球团生产知识问答Word文档格式.docx
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（1）品位高、杂质少、化学成分稳定
（2）强度好、粉末少、粒度均匀
（3）易还原、粉化少、高温性能好
1-7为什么说球团矿是一种理想的高炉精料？
球团矿是一种理想的高炉精料，主要表现在：
1）铁品位高、有害元素少
2）生产球团矿能扩大冶炼含铁原料的来源
3）生产球团矿能扩大冶炼燃料的来源
总之，生产球团矿可以根据各种矿石原料的性质，采用不同的球团法和各种技术措施，人为地改善入炉原料的各种性质，为高炉冶炼提供粒度均匀、成份稳定、物理化学特性以及冶金性能良好的精料，使其最大限度地满足冶炼的要求，大大地强化冶炼过程。
1-8球团矿生产工艺过程主要包括哪几道工序？
现行的球团工艺流程，一般包括精矿的预处理（精矿脱水、精矿再磨、精矿润磨、改善精矿的松散性等）；
精矿的接受及熔剂、燃料的准备（破碎、筛分）；
膨润土或冶金添加剂的制备；
配料、混合、造球；
生球筛分；
铺底、铺边与生球布料；
生球的干燥、预热、焙烧、均热和冷却；
冷筛；
成品球团矿的贮存及输出；
返矿的贮存、再加工及参与配料等工艺环节。
1-9当前我国球团生产存在哪些主要问题？
我国球团矿生产存在的主要问题包括：
1）铁精矿粒度粗、铁品位偏低，进口球团矿品位一般都在65%以上，而我国竖炉球团矿大多在60%左右；
2）膨润土用量偏高，竖炉球团平均膨润土消耗量在40kg/t，高于国外2倍多；
3）成品球团矿抗压强度比进口球团矿低；
4）单台设备生产能力偏小。
1-10球团生产对进厂原料主要有哪些质量要求？
球团生产对进厂的不同原料有着不同的技术要求，可归纳为以下几个方面：
a）铁精矿品位，即铁精矿中的含铁量；
b）铁精矿纯度，即尽量降低硫、磷、砷等有害元素；
c）脉石组成；
d）原料的物理性质（粒度、比表面积、孔隙率、亲水性等）；
e）原料水份；
f）燃料和溶剂的有用成份，即固体燃料的固定炭，气体和液体燃料的发热值，石灰石中有效CaO、白云石中MgO含量等。
1-11球团生产对含铁原料有哪些主要质量要求？
在我国现行和标准中，球团矿TFe>
60±
0.5%才属于一等品，因此，进厂含铁原料的铁品位，应达到各厂规定的要求，以确保生产优质产品。
球团厂对铁精矿TFe波动范围，一般要求<
±
1%。
精矿粒度是影响造球的主要因素，不同矿石的最优精矿粒度是不同的，造球用的各种精矿的最优比表面积也是不同的，一般的是在1500～1900cm2/g范围内，小于0.074mm的粒度含量应大于80%。
造球用精矿的最优水分一般是在9～9.5%的范围内。
同时随着磨矿细度的提高，最优水分值稍有增大。
为了制出优质生球，精矿水分的波动不应超过最优水分值的±
0.2%
对于精矿来说，精矿化学成分、矿物组成以及粒度的稳定性是很重要的。
在精矿粒度波动不超过±
1.0%、比表面波动不超过±
100cm2/g的条件下，可以保证精矿良好造球。
1-12球团生产对粘结剂有哪些主要质量要求？
在球团生产中，可以采用一些矿物和有机物作为粘结剂，如膨润土、消石灰、白垩、酒糟、淀粉等。
膨润土因为便宜，效果好，所以得到最广泛的利用。
生产球团矿用的膨润土的质量指标评价膨润土的主要参数包括：
蒙脱石含量、吸水率、膨润容、阳离子吸附及交换量、胶质价、－0.07mm粒级含量及水分。
1-13用于造球的铁精矿主要有哪几种？
各有哪些主要特点？
用于造球的含铁原料绝大部分是铁精矿，其中主要是磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿，有时也用风化铁矿石和菱铁矿石。
磁铁矿难还原和难破碎，具有磁性；
一般赤铁矿石较磁铁矿易还原和破碎；
褐铁矿无磁性，由于褐铁矿石是由其它铁矿石风化后生成的，所以结构松软，含水量大；
