《球团理论与工艺》PPT课件.ppt

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1、review1 1）干燥目的）干燥目的 中间作业，生球的中间作业，生球的破裂温度低于预热温度破裂温度低于预热温度，故应先干燥，否，故应先干燥，否则结构遭破坏，球层透气性则结构遭破坏，球层透气性，焙烧作业生产率，焙烧作业生产率，成品球质量，成品球质量。2 2）干燥过程）干燥过程=表面汽化表面汽化+内部扩散内部扩散 3 3）干燥过程中生球的行为）干燥过程中生球的行为：*生球强度的变化：生球强度的变化：生球主要靠毛细力的作用，使粒子彼此粘生球主要靠毛细力的作用，使粒子彼此粘 结在一起而具有一定的强度。结在一起而具有一定的强度。随着干燥的随着干燥的 进行，球的强度进行，球的强度；大部分毛细水排除后；大

2、部分毛细水排除后 （还有触点态毛细水），球出现强度峰值；（还有触点态毛细水），球出现强度峰值；毛细水消失，球的强度毛细水消失，球的强度；失去弱结合水瞬；失去弱结合水瞬 间，颗粒靠拢，分子力的作用，球的强度间，颗粒靠拢，分子力的作用，球的强度 。*结构破坏主要表现为裂纹和爆裂结构破坏主要表现为裂纹和爆裂 湿度差湿度差引起收缩不均，引起收缩不均，表里收缩不匀表里收缩不匀时产生应力，应力时产生应力，应力 球表面的拉应力或剪应力极限时，生球表面产生球表面的拉应力或剪应力极限时，生球表面产生裂纹裂纹，削，削 弱球团强度。弱球团强度。在在降速干燥阶段降速干燥阶段，内部扩散控制为主，水分主要透过蒸汽，内部扩

3、散控制为主，水分主要透过蒸汽 由内向外扩散的方式进行干燥，当由内向外扩散的方式进行干燥，当传热过多传热过多，蒸汽多，来，蒸汽多，来 不及扩散到表面，不及扩散到表面，球内蒸汽压球内蒸汽压，当压力超过干燥表层的，当压力超过干燥表层的 径向和切向抗拉强度时，球团产生径向和切向抗拉强度时，球团产生爆裂爆裂，结构遭破坏。，结构遭破坏。4 4）提高生球破裂温度的途径）提高生球破裂温度的途径 *添加粘结剂添加粘结剂 *逐步提高干燥介质的温度和气流速度逐步提高干燥介质的温度和气流速度 先在低于先在低于T T爆下干燥，水分爆下干燥，水分，T T爆爆，再提高干燥温度。，再提高干燥温度。*抽风抽风+鼓风相结合鼓风相

4、结合9.9.球团的焙烧理论基础球团的焙烧理论基础9.19.1 概述概述 9.1.1 9.1.1 目的目的 生球干燥后，干球抗压强度只有生球干燥后，干球抗压强度只有8080100100N/N/个个。满足不了运。满足不了运 输和高炉冶炼要求（输和高炉冶炼要求（2500N/2500N/个个）。）。提高球团矿的强度有许多方法，但提高球团矿的强度有许多方法，但95%95%通过焙烧固结，通过焙烧固结，5%5%通通 过低温固结。过低温固结。9.1.2 9.1.2 常用设备常用设备 竖炉竖炉 带式焙烧机带式焙烧机 链箅机链箅机回转窑回转窑9.1.39.1.3球团矿焙烧过程球团矿焙烧过程 分为分为5 5个过程：

