西安建筑科技大学：《冶金厂设计基础》课程教学资源（实验大纲）实验一 铁矿粉造球与球团矿抗压实验

实验一铁矿粉造球与球团矿抗压实验 球团矿是除烧结矿外另—种为髙炉提供“精料″的造块方法。球团法是将细磨精矿制成能满足冶炼要求的块 状物料的一个加工过程 1.实验目的 造球是铁矿粉的造块方式之一,铁矿氧化球团试验工艺流程见图1-1。将细粒粉砂或其他含铁粉状物料用造 球设备制取一定粒度(一般为10~15mm)的生球团,然后用高温焙烧或冷固结,使球团矿获得能满足钢铁冶炼 要求的特性。本实验的主要目的是通过造球实验研究造球过程及其影响因素,包括成球水分、造球时间、造球 物料的粒度及粒度组成、添加黏结剂种类与用量等对造球中成球和生球强度的影响;通过抗压实验了解氧化气 氛条件下焙烧的焙烧球团的强度。 精矿 贫矿 添加剂 配料 遺球 成品球性能检测 转抗筛气化矿还还低软 鼓压分孔学 原 强强指率分 性 定 胀 图1-1铁矿氧化球团试验工艺流程 2.实验原理与操作步骤 21铁矿粉造球 球团矿是铁矿粉与添加剂混合物滚动成一定直径的球团。实验室用细磨铁精矿粉加黏结剂,在造球机运 转下,喷水后多种不同力的相互作用范德华力、磁力、静电引力、毛细水力和表面张力等),铁矿粉颗粒彼此连

实验一 铁矿粉造球与球团矿抗压实验 球团矿是除烧结矿外另一种为高炉提供“精料”的造块方法。球团法是将细磨精矿制成能满足冶炼要求的块 状物料的一个加工过程。 1．实验目的 造球是铁矿粉的造块方式之一，铁矿氧化球团试验工艺流程见图1-1。将细粒粉砂或其他含铁粉状物料用造 球设备制取一定粒度(一般为10～15 mm)的生球团，然后用高温焙烧或冷固结，使球团矿获得能满足钢铁冶炼 要求的特性。本实验的主要目的是通过造球实验研究造球过程及其影响因素，包括成球水分、造球时间、造球 物料的粒度及粒度组成、添加黏结剂种类与用量等对造球中成球和生球强度的影响；通过抗压实验了解氧化气 氛条件下焙烧的焙烧球团的强度。 图 1-1 铁矿氧化球团试验工艺流程 2. 实验原理与操作步骤 2.1 铁矿粉造球 球团矿是铁矿粉与添加剂混合物滚动成一定直径的球团。实验室用细磨铁精矿粉加黏结剂，在造球机运 转下，喷水后多种不同力的相互作用(范德华力、磁力、静电引力、毛细水力和表面张力等)，铁矿粉颗粒彼此连

接滚动成球。而造球过程又分为:开始形成的小球称为母球,它在造球盘内滚动,毛细水被挤压到球表面上而 产生过湿,然后再滚入新的矿粉逐渐长大成为大球。要成为高炉能用且具有足够机械强度的球团矿,生球必须 经过高温焙烧固结;球团矿的焙烧固结在实验室一般采用氧化焙烧,它具有很髙的氧化度,从而改善了还原 性 2.1.1造球实验 在现代的钢铁厂普遍采用囻盘造球机生产球团矿,实验室造球装置如图1-2所示。它是模拟钢铁企业工厂 现场设备而缩小制作的,该圆盘造球机的圆盘直径Φ=1000mm,边高80mm,并可升至最高150mm,而且 它还具有以下特点:圆盘转速可以在0~18r/min范围内连续调节;圆盘倾角可在40°~50°“范围内连续而精 确地调整 2.1.2实验操作步骤 (1)造球料准备∶精确称取精矿粉、黏结剂,进行干料充分混匀,取混合料13(或1/5)加水润湿作母球 料,其余作造球时母球长大用; (2)圆盘造球机的启动:将控制柜接通电源,锁开关向右旋至开的位置,红指示灯亮,按下红色 按钮,红指示灯熄,绿指示灯亮,表示电动机已通电,旋转转速调节手柄,造球圆盘即开始 转动;应注意圆盘内不应装料,待启动后再进行加料。缓慢转动手柄,使圆盘加速,在5S 内可加速至18r/min; 3)母球制造:试验先造母球,将预先润湿混合料以一定料速加入造球机,经数分钟后湿料在造球盘中自 由滚动而形成母球; (4)母球长大:母球形成后,将造球盘的转速控制到10~15r/min,由人工连续均匀给料,给料方式可 以从一边也可以两边给入。补加雾状水,流量可由喷雾器控制。每个试验延续10~15min,使母球长大而达到 实验的要求; (5)生球密结:当母球长大的粒度达到实验的要求后,但其强度并未达到要求,因此,必须进行密结,密 结的时间为3~5min,转速为10~15r/min (6)生球的粒度组成:15mm

