第一節(jié)  金屬化球團(tuán)的簡(jiǎn)介

金屬化球團(tuán)法是特殊球團(tuán)法之一，該工藝所生產(chǎn)的金屬化球團(tuán)也稱為預(yù)還原球團(tuán)，其實(shí)質(zhì)是:在直接還原過(guò)程中，球團(tuán)以固態(tài)完全還原成海綿鐵。金屬化球團(tuán)技術(shù)在國(guó)外已得到較大發(fā)展，并表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。（可研報(bào)告）

第二節(jié) 金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)工藝

金屬化球團(tuán)生產(chǎn)工藝很多，目前較成功、已應(yīng)用于生產(chǎn)的，按還原設(shè)備可劃分為5種，即轉(zhuǎn)底爐工藝、回轉(zhuǎn)窯工藝、豎爐工藝、豎罐工藝和帶式機(jī)工藝。其中，豎罐工藝是一種非連續(xù)性生產(chǎn)工藝，其余4種則為連續(xù)性生產(chǎn)工藝。

轉(zhuǎn)底爐工藝

轉(zhuǎn)底爐工藝是一種較新的金屬化球團(tuán)生產(chǎn)工藝，分單層轉(zhuǎn)底爐工藝和多層轉(zhuǎn)底爐工藝兩種形式。單層轉(zhuǎn)底爐工藝使用原料粉與煤粉均勻混合而成的單一球團(tuán)，而多層轉(zhuǎn)底爐工藝為降低能耗，提高設(shè)備利用率和產(chǎn)品質(zhì)量，使用2層或3層等原料粉與煤粉不相混的不同球團(tuán)，爐子的各層由加強(qiáng)筋聯(lián)接，隨最底層爐底一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并在轉(zhuǎn)底爐上方進(jìn)料口處增設(shè)料柱。

回轉(zhuǎn)窯工藝

回轉(zhuǎn)窯工藝以固體燃料作為還原劑，以回轉(zhuǎn)窯作為反應(yīng)器，還原劑和球團(tuán)礦注球或經(jīng)過(guò)氧化焙燒的球團(tuán)礦)同時(shí)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行還原焙燒，可得到金屬化率在90%以上，粒度為5-15mm;用作煉鋼原料的金屬化球團(tuán)。

回轉(zhuǎn)窯工藝可處理品位范圍較寬的含鐵原料包括冶金含鐵渣塵等二次資源;對(duì)入窯球團(tuán)礦粒度的要求視球團(tuán)礦的還原性而定，一般5-15mm， 易還原的可達(dá)20mm，對(duì)球團(tuán)礦化學(xué)成分的要求不嚴(yán)格，但采用高鐵分、低脈石的球團(tuán)礦是達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的前提。

回轉(zhuǎn)窯工藝的優(yōu)點(diǎn)是可以直接使用固體煤作為能源，能有效去除某些雜質(zhì)，缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，熱效率低，因而應(yīng)用范圍不廣泛，多適用于天然氣資源缺乏地區(qū)。

豎爐工藝

豎爐工藝是氣基法生產(chǎn)金屬化球團(tuán)的最主要、最有效工藝。該工藝將鐵精礦制成的生球經(jīng)過(guò)氧化焙燒成為氧化球團(tuán)成品后再送入還原豎爐進(jìn)行還原;最終產(chǎn)品金屬化率達(dá)95%左右，多用作煉鋼原料。

豎爐工藝的主要缺點(diǎn)在于對(duì)入爐球團(tuán)強(qiáng)度的要求很高，所以必須使用經(jīng)氧化焙燒后的球團(tuán)礦，相對(duì)于生球一回轉(zhuǎn)窯工藝多了一道高溫氧化焙燒工序，整體工藝流程相對(duì)較長(zhǎng)。此外，豎爐工藝還存在單爐能力較小，對(duì)原料適應(yīng)性差，受煤氣資源制約等問(wèn)題。所以，豎爐工藝生產(chǎn)金屬化球團(tuán)在我國(guó)發(fā)展前景不樂(lè)觀。

豎罐工藝

豎罐工藝最早被用來(lái)還原富礦塊，是一種非連續(xù)性生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)時(shí)一般需多個(gè)罐子交替使用，依次輪流進(jìn)行主還原、次還原、冷卻和卸料4個(gè)階段的操作，每個(gè)罐子每一階段需耗時(shí)3整個(gè)循環(huán)總耗時(shí)12豎罐工藝這種切換頻繁、耗時(shí)漫長(zhǎng)的運(yùn)行模式使其生產(chǎn)效率和生產(chǎn)規(guī)模都受到影響。該工藝在國(guó)外有工業(yè)化實(shí)例，國(guó)內(nèi)截至目前還沒(méi)有應(yīng)用，發(fā)展?jié)摿Σ淮蟆?/span>

帶式機(jī)工藝

帶式機(jī)工藝生產(chǎn)金屬化球團(tuán)在國(guó)外有所應(yīng)用。該工藝將固體還原劑與鐵礦粉配料后細(xì)磨造球，然后在帶式機(jī)上進(jìn)行干燥和還原焙燒。若將按比例配好的煤粉、鐵精礦和石灰石一起細(xì)磨至20目以下后制成含水15%，粒度為12 -19mm的小球，則干燥和焙燒總共需要時(shí)間不到12 min。也可對(duì)氧化焙燒成品球團(tuán)礦進(jìn)行還原焙燒，還原劑多為氣體。但該工藝由于還原時(shí)間短，因此最終產(chǎn)品金屬化率很低，僅18%-50%，通常只能作煉鐵原料。