5、个过程：1 1）干燥干燥（200200 400400）1 1段：水分蒸发，部分结晶水分解；段：水分蒸发，部分结晶水分解；2 2）预热预热（900900 10001000）2 2段：脱除少量水，磁铁矿段：脱除少量水，磁铁矿 氧化成氧化成FeFe2 2O O3 3，碳酸盐碳酸盐 硫化物分解，氧化，硫化物分解，氧化，固相反应；固相反应；3 3）焙烧带焙烧带（1200120013001300）3 3段：铁氧化物的结晶和再结晶，晶粒长大，固相反应，部段：铁氧化物的结晶和再结晶，晶粒长大，固相反应，部 分液相形成，球团矿体积收缩及结构致密化；分液相形成，球团矿体积收缩及结构致密化；4 4）均热带均热带 4

6、 4段：温度低于焙烧带，并保持一定时间使内部晶体长大，段：温度低于焙烧带，并保持一定时间使内部晶体长大，尽可能发育完善，矿物组成均匀化，消除部分内应尽可能发育完善，矿物组成均匀化，消除部分内应 力；力；5 5）冷却冷却：5 5段：段：10001000下降到下降到100100200200，冷却后便于皮带运输，冷，冷却后便于皮带运输，冷却过程中，尚未氧化的却过程中，尚未氧化的FeFe3 3O O4 4 Fe Fe2 2O O3.3.。9.2 9.2 球团中磁铁矿氧化及脱硫球团中磁铁矿氧化及脱硫 9.2.1 9.2.1 FeFe3 3O O4 4氧化机理氧化机理 生产球团矿的原料主要是生产球团矿的原

7、料主要是FeFe3 3O O4 4，也有也有赤铁矿赤铁矿，磁铁矿氧化为，磁铁矿氧化为 Fe Fe2 2O O3 3对球团固结有重要意义。对球团固结有重要意义。1 1）磁铁矿充分氧化成）磁铁矿充分氧化成FeFe2 2O O3 3对球团固结的意义对球团固结的意义 FeFe3 3O O4 4氧化成氧化成FeFe2 2O O3 3时时晶体结构变化晶体结构变化 由由等轴晶系等轴晶系六方晶系六方晶系，新生晶体表面原子有较高的迁，新生晶体表面原子有较高的迁 移能力，有利于颗粒间形成晶桥。移能力，有利于颗粒间形成晶桥。为为放热反应放热反应，放出的热量几乎相当于焙烧球团矿总热量，放出的热量几乎相当于焙烧球团矿总

8、热量 的一半，所以充分氧化有利于节能。的一半，所以充分氧化有利于节能。不利影响不利影响 氧化不充分时，有剩余氧化不充分时，有剩余FeFe3 3O O4 4进入高温焙烧带，易形成进入高温焙烧带，易形成 （与（与SiOSiO2 2）低熔点物质，在球团内部出现液态渣相，冷低熔点物质，在球团内部出现液态渣相，冷 却时收缩，使球团内部出现同心裂纹，导致强度却时收缩，使球团内部出现同心裂纹，导致强度，还，还 原性恶化。原性恶化。2)2)氧化机理氧化机理 氧化阶段及其产物氧化阶段及其产物 从从20010002001000，分为两个阶段进行，分为两个阶段进行 第一阶段：第一阶段：4 4FeFe3 3O O4

9、4+O+O2 2 66r-Fer-Fe2 2O O3 3(200(200400400）第二阶段：第二阶段：r-Fer-Fe2 2O O3 3 a-Fea-Fe2 2O O3 3 （40040010001000）氧化途径氧化途径 成层状由表面向球中心进行，符合化学反应的吸附成层状由表面向球中心进行，符合化学反应的吸附扩散学扩散学 说说 *大气中大气中O O2 2被被FeFe3 3O O4 4颗粒吸附时，颗粒吸附时，FeFe2+2+FeFe3+3+e+e，导致导致O O2 2电电 离，离，O O2 2+e+e 22O O2-2-，上述反应引起上述反应引起FeFe3+3+扩散。扩散。*氧化反应起主要

