造球理论与工艺ppt课件

成球理论和工艺培训，生产：宋华2014-4，球团生产的基本工艺，含铁原料，配料混合，添加剂，球团，水，生球筛分，返料，干燥和预热，焙烧和浸泡，冷却和筛分，成品球团，返矿，煤粉，高炉冶炼，成球，也称为滚动成型，是一个连续的过程，其中细磨物料在球团设备中，在机械力和毛细力的作用下被水润湿。生球的质量与制球的工艺过程、原料的理化性质和制备方法有关。各种材料的成球性能取决于：材料的表面性质；与水的相容性。首先，材料的表面性质，1.1液体的表面性质，表面层，液体的表面能和表面张力，液体表面以下厚度约等于分子作用半径的液体层称为表面层。不平衡力场下，表层的分子比液体中的分子有更高的势能，这叫做表面能。(1)表面层，液体的表面能和表面张力，不平衡的力场，液体有尽可能减少其表面的趋势，液体表面就像一张拉伸的弹性薄膜，在张力的作用下沿着表面使表面趋于收缩，这种力称为表面张力。1.2、液体和固体的作用，(1)润湿现象，在液体和固体接触时，液体表面的切面和固体表面形成的角度称为接触角。(2)毛细管现象，润湿液在毛细管中上升的现象和非润湿液在毛细管中下降的现象称为毛细管现象。直径小于2mm的管子称为毛细管。1.3、细磨材料的表面特性，细磨材料的特性：分散性和较大的比表面积，较大的表面能，负表面电荷：方解石、应时、膨润土、金属、金属硫化物等。正表面电荷：氢氧化铁，氢氧化铝，2.1水分子的结构和性质，具有偶极结构的水分子可以与具有一定电荷的其他物体结合，形成瞬态络合物，制粒过程中的水的形式包括吸附水，薄膜水，毛细水，2.2吸附水的特性和功能，以及水分子在静电引力作用下吸附在固体颗粒表面的现象称为吸附水。吸附水牢固地吸附在颗粒表面，不能自由转移。它只能在干燥时变成蒸汽。只有吸收的水，这些材料不能制成球。2.3薄膜水的特性和功能，薄膜水是一种分子水层，它被吸附水形成后剩余的不平衡分子力所吸引；它分为强结合水和弱结合水。最大分子水=吸附水强结合水。2.4毛细水的特性和功能，当材料浸润到薄膜水之外时，水开始填充材料颗粒之间的间隙，形成毛细水。毛细水是由水的表面张力形成的，水在矿物粉末颗粒的空隙中形成弯曲的液体表面，并产生毛细压力。在毛细压力和外力的作用下，水滴周围的矿粉颗粒被拉向水滴的中心，形成小球。因此，材料的亲水性越强，颗粒越细，排列越紧密，毛细管力越大，成球速度越快。毛细水在成球过程中起主导作用。2.5重力水的特性和功能由于重力总是向下，重力水总是向下移动。由于重力水对矿石颗粒有浮力作用，不利于成球。当矿物粉末完全被水饱和时，重力水仍然存在。自由水在重力和压力差的作用下可以移动。因此，只有当水含量在毛细水含量范围内时，才能对矿粉的制粒具有实际意义。2.6、水的四种形式吸水的作用：无效水、固体水的性质；薄膜水：增加颗粒的机械强度并显示粘度；力量，还需要用机械力使润湿颗粒接触，即在制球设备中，以滚动、旋转、挤压等方式使材料机械运动，形成生球。3.2成球阶段，包括：成核阶段、过渡阶段和生长阶段。为了形成母球，必须创造条件使具有高毛细含水量的颗粒聚集，这可以通过两种方法实现：第一，材料的不均匀液滴润湿；第二种方法是利用机械外力作用于粉末的各个部分，使颗粒紧密接触，形成更细的毛细管。过渡阶段：母球相互碰撞，饱和毛细水逐渐缩小间隙，形成毛细连接。由润湿/毛细管力和机械力支配的球的密度增加，并且球仍具有较大的塑性和宽的粒度范围。(1)间歇造粒以成核和聚结机理为主；分层机制是连续造球的主要机制。