2FeO共熔混合物熔點11772FeO.SiO2SiO2共熔混合物熔點1178,2.5減少回轉窯結圈,2.5.1影響回轉窯結圈的因素2.5.2生產中回轉窯結圈現象2.5.3防止回轉窯結圈的措施,該工藝的最大問題是回轉窯容易結圈，特是用煤作燃料的回轉窯比燃燒氣體或液體燃料的回轉窯更容易結圈。我國近期投產的鏈篦機回轉窯差不多都出現了結圈現象，有的回轉窯結圈還比較嚴重，因此影響了鏈篦機回轉窯正常運轉，使鏈篦機回轉窯難以達產。,2.5.1影響回轉窯結圈的原因分析,引起回轉窯結圈的原因主要有四方面：回轉窯內粉狀物太多；回轉窯氣氛控制不好；回轉窯溫度控制不當；原料的SiO2含量高等。,圖1影響回轉窯結圈的因素,球團中粉末多,焙燒氣氛,焙燒溫度過高,低熔點物質多,生球爆裂,預熱球強度差,生球