10、作用的是氧化反应起主要作用的是FeFe3+3+、FeFe2+2+、O O2-2-在固相层内的扩在固相层内的扩 散，其中散，其中O O2-2-扩散最慢。扩散最慢。O O2-2-失去电子变为原子，又不断与电失去电子变为原子，又不断与电 子结合变为子结合变为O O2-2-的交换方式扩散。每次由的交换方式扩散。每次由O O2-2-O O的瞬间，在晶的瞬间，在晶 格结点间移动一段距离。格结点间移动一段距离。3 3）氧化时间）氧化时间 等温条件下，非熔剂性球团矿氧化时间可用扩散方程表示：等温条件下，非熔剂性球团矿氧化时间可用扩散方程表示：其中其中 氧化转化度，氧化转化度，d d 球团直径，球团直径，cmc

11、m x x 氧化带深度，氧化带深度，cmcm t t 氧化时间，氧化时间，s s k k 氧化速度系数，氧化速度系数，cmcm2 2/s./s.球团完全氧化时，球团完全氧化时，=1=1，k k与介质含氧量有关，介质若为与介质含氧量有关，介质若为空气空气：k=k=（1.21.2 0.20.2）x10 x10-4-4cmcm2 2/s/s；若为若为纯氧纯氧，k=k=（1.41.4 0.10.1）x10 x10-3-3cmcm2 2/s/s。9.2.2 9.2.2 球团矿脱球团矿脱S S 1 1）预热为强氧化气氛，有利于脱预热为强氧化气氛，有利于脱S S，脱除脱除90%90%以上。磁铁矿中以上。磁铁

12、矿中 硫一般以黄铁矿（硫一般以黄铁矿（FeSFeS2 2）、）、磁黄铁矿（磁黄铁矿（FeSFeS）形式存在。形式存在。2 2）脱）脱S S反应反应 FeSFeS2 2在在200200 300300即开始分解即开始分解 FeSFeS2 2=FeS+S=FeS+S S+OS+O2 2=SO=SO2 2 2 2 FeS+7/2 OFeS+7/2 O2 2=Fe=Fe2 2O O3 3+2SO+2SO2 2FeS9.3 9.3 球团矿焙烧固结的机理球团矿焙烧固结的机理 烧结矿固结靠液相将颗粒粘结起来烧结矿固结靠液相将颗粒粘结起来，其固结又称，其固结又称液相固结液相固结。液。液 相量相量303070%7

13、0%。球团矿固结靠固相固结球团矿固结靠固相固结，即固体质点扩散反应形成连接桥，即固体质点扩散反应形成连接桥 （颈），液相粘结起辅助作用（液相量（颈），液相粘结起辅助作用（液相量5 57%7%），取决于），取决于SiOSiO2 2含含 量，量，SiOSiO2 2 少，液相量少，否则液相多，焙烧时球团相只相互粘少，液相量少，否则液相多，焙烧时球团相只相互粘 结，透气性结，透气性，产量，产量。9.3.19.3.1固相扩散反应及其固结机理固相扩散反应及其固结机理 1 1）固相扩散反应）固相扩散反应 塔曼温度塔曼温度 固态物质间开始反应的温度称为塔曼温度。固态物质间开始反应的温度称为塔曼温度。盐类、氧化

14、物：盐类、氧化物：T T塔塔=0.57=0.57 T T熔熔 硅酸盐、有机物：硅酸盐、有机物：T T塔塔=（0.80.80.90.9）T T熔熔 固相扩散反应动力固相扩散反应动力 细磨物料具有高分散性，比表面积大，表面能高，晶格缺陷严重，细磨物料具有高分散性，比表面积大，表面能高，晶格缺陷严重，在塔曼温度时质点可进行位移。在塔曼温度时质点可进行位移。内扩散内扩散 晶体内质点位置的交换晶体内质点位置的交换 外扩散外扩散 晶体内质点扩散到晶体表面，也可扩散到与之相邻晶体内质点扩散到晶体表面，也可扩散到与之相邻 晶体内进行化学反应或聚集成较大的晶粒晶体内进行化学反应或聚集成较大的晶粒。影响固相扩散反