机械力起着主导作用。4.制球机，圆盘制球机，4.1圆盘制球机。圆盘上装有喷水管、刮刀等装置。在将细研磨材料加入圆盘并用水润湿后，它们被连续碾压形成位于圆盘表面和边缘的材料颗粒母球大材料球。因此，当总进料量大于盘的填充量时，合格的大颗粒生球从盘排出。特点：不同粒度的球团分别沿不同的轨道运行，并根据粒度进行分级，排出合格粒度的生球。所需的材料数量等于排出的绿色球数量。5.1原料影响精矿制粒的因素很多，可分为两类：原料的性质和制粒的工艺条件。(1)原料的天然性质在造粒原料的天然性质中，颗粒表面的亲水性和颗粒形状对其球形度影响最大。颗粒表面的亲水性越高，固相和液相之间的接触角越小，颗粒越容易被水润湿，膜中水和毛细水的含量越高，毛细水的迁移速度越快，从而获得良好的球形度。铁矿石亲水性(由弱到强):磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿、(2)原料含水量原料含水量对成球有很大影响。对于不同的原料，生球具有不同的适宜含水量。(1)如果原料的含水量太低，尽管在制粒过程中可以加入水，但是制粒速度慢，生产率降低，并且由于水的不均匀性，生球往往易碎。(2)如果原料含水量过高，会给球团带来很大困难，导致生球粒度不均匀，相互粘连，形成大块。在这种情况下，原材料必须提前干燥以降低其含水量。在正常生产条件下，必须保持原料的含水量略低于生球的含水量。(3)原料的粒度和组成原料具有合适的粒度组成，可以使颗粒排列紧密，减小毛细血管的平均直径，增加颗粒间的结合力。-0.074毫米80%-90%，-0.044毫米60%-80%，1500-1900cm2/g的比表面积太细。毛细管直径越小，水在颗粒间的迁移速度越慢，从而降低了成球速度。(4)添加剂的作用在制粒原料中加入一些添加剂可以提高原料的制粒性能。1)改善材料的亲水性和比表面积；2)改善材料颗粒之间的连接，增加生球的机械强度。5.2工艺条件，造球工艺对造球的影响可概括为两个方面：操作和设备。(1)加水制球材料的含水量应控制在略低于适合制球的含水量，制球时应加入少量的水，以控制母球的形成和绿色球的生长。大部分补充水以“球形”形式添加到物料流中在保证绿色球达到要求尺寸的前提下，母球的生成速度应与绿色球的生长速度相平衡。(3)成球时间成球时间与球团尺寸要求和原料成球难度有关。颗粒尺寸很大，因此需要很长时间来制作颗粒。原料球形度差，造粒时间延长。一般规律是：延长造球时间有利于提高生球的强度，特别是对于粒度非常细的原料，造球时间越长，生球的强度越高。造球的大部分时间花在母球的生长阶段。5.3设备的影响，(1)当倾角固定时，造球盘的速度可以在一定范围内调节，造球盘的圆周切线速度通常保持在1.0 2.0m/s之间，(2)如果圆周速度太小，物料不能上升到盘的上部区域。一方面，造球盘的面积不能被充分利用。另一方面，生球在盘中滚动获得的势能较低，因此滚动时的动能较小，球与球碰撞产生的机械力较小，因此成球缓慢，生球的强度较低。(3)圆周速度太高。由于离心力的作用，材料被抛向边缘，并随制球盘一起旋转，中心没有材料区域。滚动成球的功能被破坏，甚至不能形成球。当制球盘的倾角较大时，需要较高的圆周速度，从而增加盘内物料的滚动次数，这有利于提高生球的产量和强度。(4)切粒盘的侧面高度和侧面高度影响切粒盘的填充率(10%20%)。造粒机侧面高度高，倾角小。在不断给料的情况下，物料在造粒盘中停留时间较长，有利于提高生球的强度。当材料粗糙且