风化矿床的典型特征是化学成分不均匀，且在很短距离的范围内有很大的波动，必须通过中和系统对矿石加以混匀处理，否则在生产操作上会有很大的困难；
菱铁矿石无磁性在氧化带不稳定，易分解氧化成褐铁矿，覆盖在菱铁矿表面。
菱铁矿经焙烧后，因分解放出CO2使含铁量显著增加，矿石也变得多孔、易破碎且还原性变好。
1-14膨润土的主要矿物成份是什么？
它的结构和主要性能是什么？
膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，并含有不定数量的其它粘土矿物（如高岭土）和非粘土矿物（石英、长石、方英石等）。
蒙脱石的结构：
蒙脱石是一种具有膨胀性能，呈层状结构的含水铝硅酸盐。
理论结构式为AL（Si4·
O10）（OH）2
蒙脱石的性能：
（1）具有阳离子吸附和交换的性能。
（2）极强的吸水性。
蒙脱石有强烈的吸水性，因为蒙脱石除了表面吸附水外，还存在着大量内表面吸附的层间水。
1-15何谓物料的比表面积？
造球物料比表面积一般要求多少？
单位质量（或体积）的散装粉末状物料所具有的总表面叫做比表面积，它是矿粒内表面和外表面之和。
物料的粒度愈小，其比表面积愈大。
一般造球物料的比表面积常在1500～1900cm2/g范围之内。
1-16细磨物料有何表面特性？
固体颗粒表面层中的分子处于受力不均衡的状态，同为表面层两侧的物质不同，它们的密度也不同，所以表面层具有较高的能量。
就同一表面层的分子而言，它们并不是整齐地排列在一条线上，由于固体颗粒的表面凹凸不平，处于峰端分子的能量，就比处于谷中分子的能量高，这种具有较高能量的部分叫做活化部分。
根据能量最低的原则，物体总有降低其表面能的趋势。
对于固体，只能以吸附外界物质的办法，增大其表面另一侧的密度，以降低其表面能。
此外，由于固体颗粒表面有过剩的能量，当与周围介质接触时，颗粒表面显示出电荷，在周围空间形成电场。
因此细磨物料与周围介质相接触，便可以将它们吸附。
1-17物料成球性好坏的判断标准是什么？
如何用经验公式表达？
细磨物料的成球性是物料在自然状态下滴水成球的性能及其在机械力作用下密集的能力。
成球性是一项综合性指标，它反映物料的表面特性粘结力的大小，所以合理地评价细磨物料的成球性，就能估计细磨物料滚动成型的能力，合理地选择造球工艺制度。
原料的成球性好坏，常用成球性指数K来判断。
K值可用下列经验公式计算：
K=W分/（W毛－W分）
式中：
W分—原料最大分子水含量，%；
W毛—原料最大毛细水含量，%。
显然，成球性指数K是两个综合参数W最大分子水和W最大毛细水的函数，前者综合了细磨物料的表面性质（比表面的变化和粒度组成的变化）和动力学状态（主要粘结力的变化
），后者反映了细磨物料的结构状态（主要系孔隙率的变化），同时二者均能反映物料的润湿性能。
1-18球团生产对原料的物化性能有何基本要求？
球团生产不但要求原料中SiO2含量尽可能低，铁品位高，结晶水少，化学成分均匀，而且含铁原料的物理性能（例如铁精矿粒度和粒度组成、水分、表面状态、爆裂性能等）对球团生产过程影响都很大。
因此人们把球团原料具有一定的粒度组成，适宜的水分和均匀的化学成分称之为生产优质球团矿的三大重要基本因素。
1-19球团生产对铁精矿的物化性能有何要求？
我国要求铁精矿小于0.074mm的粒度含量大于80%，比表面积大于1300cm2/g（一般在1500～1900cm2/g范围之内）。
原料的适宜水分是受原料物理性能、原料的粒度和粒度组成、混合料的组成和添加剂等影响的。
对每种原料来说，适宜的造球水分是不同的。
磁铁矿和赤铁精矿适宜水分范围为7%～9.5%；
黄铁矿烧渣和焙烧磁选精矿，由于颗粒有孔隙和裂缝，其水分可达12%～15%；
褐铁精矿可高达17%。
造球所要求的适宜水分波动范围很窄，一般为0.5%，对水分敏感的原料甚至更窄。