15、应的因素影响固相扩散反应的因素(四个因素四个因素)*温度温度T T：T,VT,V扩扩 *粉碎度（细度）粉碎度（细度），V V扩扩 *活化能降低：晶形转变活化能降低：晶形转变 结晶水分解结晶水分解 活化晶格活化晶格 活化能活化能，V扩扩 固溶体形成固溶体形成 *液相：液相存在，对固相物质的扩散提供通道，也液相：液相存在，对固相物质的扩散提供通道，也 V V扩扩，强化固相扩散反应。强化固相扩散反应。预热段（预热段（900 900 1000 1000）进行的反应）进行的反应 主要是固相扩散反应主要是固相扩散反应。固相扩散反应类型固相扩散反应类型(三种类型三种类型)a.Fea.Fe2 2O O3 3单

16、元系单元系 FeFe2 2O O3 3固相扩散是球团矿固结的主要形式固相扩散是球团矿固结的主要形式。*主要球团原料为主要球团原料为FeFe3 3O O4 4，预热时氧化为预热时氧化为FeFe2 2O O3 3，产生晶格变化，具有产生晶格变化，具有 巨大表面能，质点迁移能力强，通过扩散在巨大表面能，质点迁移能力强，通过扩散在A A、B B颗粒间形成颗粒间形成FeFe2 2O O3 3 晶桥，将颗粒连接起来，使球团矿获得一定强度。晶桥，将颗粒连接起来，使球团矿获得一定强度。AB*由于不同颗粒间结晶方向难以一致，故晶格结构不完善，只由于不同颗粒间结晶方向难以一致，故晶格结构不完善，只 有在有在120

17、01200 12501250高温下，使高温下，使FeFe2 2O O3 3再结晶和聚集再结晶；若再结晶和聚集再结晶；若 原料为原料为FeFe2 2O O3 3，则在则在1300 1300 1350 1350 下再结晶，消除晶格缺陷，下再结晶，消除晶格缺陷，增加颗粒接触面积，提高球团矿致密状，使球团矿获得牢固增加颗粒接触面积，提高球团矿致密状，使球团矿获得牢固 的固结和高的抗压强度。的固结和高的抗压强度。b.CaO(MgO)Feb.CaO(MgO)Fe2 2O O3 3二元系二元系 *CaOFeCaOFe2 2O O3 3在在500 500 600 600 开始产生固相反应，开始产生固相反应，8

18、00 800 时已有时已有80%80%CaOFeCaOFe2 2O O3 3生成；生成；1000 1000 时时100%100%CaOFeCaOFe2 2O O3 3生成；生成；若若CaOCaO过剩时，过剩时，CaOFeCaOFe2 2O O3 3+CaO 2CaOFe+CaO 2CaOFe2 2O O3 3。*CaOCaO与与SiOSiO2 2的亲和力的亲和力 CaOCaO与与FeFe2 2O O3 3的亲和力的亲和力，但，但FeFe2 2O O3 3浓度浓度 大，大，SiOSiO2 2 浓度小，低温下优先形成浓度小，低温下优先形成CaOFeCaOFe2 2O O3 3，由于共熔点由于共熔点

19、 低，出现液相，低，出现液相，SiOSiO2 2 与与CaOFeCaOFe2 2O O3 3 液相中的液相中的CaOCaO反应，置换出反应，置换出 Fe Fe2 2O O3 3重结晶析出。重结晶析出。*MgOMgO与与FeFe2 2O O3 3在在600600时开始反应，生成时开始反应，生成MgOFeMgOFe2 2O O3 3，由于，由于MgOMgO进进 入入FeFe3 3O O4 4晶格，使小部分晶格，使小部分FeFe3 3O O4 4晶格稳定下来，因此含晶格稳定下来，因此含MgOMgO球团矿球团矿 中中FeOFeO含量高于一般球团矿含量高于一般球团矿。c.CaOSiO c.CaOSiO2

