目前,全世界有20多個(gè)生產(chǎn)高爐煉鐵和直接還原鐵用壓球機(jī)球團(tuán)礦。球團(tuán)礦主要生產(chǎn)國有澳大利亞、巴西、美國、加拿大等。
澳大利亞是世界上的鐵礦石生產(chǎn)國和輸出國之一。所產(chǎn)球團(tuán)礦質(zhì)量高,不但可供現(xiàn)代大型高爐使用,而且可作為直接還原生產(chǎn)DRI使用。球團(tuán)礦倍燒都采用天然氣為燃料,產(chǎn)品主要銷到中國、日本和韓國。還有數(shù)量可觀的磁鐵精礦,供鞍鋼、首鋼、武鋼以及馬來西亞的鋼鐵生產(chǎn)使用,這些鐵精礦都將作為生產(chǎn)球團(tuán)礦的原料巴西也是世界上的鐵礦石生產(chǎn)國和輸出國之一。巴西鐵礦絕大部分為赤鐵礦,含鐵品位極高,一般都在67.15%以上,而且以細(xì)粉礦為主,其粒度都較細(xì),除少量可用于燒結(jié)外,大部分都適合于生產(chǎn)球團(tuán)礦。球團(tuán)礦產(chǎn)品有供高爐用的,有供直接還原鐵生產(chǎn)用的,有酸性的、堿性的、高娃的、低娃的等等,可滿足各類鋼鐵生產(chǎn)的要求。
北美所產(chǎn)鐵礦石主要是經(jīng)細(xì)磨精選后的精礦,除少量出口外,絕大部分都加工成球團(tuán)礦供煉鐵使用。為滿足煉鐵精料和直接還原鐵生產(chǎn)的需求,目前在美國和加拿大都有新建壓球機(jī)球團(tuán)廠的計(jì)劃。加拿大的球團(tuán)礦80%供出口,而美國的球團(tuán)礦基本供本國鋼鐵廠消費(fèi)。
國外生產(chǎn)壓球機(jī)球團(tuán)礦主要采用帶式倍燒機(jī)和鏈篦機(jī)一回轉(zhuǎn)奮。原料主要采用磁鐵礦和赤鐵礦,鐵品位普遍較高,大都在65%以上,桂含量較低,在4%以下。美國的球團(tuán)廠主要采用赤鐵礦及赤鐵礦的混合礦、鏡鐵礦和磁鐵礦生產(chǎn)球團(tuán)礦。加拿大的球團(tuán)廠主要采用鏡鐵礦和磁鐵礦生產(chǎn)酸性球團(tuán)礦,低桂球團(tuán)礦和直接還原用球團(tuán)礦。前蘇聯(lián)球團(tuán)廠基本全部釆用磁鐵精礦。巴西的球團(tuán)廠全部采用帶式倍燒機(jī)倍燒赤鐵礦。
近年來,我國球團(tuán)工藝發(fā)展迅速,1990年我國球團(tuán)礦生產(chǎn)廠家只有15個(gè),年產(chǎn)球團(tuán)礦545萬t; 1997年底,發(fā)展為22家,年產(chǎn)球團(tuán)礦約1044萬t;到2007年,發(fā)展到50多家,年產(chǎn)球團(tuán)礦達(dá)到1.34億t。至今,國內(nèi)大中型鋼鐵企業(yè)都還在擴(kuò)建或新建球團(tuán)廠,以適應(yīng)高爐煉鐵的需要。
就我國球團(tuán)生產(chǎn)而言,雖然產(chǎn)量有所增加,但不能滿足國內(nèi)高爐對(duì)球團(tuán)礦的需求,仍需從國外進(jìn)口大量球團(tuán)礦,而且,國內(nèi)球團(tuán)礦鐵品位與國外水平相比仍有較大差距。導(dǎo)致我國球團(tuán)礦品位低的原因主要有以下幾方面:其一,原料質(zhì)量差。我國富礦粉很少,主要以開采貧礦為主,國內(nèi)鐵礦資源平均品位為 33.0%,低于世界平均品位11個(gè)百分點(diǎn), 90%以上的鐵礦石均需進(jìn)行選礦使鐵品位提高到球團(tuán)原料所需的要求。據(jù)統(tǒng)計(jì),國產(chǎn)精礦的鐵品位平均為64.23%,為67.7%,低為 57.02%; Si02含量平均為5.94%,達(dá)到8.0%;粒度粗,小于0.074inm粒級(jí)含量僅為65.20%,差的僅有50%,且精礦粒度不穩(wěn)定、水分偏高;其二,膨潤土配比高。國內(nèi)膨潤土配比平均為3.5%左右,有的企業(yè)高達(dá)4.0%以上,按照膨潤土配比每增加1%,球團(tuán)礦品位就會(huì)降低0.6%來推算, 成品球團(tuán)礦平均品位為62.13%,比鐵精礦平均品位降低了2.1%,成品球的Si02含量平均為8.22%,比鐵精礦的Si02含量平均尚出 2.28%。相比之下,國外鐵精礦品位局,雜質(zhì)少,含量在90%以上,膨潤土配比均低于1.0%;其三,設(shè)備適應(yīng)性差。我國將近一半的球團(tuán)礦均是由豎爐生產(chǎn)出來的。鑒于豎爐本身的料倉式結(jié)構(gòu),對(duì)生球的加熱不均勻,導(dǎo)致球團(tuán)礦培燒固結(jié)不均勻,為此,豎爐一般只能用于倍燒磁鐵礦球團(tuán)或以磁鐵礦為主配加少量赤鐵礦的混合精礦球團(tuán),并且要求二價(jià)鐵含量不應(yīng)低于20%。除此之外,豎爐的單機(jī)生產(chǎn)能力小,僅為50萬t/a,隨著世界鐵礦市場的競爭日益激烈,各球團(tuán)廠必須盡可能地降低投資和經(jīng)營費(fèi)用,這點(diǎn)可部分地通過采用大型壓球機(jī)的設(shè)備來達(dá)到。
針對(duì)以上幾方面的原因,我國各球團(tuán)廠從以下幾點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn):,采用進(jìn)口礦為球團(tuán)原料。進(jìn)口礦中主要為赤鐵礦,其鐵品位高、雜質(zhì)少,粒度細(xì), 原料中配加一定量的赤鐵礦后,成品球團(tuán)礦鐵品位得到一定改善;第二,對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理,如球磨、潤磨、高壓輯磨以及配加添加劑,預(yù)處理后造球原料的成球性、培燒性能和冶金性能均能得到較好的改善,使膨潤土的配比大幅度降低,從而進(jìn)一步提高球團(tuán)礦鐵品位;第三,增加鏈麓機(jī)-回轉(zhuǎn)奮,淘汰豎爐。鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窗不僅能適應(yīng)各種原料,而且單機(jī)產(chǎn)能大,達(dá)500萬t/a,倍燒設(shè)備簡單,倍燒均勻。
由于磁鐵礦和赤鐵礦本身物化性質(zhì)存在差異,在預(yù)熱和焙燒過程中,兩者的氧化固結(jié)機(jī)理和工藝操作參數(shù)有很大不同。磁鐵礦氧化為赤鐵礦是放熱反應(yīng),能夠保證磁鐵礦在倍燒過程中充分氧化;且伴隨晶體結(jié)構(gòu)的變化,使新生Fe203具有很強(qiáng)的遷移能力。呈結(jié)晶狀的赤鐵礦,其顆粒內(nèi)孔隙多,易還原和破碎,但因鐵氧化程度高而難以形成低溶點(diǎn)化合物,培燒性較差,燃料消耗高。