我国的球团用原料，铁含量允许波动一般为±
0.5%。
1-20原料的水分大小对成球有何影响？
水分对成球的影响较大，水分不足的原料造球性差，生球很难长大。
因为在成球的初期，矿粒之间毛细水分不足，矿粒间的空隙就可能被空气填充，这样颗粒之间接触得不紧密，母球脆弱，同时由于毛细水分不足母球长大很慢，并且生球强度极低。
不过水分不足的原料在造球时可以补充加水。
若采用水分过高的原料造球，虽然开始成球快，但母球互相粘结或变形，而使生球粒度分布不均匀，同时过湿的物料和过湿的母球，容易粘在造球机上，使造球机的操作发生困难，轻者破坏母球的正常运行轨道，重者使母球失去滚动能力，甚至由于造球机负荷过重而引起断轴和烧坏马达等事故。
此外，过湿的原料必然形成过湿的生球，这样过湿的生球强度很小，在运输时互相粘结变形，并且过多的水分给干燥作业带来困难，以致影响最终的产品质量。
1-21精矿湿磨和干磨工艺各有何优缺点？
湿磨的优点是投资较低、动力消耗较低、劳动条件和环保较好；
缺点是不能用于难过滤的物料，磨矿介质磨损较大，脱水后的矿物难达到造球要求的水分。
干磨的优点是磨矿介质磨损较低，不需要浓缩和过滤，适应性较高；
可加入粘结剂共磨，节省膨润土用量。
存在问题是：
（1）尽管装了除尘设备，仍有灰尘；
（2）水蒸气在管道和分离器中冷凝；
（3）球磨机生产率和磨矿细度受原料湿度影响，物料水分必须控制在0.5%以下；
（4）干磨后的细矿粉，在润湿搅拌过程中会出现小球，影响混匀质量。
关于采用湿磨还是干磨工艺，这主要由矿石性质决定，对于难过滤的赤铁矿、褐铁矿或菱铁矿，大多数球团厂采用干磨，对于易过滤矿如磁铁矿，球团厂都采用湿磨工艺。
1-22混合料润磨在球团生产中有何作用？
混合料润磨在球团生产过程中有如下作用：
（1）混合料润磨可以改善混合料的粒度和粒度组成
（2）提高原料塑性，改善生球质量
（3）润磨可降低膨润土用量
1-23为什么说球团生产中混合料制粒对球团生产带来不利影响？
混合料制粒对球团生产不利，一是使混匀程度降低，二是球团混合料中准颗粒太多，也就是母球多，它使造球操作不稳定，在正常加水加料情况下，母球长大速度慢，生球粒度偏小。
1-24什么是润湿现象和毛细现象？
在物料造球中起何作用？
对于同一种液体，能润湿某些固体的表面，而不能润湿另一些固体的表面。
这主要是因为液体分子与固体分子之间的相互引力大于或小于液体分子之间的相互吸引力而决定的。
当固体和液体间的附着力大于液体分子间的内聚力就产生液体能润湿固体的现象，附着力小于内聚力时就产生液体不能润湿固体的现象。
铁矿石可以被水润湿，因而精矿粉可以靠水的作用滚成球型。
管径很细的管子叫做毛细管（一般管径小于2毫米），将毛细管插入液体内，管内外液面会产生高度差，如果液体能润湿管壁，管内液面升高，如果液体不能润湿管壁，管内液面反而较管外处低，这一现象叫做毛细管现象。
基于同样的原理，两个矿粉颗粒之间，如果有一滴水存在，而矿粉颗粒是亲水性的，当两个颗粒接近到一定距离，二者之间便形成毛细管，出现两个弯曲的液面，液体的表面张力便将两个颗粒拉在一起，这便是毛细管现象在铁精矿成球过程中的作用。
1-25毛细水的特性及作用是什么？
当细磨物料继续被润湿，而超过最大分子结合水分时，物料层中就会出现毛细水，它是矿粒的电分子引力作用范围以外的水分。
毛细水的形成是靠表面张力的作用。
毛细水是在直径为0.001～1毫米的毛细管中，受毛细管引力保持的一种水分。
毛细水能够在毛细压和能引起毛细管形状和尺寸改变的外力作用下发生迁移。
物料的成球速度决定于毛细水的迁移程度。
在造球过程中，毛细水起着主导作用。
当物料润湿到毛细水阶段，物料的成球过程才获得应有的发展，因为毛细水将水滴周围的颗粒拉向水滴中心而形成了小球。
1-26细磨物料被水润湿分哪几个阶段进行?