20、 2二元系二元系 CaOCaO与与SiOSiO2 2在在12001200进行固相反应（等进行固相反应（等molmol）；但过量）；但过量CaOCaO与与 SiO SiO2 2生成生成2CaOSiO2CaOSiO2 2的固相反应在的固相反应在500500700700之间可进行。之间可进行。2 2）球团矿固相固结机理）球团矿固相固结机理 由于质点扩散，在颗粒接触处形成连接桥（颈），强度有所由于质点扩散，在颗粒接触处形成连接桥（颈），强度有所 提高。图提高。图a aab 在连接颈的凹曲面上，由于表面张力产生垂直于曲颈向外的张在连接颈的凹曲面上，由于表面张力产生垂直于曲颈向外的张 应力，使曲颈表面下的

21、平衡空位浓度高于颗粒其他部位；过剩应力，使曲颈表面下的平衡空位浓度高于颗粒其他部位；过剩 空位浓度梯度将引起颈表面的空位向邻近的球表面发生体积扩空位浓度梯度将引起颈表面的空位向邻近的球表面发生体积扩 散，即物质沿相反途径向颈迁移，散，即物质沿相反途径向颈迁移，使颈体积增大使颈体积增大（由于体积扩（由于体积扩 散）。散）。颈长大速度服从下列关系：颈长大速度服从下列关系：与与 成线性关系成线性关系 颈高颈高 球团半径球团半径 时间时间c 温度愈高，体积扩散愈快，颗粒间接触面温度愈高，体积扩散愈快，颗粒间接触面，粒子间距离，粒子间距离 （图（图b)b)，起初粒子间孔隙形状不一，相互连接，最后变成圆形

22、，起初粒子间孔隙形状不一，相互连接，最后变成圆形 通道，这些通道，这些通道收缩，孔隙率通道收缩，孔隙率（图（图c c），同时产生），同时产生再结晶和再结晶和 聚晶长大聚晶长大，使球团致密，强度，使球团致密，强度。9.3.2 9.3.2 液相固结液相固结 球团固结中，液相粘结起辅助作用。球团固结中，液相粘结起辅助作用。1 1）液相固结的作用）液相固结的作用 液相润湿颗粒表面，靠表面张力作用，液相润湿颗粒表面，靠表面张力作用，使颗粒靠近、拉紧，使颗粒靠近、拉紧，并重新排列，使球团收并重新排列，使球团收缩，结构致密化。缩，结构致密化。使固体颗粒溶解和重结晶，重结晶析出使固体颗粒溶解和重结晶，重结晶析

23、出的晶体，消除晶格缺陷，提高晶桥强度。的晶体，消除晶格缺陷，提高晶桥强度。促进晶体长大，加速固相固结，液相存促进晶体长大，加速固相固结，液相存在，可加快固体质点的扩散，促使晶体长大。在，可加快固体质点的扩散，促使晶体长大。2 2）液相来源）液相来源 固相（反应）扩散中形成的一些低熔点化合物或共熔物，固相（反应）扩散中形成的一些低熔点化合物或共熔物，随随T T熔熔，产生液相。，产生液相。球团原料中带入的低熔点矿物，如钾长石，在球团原料中带入的低熔点矿物，如钾长石，在11001100左右左右 便可熔化。便可熔化。添加剂：膨润土熔化温度较低，硼泥中添加剂：膨润土熔化温度较低，硼泥中B B2 2O O

