球团矿生产0(5)

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内齿圈传动的圆盘造球机是在伞齿轮传动的圆盘造球机的基础上改进的。改造后的造球机主要结构为：圆盘连同带滚动轴承的内齿圈固定在支承架上，电动机、减速机、刮刀架均安在支承架上，支承架安装在机座上，并与调整倾角的螺杆相连，当调节螺杆时，圆盘连同支承架一起改变角度，内齿圈传动的圆盘造球机转速通常有三级，如5.5m造球机，转速有6.05 r/min、6.75 r/min、7. 73 r/min。它是通过改变皮带轮的直径来实现的。这 种圆盘造球机的结构特点是： (1)造球机全部为焊接结构，具有质量小、结构简单的特点；

(2)圆盘采用内齿圈传动，整个圆盘由大型压力滚动轴承支托，因而运转平稳。

（五）影响矿粉成球的因素

1.精矿粉性质的影响

在精矿粉的性质中对造球过程起作用的是矿粉颗粒表面的亲水性、颗粒形状、孑L隙度、湿度和粒度组成。

(1)矿粉颗粒表面的亲水性。矿粉表面的亲水性愈好，被水润湿的能力愈大，毛细力愈大，毛细水与薄膜水的含量就愈高，毛细水的迁移速度就愈快，成球速度也就愈快。铁矿石亲水性由强到弱的顺序是褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿。脉石对铁矿物的亲水性也有很大影响，甚至可以改变其强弱顺序。例如，云母具有天然的疏水性，当铁矿石含有较多的云母时，会使其成球性下降，当铁矿石含有较多的诸如黏土质或蒙脱石之类的矿物时，由于这些物质具有良好的亲水性常常会起到改善铁矿物成球的作用。

(2)矿粉颗粒的形状。矿粉颗粒形状的不同将影响其成球性的好坏。矿物晶体颗粒呈针状、片状、表面粗糙者具有较大的比表面积，成球性好；矿物颗粒呈矩形或多边形且表面光滑者，比表面积小，成球性差。褐铁矿颗粒呈片状或针状，亲水性最好。而磁铁矿颗粒呈矩形或多边形，表面光滑，成球性最差。 (3)孔隙率。颗粒的孑L隙率与物料的吸水有很大的关系，例如多孔的褐铁矿，其湿容量总是比致密的磁铁矿大，生球强度也随孔隙率的减少而提高。 (4)矿粉湿度。矿粉湿度对矿粉成球的影响最大。若采用湿度最小的矿粉造球时，由于毛细水不足，母球长大很慢而且结构脆弱、强度极低。矿粉湿度过大时，尽管初始时成球较快，但易造成母球相互黏结变形，生球粒度不均匀；同时过湿的矿粉还容易黏结在造球机上，使其发生操作困难。过湿的生球强度也很差，在运输过程中易变形、黏结破裂；在干燥、焙烧时将导致料层的透气性变坏，破裂温度降低，干燥焙烧时间延长，产量与质量下降。由于造球时要求的最适宜的湿度范围波动很窄(0. 5%)每一种精矿的最适宜湿度值应用实验方法加以决定。一般磁铁矿与赤铁矿精矿粉的适宜成球水分是8% - 10%，褐铁矿为14% - 18%，最佳造球原料的湿度最好略低于适宜值，对不足部分应在造球过程中补加。若精矿湿度过大时，则采取机械干燥法和添加生石灰、焙烧球团返矿等干燥组分来排除或

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减少多余水分，以保证造球物料的湿度要求。

(5)矿粉的粒度组成。矿粉粒度愈小并具有合适的粒度组成时，颗粒间排列愈紧密，分子结合力也将愈强，因而成球性好，生球强度高。因此，为了稳定地进行造球和得到强度最高的生球，必须使所用的原料有足够小的粒度和合适的粒度组成。一般磁铁矿与赤铁矿精矿粉的粒度上限不超过0.2 mm，其中小于0.074 mm的粒级应不小于80%-90%,则就会使生球强度变差。国外球团厂则要求小于0. 044 mm粒级达60% - 80%，同时还要求微米级的颗粒占一定比例。 2．添加物的影响

在造球原料中加入亲水性好、黏结能力大的添加物可以改善矿物的成球性。造球中常常使用的添加剂有消石灰、膨润土、石灰石和佩利多等。

(1)消石灰。消石灰是生石灰消化后的产物，具有天然的胶结性，本身成球性指数大于0.8，属优等成球性物料；同时，它又是熔剂，所以配料时加入量较多。但是消石灰配比过多时，由于其堆积密度小，毛细水迁移速度缓慢，又会降低成球速度，并在生球表面产生棱角。生产中要求消石灰的粒度应小于1 mm。 (2)石灰石。石灰石也属于亲水性物质，但黏结力不如消石灰强。生产熔剂性球团矿时，石灰石与消石灰配合使用对造球更有利，不仅可以提高生球与干球的强度及稳定性，而且还起到熔剂的作用。石灰石的制备比消石灰简单可靠，但一定要细磨。