各起何作用？
细磨物料被水润湿，一般分四个阶段进行，首先吸着吸附水（又称吸着水），然后依次是薄膜水，毛细水和重力水。
不同形态的水分对造球过程有不同的作用，毛细力能将矿粒拉向水滴而成球，在形成生球的过程中起主要作用，而范德华力能使矿粒粘附在一起。
重力水在物料成球过程中是有害的，因为重力水对矿粒具有浮力。
分子水（吸附水和薄膜水）在某种程度上能增加生球的机械强度。
1-27吸附水、薄膜水、重力水各有何特性和作用？
吸附水的一切主要性质和自由水的性质完全不同，它没有溶解溶质的能力，它的密度很大，冰点很低，其蒸汽压要比自由水的蒸汽压小得多，具有非常大的粘滞度、弹性和抗剪强度，它不能自由移动，也没有从一个颗粒转移到另一颗粒的能力，只有颗粒被烘干时才能蒸发，因此，当细磨物料只有吸附水时，则物料仍呈散颗粒状态，成球过程尚不能开始。
薄膜水的主要特征是在分子力的作用下具有从一个粒子迁移到另一个粒子的能力，而与重力的影响无关。
薄膜水由于受到电分子引力的吸引具有比普通水更大的粘滞性。
矿粒间距离越小，薄膜水的粘滞性就越大，矿粒就越不容易发生相对移动，对生球来说，生球的强度就越高。
吸附水和薄膜水合起来组成分子结合水，在力学上可以看作是颗粒的外壳，在外力作用下和颗粒一起变形，并且分子水膜使颗粒彼此粘结，这种情况就是细磨物料成球后具有强度的原因之一。
当物料达到了最大的分子结合水以后，细磨物料就能在外力（搓揉）的作用下表现出塑性性质，在造球机中，成球过程才明显开始。
当细磨物料层完全被水所饱和，即超过最大毛细水含量之后，超过的水分不能为毛细管引力所保持，而受重力的支配，沿着矿粒间大孔隙向下移动，这种水分叫做重力水。
重力水是处于矿粒本身的吸附力与吸着力的影响之外，它是能在重力及压力差的作用下发生移动的自由水。
因为重力的方向总是朝下的，所以它具有向下运动的性能，重力水在物料的成球过程中是有害的，因为重力水对矿粒具有浮力。
1-28对于颗粒物料，使之成球的力有那几种？
对造球有用的自然力有哪些？
对于颗粒物料，使之成生球的力是自然力（或物理力）和应用力（或机械力）两种。
对于造球有用的自然力有：
（1）固体颗粒之间的范德华力、磁力各静电力；
（2）颗粒之间相互作用的摩擦力（受颗粒形状控制）；
（3）不能自由移动的连接桥中的附着力和内聚力；
（4）由于液相存在的界面力和毛细力。
1-29细磨物料在成球过程中有哪几种行为？
球团主要以何种方式长大？
细磨散状物料在造球过程中可能发生如下几种行为：
（1）成核
（2）成层（3）聚结（4）粉碎（散开）（5）破损（6）磨损
（7）磨剥转移
细磨散状物料在造球过程中，首先形成球核，然后球核长大，主要是以成层或聚结的方式长大。
1-30连续造球过程分哪几个阶段？
各阶段起决定作用的因素是什么？
连续造球过程可分为三个阶段：
（1）成核阶段
（2）球核长大阶段（3）长大的球进一步紧密阶段
在造球过程中，第一阶段，具有决定意义的作用是润湿。
第二个阶段，除润湿作用外，机械作用也起着重大的影响。
而在第三阶段，机械作用成为决定的因素。
1-31水分和粘结剂膨润土对成球动力学有何影响？
细磨原料造球，在很大程度上决定于原料的含水量。
在不超过极限值的范围内，随水分的增加，成球速度加快，特别是批料造球，水分的影响更大。
膨润土是一种良好的粘结剂，它能提高生球和干球的强度。
但是，却降低了成球速度，并且随着膨润土用量增加，成球速度下降，膨润土是层状结构，遇水后，不仅表面吸水，其晶层间也要吸附一定量的水分，成为层间结合水，因而减少了造球过程的有效水，使生球长大速度降低。