24、3 3 600 600 开始熔开始熔 融。融。3 3）液相量液相量 适宜液相量适宜液相量5 57%7%以下以下 熔剂性球团矿液相量高于非熔剂性球团矿，对熔剂性球熔剂性球团矿液相量高于非熔剂性球团矿，对熔剂性球 团，严格控制焙烧温度和升温速度，防止温度波动过大，团，严格控制焙烧温度和升温速度，防止温度波动过大，产生过量液相产生过量液相 液相量太多，液相量太多，a.a.阻碍固相颗粒直接接触阻碍固相颗粒直接接触 b.b.液相沿晶界渗透，使已聚晶长大的晶体液相沿晶界渗透，使已聚晶长大的晶体“粉碎化粉碎化”c.c.球团发生变形，相互粘结，恶化料层透气性球团发生变形，相互粘结，恶化料层透气性9.49.4铁

25、矿球团固结形式铁矿球团固结形式 9.4.19.4.1磁铁精矿球团固结形式磁铁精矿球团固结形式(四种固结方式四种固结方式)1 1）FeFe2 2O O3 3微晶键连接微晶键连接 FeFe3 3O O4 4 Fe Fe2 2O O3 3（800800时表面全氧化），新生时表面全氧化），新生FeFe2 2O O3 3晶体中原子晶体中原子 扩散能力强（产生内、外扩散），在颗粒间形成连接桥（微扩散能力强（产生内、外扩散），在颗粒间形成连接桥（微 晶），但赤铁矿晶体保持原有细小晶粒。晶），但赤铁矿晶体保持原有细小晶粒。微晶键连接使球团强度有所微晶键连接使球团强度有所，但仍较低，但仍较低。2 2）Fe2O3

26、Fe2O3再结晶连接再结晶连接 是铁精矿氧化球团矿固相固结的主要形式，是是铁精矿氧化球团矿固相固结的主要形式，是FeFe2 2O O3 3微晶键微晶键 固结形式的发展固结形式的发展 预热到预热到1000 1000 时，有时，有95%95%的的FeFe3 3O O4 4氧化成氧化成FeFe2 2O O3 3并形成微晶并形成微晶 键，在最佳焙烧制度下，一方面，残存键，在最佳焙烧制度下，一方面，残存FeFe3 3O O4 4继续氧化，另一继续氧化，另一 方面，方面，FeFe2 2O O3 3晶粒扩散晶粒扩散，产生再结晶和聚晶长大，颗粒之间，产生再结晶和聚晶长大，颗粒之间 孔隙变圆，孔隙率孔隙变圆，孔

27、隙率，球体积收缩，球内各颗粒连接成一个，球体积收缩，球内各颗粒连接成一个 致密的整体，球团强度大大提高。致密的整体，球团强度大大提高。3)Fe3)Fe3 3O O4 4再结晶再结晶 在中性气氛或氧化不完全时，球团内的在中性气氛或氧化不完全时，球团内的FeFe3 3O O4 4在在900900开始发开始发 生再结晶，使球团各颗粒连接。生再结晶，使球团各颗粒连接。Fe Fe3 3O O4 4再结晶速度比再结晶速度比FeFe2 2O O3 3再结晶慢，因此以再结晶慢，因此以FeFe3 3O O4 4再结晶的球再结晶的球 团矿强度比团矿强度比FeFe2 2O O3 3再结晶的要低。再结晶的要低。4 4

28、）液相粘结）液相粘结 球团中含一定量的球团中含一定量的SiOSiO2 2,在中性气氛或弱氧化气氛中或氧化不完全，在在中性气氛或弱氧化气氛中或氧化不完全，在10001000时生时生 成成2FeOSiO2FeOSiO2 2(2FeO+SiO(2FeO+SiO2 2=2FeOSiO=2FeOSiO2 2););焙烧温度焙烧温度13501350，即使在氧化气氛中，即使在氧化气氛中，3Fe3Fe2 2O O3 3=2Fe=2Fe3 3O O4 4+1/2O+1/2O2 2 Fe Fe3 3O O4 4与与SiOSiO2 2同样反应，生成同样反应，生成2FeOSiO2FeOSiO2 2，上述液相冷却时凝，