(3)膨润土（皂土）。膨润土是目前使用最广泛的优等成球性物料，属于效果极佳的优质添加剂，具有高黏结性、吸附性、分散性和膨胀性。配人适量的膨润土于造球精矿中，可显著改善其成球性，提高生球的强度，特别是提高生球干燥时的爆裂温度和成品球团矿的强度。

(4)氯化钙。氯化钙是氯化焙烧中的氯化剂和造球过程中的一种良好的黏结剂，氯化钙溶解在水中能提高水的表面张力。氯化钙的水溶液黏度比水大，并随溶液浓度增加而增加。添加氯化钙的物料，其分子水含量显著提高，从而提高了物料的成球性指数，有利于母球的形成与生球机械强度的提高。不过随着氯化钙加入量的增加，毛细水含量增大后，随后又降低，因而使用高浓度的氯化钙溶液(大于1000 g/L)造球时，毛细水的迁移速度将会显著减慢，不利于母球的长大。由于氯化钙是湿性很强的物质，在实践中难以磨碎，所以造球时往往以水溶液状态加入。

(5)佩利多。佩利多是一种高效无毒的高分子黏结剂。由纤维素制成，无毒而且不含对环境和冶炼有害的硫、磷杂质，lg佩利多可束缚4. 95g水，为膨润土的5-10倍（膨润土lg可束缚0. 66 -0. 91 g水）。所以它的黏结效果高于膨润土，可显著改善生球强度，如图10-11所示。若要生产质量相当的球团，佩利多的数量仅为膨润土的1/4。

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3．成品球尺寸的影响

成品球的尺寸在很大程度上决定了造球机的生产率和生球的质量。目前，在生产上制造9 -16mm的球团矿供高炉使用，制造粒度大于25 mm的球团矿供电炉炼钢使用。

由于不同尺寸的生球中各颗粒的结合力大致是相同的，因而较大生球的落下强度因其质量大比小生球的落下强度来得小些；相反，较大生球的抗压强度比较起来却高得多。因为生球的抗压强度与生球直径的平方成正比，生球的落下强度与生球直径的平方成反比。得到较大的生球需要较长的造球时间，因为生球的粒度愈小，生球的成形就愈快，因而制造粒度较大的球团矿会使造球机的生产率降低。 4．造球机工艺参数的影响

用于造球的设备主要是圆盘造球机和圆筒造球机，我国和西欧国家生产球团矿时常用的是圆盘造球机。

(1)造球机的转速。造球机的转速一般可用圆周速度来表示。当造球机直径与倾角一定时，转速只能在一定范围内变动。如果转速过低，产生的离心力小，物料就上升不到圆盘的顶点，造成母球形成空料区。同时由于母球上升的高度不够，积蓄的动能不足，生球密实不够，强度降低。如果转速过快，离心力过大，物料就会被甩到盘边，造成圆盘中心空料；不能按粒度分开，甚至停止母球的滚动成形过程。只有适宜的圆盘转速才能使物料沿造球机的工作面转动，并按粒度分开。造球机适宜的转速与圆盘倾角和物料性质等有关，一般以造球盘周边线速度计，保持在1.0 -2.0m/s，或以最佳转速为临界转速的60% -70%控制，而临界转速为：

n临=( 42. 3/Dl／2)( sina)1/2

式中D-圆盘直径，m； a-圆盘倾角。

若物料的摩擦角较大（如加入溶液造球时），则转速可取低值；若物料的摩擦角较小（如加入铁精矿或水泥生料造球时），转速可取高值。

(2)造球圆盘的倾角。圆盘造球机的周速与倾角有关，倾角愈大，为了使物料能上升到规定的高度，则要求较大的周速。若周速一定，造球机的最适宜的倾角值a适就一定。当a <“适时，物料的滚动性能恶化，盘内料全甩到盘边，造成了“盘心”空料，因而滚动成形条件恶化；当a > a适时，盘内料带不到母球形成区，造成圆盘有效工作面减小。圆盘造球机的倾角通常为45°-50°

(3)圆盘直径与边高。圆盘造球机的直径增大，加入盘中的物料增多，物料在盘内碰撞的几率就增大，有利于母球的形成、长大和生球的密实。圆盘的边高与其直径及物料的性质有关。随着造球机直径的增加，边高也相应增高，边高可按圆盘直径的0.1 -0.12倍考虑，而当造球机的直径与倾角都不变时，物料粒度粗，黏度小，则盘边应高一些；反之则应低一些。

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(4)充填率。充填率是指造球机的容积与圆盘几何容积之比，它与圆盘的边高和倾角有关。当给料量一定时，盘边高、倾角小，充填率就越大，成球时间越长，生球的尺寸与强度就越大。但充填率过大会破坏物料的运动性，母球不能按粒度分层，造球机生产率下降。一般圆盘造球机的充填率为10%--20%。