帶式機(jī)工藝在金屬化球團(tuán)生產(chǎn)方面發(fā)展很慢，國(guó)內(nèi)至今還沒(méi)有工業(yè)應(yīng)用。但是，帶式機(jī)工藝與轉(zhuǎn)底爐工藝和回轉(zhuǎn)窯工藝一樣，可直接使用固體煤作為能源，能有效除去某些雜質(zhì)，并都具有對(duì)原料適應(yīng)較好的特點(diǎn)。

與其他幾種金屬化球團(tuán)生產(chǎn)工藝相比，轉(zhuǎn)底爐工藝、回轉(zhuǎn)窯工藝和帶式機(jī)工藝是3種最具備大規(guī)模生產(chǎn)潛力的工藝，在我國(guó)具有廣闊的市場(chǎng)前景，但帶式機(jī)工藝還有待進(jìn)一步的 研究 。所以，目前最適合我國(guó)的金屬化球團(tuán)生產(chǎn)工藝是轉(zhuǎn)底爐工藝和回轉(zhuǎn)窯工藝  。

第三節(jié)  金屬化球團(tuán) 行業(yè) 的發(fā)展現(xiàn)狀

金屬化爐料的應(yīng)用是現(xiàn)代冶金工業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，而金屬化球團(tuán)是金屬化爐料的主要原料。金屬化球團(tuán)技術(shù)的發(fā)展與直接還原法生產(chǎn)海綿鐵技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。

長(zhǎng)期以來(lái)，冶金工作者一直試圖避免高爐冶煉而直接獲得金屬鐵梅綿鐵。自1800年以來(lái)，先后有300種以上的直接還原方法問(wèn)世;僅1950年至1975年就 研究 了大約100種方案，其中12種進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn)，但已用于生產(chǎn)的主要有4種:①回轉(zhuǎn)窯法;②豎爐法;③豎罐法;④流化床法。

直接還原法在工業(yè)上的應(yīng)用始于20世紀(jì)50年代，到60年代才有重大突破。

2006年世界海綿鐵產(chǎn)量達(dá)到5 979萬(wàn)t;12007年許多新建產(chǎn)能在中東、印度和俄羅斯投產(chǎn)，世界海綿鐵產(chǎn)量達(dá)到6722萬(wàn)t。印度已連續(xù)5年成為世界最大海綿鐵生產(chǎn)國(guó)，年產(chǎn)量達(dá)到1 900萬(wàn)t。其中70%采用煤基回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)。委內(nèi)瑞拉的產(chǎn)量居世界第二，年產(chǎn)量為770萬(wàn)t。

我國(guó)從1996年起粗鋼產(chǎn)量一直位居世界第一，2007年粗鋼產(chǎn)量為4. 9億t。占世界總產(chǎn)量的36%以上，而我國(guó)海綿鐵生產(chǎn)還處于起步階段，生產(chǎn)能力落后，遠(yuǎn)不能滿足需求。2007年我國(guó)海綿鐵產(chǎn)量?jī)H為50萬(wàn)t不到世界產(chǎn)量的1% 。

第四節(jié)  金屬化球團(tuán)的特點(diǎn)

1.冶金價(jià)格大幅上漲，而石油、天然氣被大量開(kāi)發(fā)，特別是高效率天然氣轉(zhuǎn)化法的應(yīng)用，滿足了金屬化球團(tuán)生產(chǎn)對(duì)還原煤氣的需要，解決了能源的來(lái)源和價(jià)格問(wèn)題。

2.超高功率新技術(shù)的應(yīng)用使電爐煉鋼得到高速發(fā)展，合格廢鋼供應(yīng)不足，金屬化球團(tuán)作為廢鋼的替代品，其需求空間被大大擴(kuò)展。

3.廢鋼多數(shù)是從社會(huì)收集的廢鋼沖往往含有某些對(duì)鋼性能不利的有色金屬元素，如銅、錫、砷、鉛等，無(wú)論是采用氧化熔煉法還是采用還原熔煉法都無(wú)法去除。隨著廢鋼的循環(huán)利用，這些元素在鋼中的含量會(huì)越積越多，而加入金屬化球團(tuán)可以稀釋它們。

4.選礦技術(shù)的發(fā)展為金屬化球團(tuán)生產(chǎn)的原料提供了保障。原來(lái)只能使用雜質(zhì)少且品位高的天然富礦粉生產(chǎn)金屬化球團(tuán)，現(xiàn)在利用經(jīng)選礦處理的高品位鐵精礦粉生產(chǎn)的金屬化球團(tuán)，其雜質(zhì)含量可降低到不需要在還原生產(chǎn)中脫除，從而簡(jiǎn)化了直接還原技術(shù)，提高了還原生產(chǎn)產(chǎn)能。

5.鐵礦資源的緊張，尤其是高品位富塊礦的缺乏，促進(jìn)了低品位鐵礦資源的開(kāi)發(fā)利用。在目前鐵礦資源用量較大，國(guó)外鐵礦限產(chǎn)、價(jià)格上漲的情況下，國(guó)內(nèi)鐵礦資源開(kāi)發(fā)利用的力度加大。而我國(guó)鐵礦資源具有貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)，只有通過(guò)選礦才能得到高品位含鐵原料，但這些含鐵原料多為經(jīng)過(guò)細(xì)磨的粉礦，不適于燒結(jié)生產(chǎn)，對(duì)于球團(tuán)生產(chǎn)則較為適合。

除上述5點(diǎn)主要原因外，國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)于節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)意識(shí)的增強(qiáng)和要求的提高，也對(duì)金屬化球團(tuán)技術(shù)的發(fā)展具有促進(jìn)作用 。

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