29、上述液相冷却时凝 固，把球团矿固结起来，这种固结称为渣键固结（渣相固固，把球团矿固结起来，这种固结称为渣键固结（渣相固 结）；结）；生产生产熔剂性熔剂性球团矿时，球团矿时，氧化性气氛氧化性气氛中产生的主要是中产生的主要是铁酸钙铁酸钙 系，有利球团矿固结；系，有利球团矿固结；氧化不完全氧化不完全时则为时则为钙铁橄榄石钙铁橄榄石液相，液相，对球团矿固结不利。对球团矿固结不利。5 5）固结方式的比较）固结方式的比较 Fe Fe2 2O O3 3再结晶最理想，所得球团矿强度高，还原性好；再结晶最理想，所得球团矿强度高，还原性好；FeFe2 2O O3 3微晶键连接，强度低，在焙烧不均匀时出现，强度满微

30、晶键连接，强度低，在焙烧不均匀时出现，强度满 足不了运输及高炉冶炼要求；足不了运输及高炉冶炼要求；Fe Fe3 3O O4 4再结晶虽然强度较好，但生成了难还原的硅酸铁、钙再结晶虽然强度较好，但生成了难还原的硅酸铁、钙 铁橄榄石等渣相，球团矿还原性铁橄榄石等渣相，球团矿还原性；液相粘结中液相粘结中2FeOSiO2FeOSiO2 2难结晶，易形成脆性的玻璃相，球团难结晶，易形成脆性的玻璃相，球团 矿强度矿强度；但在熔剂性球团矿中，；但在熔剂性球团矿中，CaO-FeCaO-Fe2 2O O3 3系粘结相不仅系粘结相不仅 强度，而且还原性好。强度，而且还原性好。9.4.2 9.4.2 赤铁矿球团固结

31、形式赤铁矿球团固结形式 1 1）小于）小于13001300时，颗粒间无任何连接；时，颗粒间无任何连接；2 2）1300 时晶体颗粒明显长大，小晶粒间形成初期连接桥；时晶体颗粒明显长大，小晶粒间形成初期连接桥；3 3）1350 1350 时再结晶，球团强度达最大；时再结晶，球团强度达最大；4 4）1350 1350 时，时，Fe2O3Fe2O3分解，生成分解，生成FeFe3 3O O4 4和和O O2 2，使球团矿强度，使球团矿强度9.59.5球团矿的矿物组成与显微结构球团矿的矿物组成与显微结构 和烧结矿相比，球团矿的矿物组成较简单和烧结矿相比，球团矿的矿物组成较简单 *原料组成简单，一般一种铁

32、精矿原料组成简单，一般一种铁精矿+少量粘结剂，熔剂性球少量粘结剂，熔剂性球 团矿添加少量熔剂团矿添加少量熔剂 *反应简单反应简单高温氧化，再结晶。高温氧化，再结晶。9.5.1 9.5.1 酸性球团矿酸性球团矿 1 1）矿物组成）矿物组成 95%95%以上为以上为FeFe2 2O O3 3，少量，少量FeFe3 3O O4 4（氧化不完全），独立（氧化不完全），独立SiOSiO2 2颗颗 粒（粒（SiOSiO2+2+FeFe2 2O O3 3在氧化气氛不反应）、液相量极少（硅酸在氧化气氛不反应）、液相量极少（硅酸 盐）。盐）。2 2）结构：）结构：氧化完全时：氧化完全时：FeFe2 2O O3

33、3再结晶，晶粒长大连成一片，气孔不规则再结晶，晶粒长大连成一片，气孔不规则 状，多为连通气孔，全气孔率和开口气孔率差别不大，强度状，多为连通气孔，全气孔率和开口气孔率差别不大，强度 高，还原性良好。高，还原性良好。Fe Fe3 3O O4 4精矿球团氧化不完全时：呈精矿球团氧化不完全时：呈三层三层结构结构 a.a.表层：氧化充分，和一般酸性球团矿矿物组成和结构相同表层：氧化充分，和一般酸性球团矿矿物组成和结构相同 b.b.中间过渡层：中间过渡层：FeFe2 2O O3 3为主，为主，FeFe2 2O O3 3晶粒间，被硅酸铁和玻晶粒间，被硅酸铁和玻 璃质硅酸盐液相填充，有残余的璃质硅酸盐液相填