1-32圆盘的倾角、边高、转速等参数对造球有何影响？
圆盘的倾角是由造球原料的动休止角来确定，倾角必须稍大于原料的动休止角。
如果α角小于或等于φ0角，则物料处于静止状态，使滚动混乱，并破坏了造球过程。
如果α角过大，则物料不会被摩擦力提升，同样达不到造球的目的，适宜的倾角应根据所处物理料的摩擦系数而定，一般在45～o50o之间。
但是当倾角过大时，由于下滚球团的动能过大，它们撞击角会使得圆盘周边很易到生球在盘内的停留时间缩短，这些都不利于提高造球机的产量和质量。
1-33生球干燥的机理是什么？
生球与干燥介质（热气体）接触，生球表面受热产生蒸汽，当生球表面的水蒸气压大于干燥介质的蒸汽分压时，球表面的水蒸气就会通过边界层转移到干燥介质中。
由于生球表面的水分汽化而形成内部和表面的湿度差，于是球内部的水分借扩散作用向表面迁移，又在表面汽化。
干燥介质连续不断地将水蒸气带走，使生球达到干燥目的。
因此干燥过程是由表面汽化和内部扩散两个过程组成的，这两过程虽然是同时进行的，但是两个过程的速率往往不一致，干燥的机理也不尽相同。
随着原料性质和生球的物理结构不同，干燥过程也有所差别。
1-34生球干燥的表面汽化控制（过程）是如何进行的？
生球干燥为表面汽化控制时，物体表面水分蒸发的同时，内部的水分能迅速地扩散到物体表面，使其保持潮湿，如纸、皮革等。
因此水分的除去，取决于物体表面上水分的汽化速度。
在这种情况下，蒸发表面水分所需要的热能，须由干燥介质透过物体表面上的气体边界层而达到物体表面，被蒸发的水分亦将扩散透过此边界层而达到干燥介质主体，只要物体的表面保持足够的潮湿，物体表面的温度就可取为热汽体中的湿球温度。
因此，干燥介质与物体表面间的温度差为一定值，其蒸发速度可按一般的水面汽化计算。
此类干燥作用之进行，完全由干燥介质的状态决定，与物料的性质无关。
1-35生球干燥的内部扩散控制（过程）是如何进行的？
生球干燥处于内部扩散控制时，水分从物体内部扩散到其表面的速度较表面汽化速度小，如木材和陶土、肥皂等胶体物质。
当表面水分蒸发后，因受扩散速度的限制，水分不能及时扩散到表面。
因此，表面出现干壳，蒸发面向内部移动，故干燥的进行较表面汽化控制时较为复杂，此时干燥介质已非干燥过程的决定因素。
在生球的干燥过程为内部扩散控制时，必须设法增加内部的扩散速度，或降低表面的汽化速度。
否则，生球表面干燥而内部潮湿，将因表面干燥收缩而产生裂纹。
1-36干燥过程中生球的强度是如何变化的？
生球主要靠毛细水的作用，使粒子彼此粘结在一起而具有一定的强度，随着干燥过程的进行，毛细水减少，毛细管收缩，毛细力增加，粒子间粘结力加强，因此球的强度逐渐提高。
当大部分毛细水排除后，在颗粒触点处剩下单独彼此衔接的水环，即触点态毛细水，这时粘结力最大，球出现最高强度，水分进一步减少，毛细水消失，因而失去毛细粘结力，球的强度下降，在失去弱结合水瞬间，颗粒靠拢，由于分子力的作用，增加了颗粒间的粘结力，球的强度又提高。
1-37生球干燥过程中发生裂纹的原因是什么？
随着干燥过程的进行，生球表里会产生湿度差，从而引起表里收缩不均匀，表面湿度小收缩大，中心湿度大收缩小，由表里收缩不均匀便产生应力，即表面收缩大于平均收缩，表面受拉，在受拉45o方向受剪，而中心收缩小于平均收缩而受压，如果收缩不超过一定限度，生球产生圆锥形毛细管，可加速水分由中心移向表面，从而加速干燥，同时使生球内的粒子紧密，增加强度。