接滚动成球。而造球过程又分为：开始形成的小球称为母球，它在造球盘内滚动，毛细水被挤压到球表面上而 产生过湿，然后再滚入新的矿粉逐渐长大成为大球。要成为高炉能用且具有足够机械强度的球团矿，生球必须 经过高温焙烧固结；球团矿的焙烧固结在实验室一般采用氧化焙烧，它具有很高的氧化度，从而改善了还原 性。 2.1.1造球实验 在现代的钢铁厂普遍采用圆盘造球机生产球团矿，实验室造球装置如图1-2所示。它是模拟钢铁企业工厂 现场设备而缩小制作的，该圆盘造球机的圆盘直径Φ= 1000 mm，边高80 mm，并可升至最高150 mm，而且 它还具有以下特点：圆盘转速可以在0 ～18 r/min范围内连续调节；圆盘倾角可在40°～50°“范围内连续而精 确地调整。 2.1.2 实验操作步骤 （1）造球料准备：精确称取精矿粉、黏结剂，进行干料充分混匀，取混合料1/3(或1/5)加水润湿作母球 料，其余作造球时母球长大用； （2）圆盘造球机的启动：将控制柜接通电源，锁开关向右旋至开的位置，红指示灯亮，按下红色 按钮，红指示灯熄，绿指示灯亮，表示电动机已通电，旋转转速调节手柄，造球圆盘即开始 转动；应注意圆盘内不应装料，待启动后再进行加料。缓慢转动手柄，使圆盘加速，在5S 内可加速至18 r/min； （3）母球制造：试验先造母球，将预先润湿混合料以一定料速加入造球机，经数分钟后湿料在造球盘中自 由滚动而形成母球； （4）母球长大：母球形成后，将造球盘的转速控制到10 ～15 r/min，由人工连续均匀给料，给料方式可 以从一边也可以两边给入。补加雾状水，流量可由喷雾器控制。每个试验延续10～15 min，使母球长大而达到 实验的要求； （5）生球密结：当母球长大的粒度达到实验的要求后，但其强度并未达到要求，因此，必须进行密结，密 结的时间为3～5 min，转速为10～15 r/min。 （6）生球的粒度组成：＜15mm、10～15mm、＞15mm

6 图1-2圆盘造球机 1—机座;2一调整倾角装置;3-传动装置;4-轴;5一小齿轮;6-内齿圈;7-桁架;8-圆盘 附表 表1-1实验室试验用圆盘与工业用圆盘造球机试验参数比较 项目 球团厂1号机 球团厂2号机 实验室试验用圆盘 圆盘直径,m 6.0 1.0 矿物比表面积,cm2/g1500 1500 1500 生球水份,% 9.3 9.3 8.9 生球粒度,mm 12~15 12~15 12~15 生球抗压强度,N球7.8 7.6 7.3 落下次数,次 5.8 5.1 22铁矿球团(熟球)抗压强度测定 铁矿球团抗压强度测定实验是参照国标GB/T14201-93《铁矿球团抗压强度的测定》而迸行的。抗压强度 是指一个氧化气氛条件下焙烧的铁矿球团(熟球)完全破裂时所受到的最大压力负荷,其数值为一组试样中所 有试样测定值的平均值。其基本原理是:以规定的恒定压板速度把压力负荷施加到单个球团上,直到球团完全 破裂为止。实验设备为LDYB-2球团电子压力试验机,加压能力大于10kN(约10197kgf),压板装置的升降速 度在10~20mm/min,本机设定15mm/min 3.实验数据记录与分析 3.1生球落下强度 将生球从0.5m高度自由落至10mm厚的钢板上,重复坠落至生球出现明显裂纹或碎裂为止。坠落至碎裂 的次数,即为落下强度,以10个球的平均落下次数作为落下强度指标,须选取同一直径的生球(10~15mm按