34、充，有残余的FeFe3 3O O4 4 c.c.中心层：残余中心层：残余FeFe3 3O O4 4重结晶，被硅酸铁和玻璃质硅酸盐液重结晶，被硅酸铁和玻璃质硅酸盐液 相填充，气孔多为圆形大气孔；冷却时体积收缩，形成同相填充，气孔多为圆形大气孔；冷却时体积收缩，形成同 心裂纹，即球团矿成双层结构，外层心裂纹，即球团矿成双层结构，外层FeFe2 2O O3 3为主，内层以为主，内层以 Fe Fe3 3O O4 4和硅酸盐液相为主，中间被裂缝隔开，球团矿强度和硅酸盐液相为主，中间被裂缝隔开，球团矿强度9.5.2 9.5.2 熔剂性球团矿熔剂性球团矿 1 1）矿物组成）矿物组成 比酸性球团矿复杂，以比酸

35、性球团矿复杂，以FeFe2 2O O3 3为主，还含有为主，还含有铁酸钙、硅酸铁酸钙、硅酸 钙、钙铁橄榄石，液相量钙、钙铁橄榄石，液相量多。多。2 2）结构）结构 气孔呈圆形大气孔，气孔呈圆形大气孔，平均抗压强度低于酸性球团矿平均抗压强度低于酸性球团矿。9.6 9.6 影响铁精矿球团矿焙烧的因素影响铁精矿球团矿焙烧的因素 球团矿强度球团矿强度 矿物组成矿物组成 原料种类原料种类 取决于取决于 取决于取决于 还原性还原性 结构结构 焙烧制度焙烧制度 焙烧温度焙烧温度 *焙烧制度焙烧制度 焙烧气氛焙烧气氛 高温保持时间高温保持时间 9.6.1 9.6.1 焙烧温度的影响焙烧温度的影响 1)1)选择

36、原则选择原则 两方面考虑两方面考虑 焙烧温度高，焙烧时间短，球团强度高，生产率焙烧温度高，焙烧时间短，球团强度高，生产率，但，但 TmaxTmax8%8%强氧化性气氛强氧化性气氛 4 48%8%正常氧化性气氛正常氧化性气氛 1.5 1.5 4%4%弱氧化性气氛弱氧化性气氛 1.0 1.0 1.5%1.5%中性气氛中性气氛 1.0%94%TI94%，AI5%AI12mm or d12mm or d90%90%，但含，但含SS使球团使球团 矿强度和氧化程度矿强度和氧化程度 2 2）原因；）原因；精矿中含精矿中含S S，防碍，防碍FeFe3 3O O4 4 氧化：氧化：*S *S与与O O的亲和力的

37、亲和力OO与铁的，因此在球团矿遇与铁的，因此在球团矿遇O O2 2时，首先与时，首先与S S 反应，生成反应，生成SOSO2 2 *SO*SO2 2由内向外扩散，逸出，防碍空气（由内向外扩散，逸出，防碍空气（O O2 2）向内扩散）向内扩散 *球团矿内球团矿内SOSO2 2的存在，使的存在，使FeFe3 3O O4 4 颗粒表面颗粒表面O O2 2浓度浓度，影响，影响 其氧化其氧化 使球团矿呈层状结构，产生同心裂纹，使球团矿呈层状结构，产生同心裂纹，表层由表层由FeFe2 2O O3 3 组成，组成，内层内层FeFe3 3O O4 4+渣相组成渣相组成 两层间产生空腔（裂纹），强度两层间产生空腔（裂纹），强度