[科普中國(guó)]-圓錐造球機(jī)

圓錐造球機(jī)(Cone ball making machine)是制造球團(tuán)礦生球的主要設(shè)備，這種造球機(jī)的造球方式介于圓筒和圓盤兩種造球機(jī)之間，造球的滾動(dòng)原理也相同，造球時(shí)，圓錐內(nèi)部可以產(chǎn)生分級(jí)作用，并只排出粒度最大的生球，生球不需篩分。圓錐角度、圓錐直徑以及同水平面的傾角都是可調(diào)節(jié)的。美國(guó)伯利恒鋼鐵公可的一些球團(tuán)廠，曾在工業(yè)中采用過(guò)圓錐造球機(jī)。

簡(jiǎn)介圓錐造球機(jī)(Cone ball making machine)是制造球團(tuán)礦生球的主要設(shè)備，這種造球機(jī)的造球方式介于圓筒和圓盤兩種造球機(jī)之間，造球的滾動(dòng)原理也相同，造球時(shí)，圓錐內(nèi)部可以產(chǎn)生分級(jí)作用，并只排出粒度最大的生球，生球不需篩分。圓錐角度、圓錐直徑以及同水平面的傾角都是可調(diào)節(jié)的。美國(guó)伯利恒鋼鐵公可的一些球團(tuán)廠，曾在工業(yè)中采用過(guò)圓錐造球機(jī)1。

圓筒造球機(jī)在球團(tuán)生產(chǎn)的最初年代，它是惟一的造球設(shè)備。圓筒造球機(jī)的長(zhǎng)度通常大于直徑的2-3倍，傾角為2°-5°，單機(jī)產(chǎn)量大，運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)。但由于造出的球團(tuán)粒度不均勻，必須經(jīng)過(guò)篩分，因此流程復(fù)雜，動(dòng)力消耗較大2。

圓盤造球機(jī)早期用于水泥工業(yè)的生料制粒和化肥制粒，直到1949年至1950年，才將其用于鐵礦石球團(tuán)生產(chǎn)。圓盤造球機(jī)是由中心軸、圓盤和安在盤面上的刮刀及加料、加水裝置所組成，圓盤由鋼板制成，直徑2~7.5m；大型造球機(jī)還專設(shè)托輪將盤邊托住，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)中心軸旋轉(zhuǎn)來(lái)完成的。圓盤造球機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是球團(tuán)粒度均勻、不需過(guò)篩、質(zhì)量輕、電耗小。但單機(jī)產(chǎn)量低，當(dāng)圓盤尺寸較大時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)不夠平穩(wěn)。使用圓盤造球機(jī)，生球粒9-15mm的粒級(jí)可占85%-92%，小于5mm粒級(jí)的粉末低于3%2。

球團(tuán)礦固結(jié)機(jī)理在300~800℃的溫度下，磁鐵礦被氧化，生成Fe2O3微晶。新生成的Fe2O3微晶具有高度的遷移能力，促使微晶長(zhǎng)大形成連接橋(又稱Fe2O3微晶鍵)，將生球中各顆?；ハ嗾辰Y(jié)起來(lái)。但這種徽晶的長(zhǎng)大非常有限，所以此時(shí)球團(tuán)強(qiáng)度不高，只有當(dāng)生球在強(qiáng)氧化性氣氛中，加熱到1000-1300℃時(shí)，F(xiàn)e2O3的微晶才能夠再結(jié)晶，長(zhǎng)成相互緊密連成一片的赤鐵礦晶體，這時(shí)球團(tuán)強(qiáng)度達(dá)到最高；若加熱溫度高于1300℃時(shí)，則由于下列反應(yīng)，而使顆粒之間的固結(jié)作用減弱。所以，磁鐵礦球團(tuán)在強(qiáng)氧化性氣氛及1100-1300℃的焙燒溫度下，其顆粒之間形成晶橋，微晶長(zhǎng)大，以及發(fā)生再結(jié)晶，是球團(tuán)礦固結(jié)的基本形式。但在焙燒過(guò)程中，精礦中的脈石礦物以及配加的各種添加劑(如皂土、消石灰、白云石等)，有的熔化成液態(tài)渣相，有的與鐵礦物反應(yīng)形成硅酸鹽、鐵酸鈣等低熔點(diǎn)的礦物，這些渣相均有助于球團(tuán)礦的固結(jié)。

在赤鐵礦球團(tuán)焙燒過(guò)程中，球團(tuán)礦的強(qiáng)度也是通過(guò)晶粒長(zhǎng)大和再結(jié)晶來(lái)提高的。但這是一個(gè)比較困難的過(guò)程。晶體的長(zhǎng)大只有在1200℃以上時(shí)才能觀測(cè)到。在此溫度下，礦石顆粒及球團(tuán)結(jié)構(gòu)，都一直保持其原有形態(tài)。各顆粒雖彼此靠近，但無(wú)任何連接，只有在1300℃時(shí)，赤鐵礦顆粒才結(jié)晶，過(guò)程進(jìn)行非常緩慢。若要使赤鐵礦內(nèi)形成足夠的鍵橋，則需在最佳焙燒溫度下，焙燒較長(zhǎng)的時(shí)間。這就影響了球團(tuán)焙燒設(shè)備的產(chǎn)率。如果焙燒溫度過(guò)高(高于1300-1350℃)，則會(huì)引起Fe2O3的分解，導(dǎo)致球團(tuán)礦強(qiáng)度下降1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)