但是不均匀收缩过大，生球表层所受的拉应力或剪应力超过生球表层的极限抗拉、抗剪强度，生球便产生裂纹，球的强度受到影响。
1-38生球干燥过程中为什么会发生爆裂？
爆破一般都发生在降速干燥阶段。
当生球干燥过程由表面汽化控制转为内部扩散控制后，水分蒸发面向球内推进，此时生球的干燥是由于水分在球内部汽化后，蒸汽通过生球干燥外层的毛细管扩散到表面，然后进入干燥介质中。
如果供热过多，球内产生的蒸汽就会多，蒸汽若不能及时扩散到生球表面，就会使球内蒸汽压增加。
此时当蒸汽压力超过干燥表层的径向和切向抗拉强度时，球就产生爆裂。
蒸发面愈靠近球中心，蒸汽向外扩散的阻力就愈大，过剩蒸汽压就愈多，球产生爆裂的可能性就越大，球的结构破坏越严重。
1-39影响生球干燥的因素有哪些？
生球干燥必须在不破裂的条件下进行，其干燥的速度与干燥需要的时间，取决于下列因素：
干燥介质的温度与流速、生球的结构与初始温度、生球的粒度、球层的高度和添加剂的种类及数量等。
1-40干燥介质对生球干燥有何影响？
影响干燥过程最主要的因素是干燥介质的温度和流速。
干燥介质与生球二者的温度差越大，则所需要的干燥时间就越短，为了加速干燥，总是希望干燥介质的温度尽量高些。
干燥气流速度一定的条件下，随介质温度升高，干燥的时间可以缩短，但是，介质温度与干燥速度的关系不是平行一致的，在200oC以前随着介质温度的升高，干燥速度迅速增加，但大约从200oC开始，随介质温度升高，干燥速度的增加就越来越慢，因为生球干燥的速度是受水分蒸发和球内部扩散两个因素影响。
1-41生球性质对生球干燥过程有何影响？
构成生球原料的颗粒合愈细,生球愈致密,则生球的“破裂温度”就愈低。
因细粒原料构成的球，其内部毛细管孔径非常小，水分迁移慢，容易形成干壳，内部蒸汽扩散阻力也大，因此，对这种球必须在较低的温度下进行干燥，但是，由细粒原料构成的生球，干燥后，比粗粒原料构成的球强度好。
在球团生产中，干燥强度是非常重要的，因此，往往用细粒原料造球，通过添加粘结剂来提高生球的破裂温度。
生球初始水分超高，所需要的干燥时间也就越长。
因生球水分增加，降低了生球的破裂温度，因为生球水分高，内部蒸发的水分也多，大量蒸汽要逸出，容易引起爆裂。
因此就限制了在较高的介质温度与流速下干燥。
生球直径的增大对干燥也将带来不利，因为大球的蒸发比表面积小，以及球核内蒸汽扩散的距离长。
1-42膨润土对生球干燥过程有何影响？
膨润土在铁矿球团生产中是应用最广泛的一种粘结剂。
它的最大作用是提高干球强度和破裂温度，因而强化了干燥过程。
随膨润土添加量的增加，干球的抗压强度和生球的破裂温度都有提高。
并且，其作用随着蒙脱石含量及所有吸附的阳离子不同而有差别。
蒙脱石含量高的效果好。
在蒙脱石含量相同时，钠型膨润土比钙型膨润土好。
1-43焙烧球团包括哪几个阶段？
焙烧球团矿应包括干燥、预热、焙烧、均热、冷却五个阶段。
1-44磁铁精矿氧化对球团矿的固结有何重要意义？
磁铁矿精矿是生产球团矿的主要原料，在焙烧过程中，应力求磁铁矿充分氧化成赤铁矿，这对球团矿的因结有重要意义。
（1）磁铁矿氧化成赤铁矿时伴随结构的变化。
磁铁矿晶体为等轴晶系，而赤铁矿为六方晶系，氧化过程中的晶格变化及新生晶体表面原子具有较高的迁移能力，有利于在相邻的颗粒之间形成晶键。
（2）磁铁矿氧化为赤铁矿是放热反应。
它
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