图 1-2 圆盘造球机 1一机座；2一调整倾角装置；3一传动装置；4一轴；5一小齿轮；6一内齿圈；7一桁架；8一圆盘 附表： 表1-1 实验室试验用圆盘与工业用圆盘造球机试验参数比较 项目 球团厂1号机 球团厂2号机 实验室试验用圆盘 圆盘直径，m 6.0 6.0 1.0 矿物比表面积，cm2 /g 1500 1500 1500 生球水份，% 9.3 9.3 8.9 生球粒度，mm 12～15 12～15 12～15 生球抗压强度，N/球 7.8 7.6 7.3 落下次数，次 5.8 5.1 4.6 2.2 铁矿球团（熟球）抗压强度测定 铁矿球团抗压强度测定实验是参照国标GB/T14201-93《铁矿球团抗压强度的测定》而进行的。抗压强度 是指一个氧化气氛条件下焙烧的铁矿球团（熟球）完全破裂时所受到的最大压力负荷，其数值为一组试样中所 有试样测定值的平均值。其基本原理是：以规定的恒定压板速度把压力负荷施加到单个球团上，直到球团完全 破裂为止。实验设备为LD-YB-2球团电子压力试验机，加压能力大于10KN（约1019.7kgf）,压板装置的升降速 度在10～20mm/min，本机设定15mm/min。 3. 实验数据记录与分析 3.1 生球落下强度 将生球从0.5m高度自由落至10mm厚的钢板上，重复坠落至生球出现明显裂纹或碎裂为止。坠落至碎裂 的次数，即为落下强度，以10个球的平均落下次数作为落下强度指标，须选取同一直径的生球（10～15mm按

合格球径的平均值d平均±0.5mm)。 表1-2生球落下强度记录表 实验编号 落下次数 234567 记录(次数) 平均值 3.2铁矿球团(熟球)抗压强度 选取3个(或5个)相同粒径的熟球团在实验设备LD-YB-2型球团电子压力试验机上进行铁矿球团抗压强度 的测定。 表1-3铁矿球团(熟球)抗压强度记录表 实验编号 1# 2# 平均值(N) 抗压强度(N) 4.实验报告 实验名称 实验日期 姓名 班级学号 指导教师: 同组人 41实验目的 42实验原理 4.3实验数据记录与分析 生球落下强度记录表 实验编号 6 落下次数

合格球径的平均值d平均±0.5mm）。 表1-2 生球落下强度记录表 实验编号 落下次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 记录（次数） 平均值 3.2铁矿球团（熟球）抗压强度 选取3个（或5个）相同粒径的熟球团在实验设备LD-YB-2型球团电子压力试验机上进行铁矿球团抗压强度 的测定。 表1-3 铁矿球团（熟球）抗压强度记录表 实验编号 1＃ 2＃ 3＃ 平均值（N） 抗压强度（N） 4. 实验报告 实验名称： 实验日期： 姓 名： 班级学号： 指导教师： 同组人： 4.1 实验目的： 4.2 实验原理： 4.3 实验数据记录与分析： 生球落下强度记录表 实验编号 落下次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1

234567 记录(次数) 平均值 铁矿球团(熟球)抗压强度记录表 实验编号 1# 2# 3# 平均值(N) 抗压强度(N) 44思考题 (1)生球团成球的机理是什么? (2)在铁矿氧化球团试验工艺流程中,成品球需要做哪些性能检测? (3)测定铁矿球团(熟球)抗压强度的原理及意义是什么? 5实验心得与体会

2 3 4 5 6 7 记录（次数） 平均值 铁矿球团（熟球）抗压强度记录表 实验编号 1＃ 2＃ 3＃ 平均值（N） 抗压强度（N） 4.4 思考题： （1）生球团成球的机理是什么？ （2）在铁矿氧化球团试验工艺流程中，成品球需要做哪些性能检测？ （3）测定铁矿球团（熟球）抗压强度的原理及意义是什么？ 5. 实验心得与体会：