(5)底料与刮板的位置。造球机转动时，盘面上往往会黏附一层造球物料成为底料。粒度细、水分高的原料更易于黏结盘底。底料状态直接影响母球的生长情况，因为生球在底料上不断滚动时，会使底料压实和变得潮湿，从而使底料极易黏附于母球之上，最终影响母球的长大速度。同时随着底料的不断加厚，造球机负荷也逐渐增大，当底料增大到一定厚度时，发生大块脱落现象。为了使造球机能正常生产工作，必须在造球机工作面上形成松散且有一定厚度的底料，为此一般采用在圆盘内设置刮板来实现。合理的刮板布置，既要使整个盘面与周边都刮到、不重复，保证疏松底料并不堆积料，减少刮板对造球机的阻力与磨损，又要有利于最大限度地增加圆盘的有效工作面，不干扰母球的运动轨迹。因此，在母球长大区一般不设刮板，但当母球的形成速度大大超过母球的长大速度时，可在母球长大区设一辅助刮板，把较大的母球刮到长球区，使其加速长大，而让小母球与散料顺着辅助刮板所引导的方向在它下面继续通过。 5．造球操作的影响 造球操作的影响主要有：

(1)加料方法。因为形成母球所需的物料要比母球长大所需的少，所以加料时要遵循“既利于母球形成，又利于母球迅速长大和密实”的原则，即把大部分料加到母球长大区，少量加在母球形成区，生球密实区禁止加料。

一般造球机的下料是自圆盘给料机通过漏斗而成一股料流，下在圆盘造球机略偏左上侧处，这时大部分物料都流向造球机的左侧“成球区”及中心“长球区”上，而小部分原料由于造球机的转动被带到右侧“成球区”上，所以，基本上是符合上述原则的。但也存在一些问题，例如，物料成一股料流下降到盘上，不利于造球，有时由于水分过大，造球机转速太慢，常出现“成球区”物料过少而“长球区”物料过多的现象。另外，也有采用物料从圆盘两边同时给入或者以“面布料”方式加料的，母球长大得最快。我国的直径为5. 5m的圆盘造球机，采用轮式混合机给料，使物料能松散地以面布料方式布在造球机上，效果良好，就是一个实际的例子。这是因为在圆盘造球机中，物料是按粒度分布的，靠近圆盘边缘部分，原料分布最少，母球长大区的原料量不充足。因此在母球长大区，首先喷人雾状的水，帮助母球表面迅速被水润湿，然后补加原料，能够加速母球长大。但是，如果仅仅在母球长大区加水加料，而不在母球形成区加水加料，则可能导致母球数量减少。因此，需要采用面布料或两边同时布料。

(2)加水方法。用于造球的物料，其水分含量最好略低于生球的适宜水分，而

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在造球过程中补加适量的水。在这种情况下，加水常采用“滴水成球、雾水长大、无水密实”的操作方法，即将大部分补充水以滴状方式加在母球形成区的物料流上，有利于母球的形成，其余水分以喷雾状加在长大的母球表面上，促使母球迅速长大。而在生球密实区，已长大的生球在滚动与受搓压的过程中，毛细水从内部被挤出会使生球表面过湿，因此应禁止加水，以防生球黏结和强度降低。生产中应根据造球的需要，灵活控制合适的加水、加料方法，以提高生球的质量与造球机的生产率。

(3)造球时间。滚动成球所需的时间根据成品球的尺寸、原料成球的难易以及矿粉粒度的粗细而定。成品球尺寸要求大、原料成球性能差，则造球时间延长，反之应缩短造球时间。从实验可知，生球的抗压强度随造球时间的延长而提高，对于粒度愈细的物料，延长造球时间效果愈显著，如图10-13所示。落下强度同样随造球时间的延长而提高，如图10 -14所示。虽然造球时间延长有利于提高生球的强度，但对产量不利。造球机工艺参数等也对矿粉成球有着一定的影响 （六）生球的粒度要求及范围

国内生球的适宜粒度一般为8 - 16 mm，最佳粒度在10 - 12 mm;国外一般控制在9.5 -12.7 mm的范围内。生球粒度大，干燥时间长，影响生产率；粒度过小时，在链算机一回转窑球团中，就会在箅板上形成漏料，影响正常抽风操作。此外，生球的尺寸在很大程度上决定了造球机的生产率和生球的强度。尺寸小，生产率高；尺寸大，造球时间长，生产率越低，落下强度就越低；但尺寸太小，抗压强度就变小，从而影响了链箅机的透气性。因此，合理的生球粒度既是提高造球产量的需要，也是提高生球强度的需要。

生球的粒度组成也是衡量生球质量的一项重要指标，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。国外，使用计算机模型求出：10 mm直径球团的焙烧时间为最短，12 mm直径的球团所需冷却时间最短，11 mm直径的球团整个焙烧过程所需的时间最短。这是因为球团的氧化和固结时间与球团直径的平方成正比。但直径很小的球团会增加料层酌阻力，当压差不变时，气流量下降，所需的焙烧过程将延长。当球团直径较大时，比表面积下降，需要较长的焙烧周期。球团直径对焙烧单位热量的影响为：焙烧直径为8 mm球团需要的单位热耗约为1758 KJ/kg;焙烧16 mm直径的球团单位热耗增加到大约2345 KJ/kg。所以从生产能力方面面言，最佳的球团直径为1l mm，而从单位热能消耗方面来看，球团直径应尽可能小。

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