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(guó)有澳大利亞、巴西、美國(guó)、加拿大等。

澳大利亞是世界上的鐵礦石生產(chǎn)國(guó)和輸出國(guó)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(xiāo)到中國(guó)、日本和韓國(guó)。還有數(shù)量可觀(guān)的磁鐵精礦,供鞍鋼、首鋼、武鋼以及馬來(lái)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(guó)和輸出國(guó)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(mǎn)足各類(lèi)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(mǎn)足煉鐵精料和直接還原鐵生產(chǎn)的需求,目前在美國(guó)和加拿大都有新建壓球機(jī)球團(tuán)廠(chǎng)的計(jì)劃。加拿大的球團(tuán)礦80%供出口,而美國(guó)的球團(tuán)礦基本供本國(guó)鋼鐵廠(chǎng)消費(fèi)。

國(guó)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(guó)的球團(tuán)廠(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)基本全部釆用磁鐵精礦。巴西的球團(tuán)廠(chǎng)全部采用帶式倍燒機(jī)倍燒赤鐵礦。

近年來(lái),我國(guó)球團(tuán)工藝發(fā)展迅速,1990年我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)廠(chǎng)家只有15個(gè),年產(chǎn)球團(tuán)礦545萬(wàn)t; 1997年底,發(fā)展為22家,年產(chǎn)球團(tuán)礦約1044萬(wàn)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(guó)內(nèi)大中型鋼鐵公司都還在擴(kuò)建或新建球團(tuán)廠(chǎng),以適應(yīng)高爐煉鐵的需要。

就我國(guó)球團(tuán)生產(chǎn)而言,雖然產(chǎn)量有所增加,但不可滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)高爐對(duì)球團(tuán)礦的需求,仍需從國(guó)外進(jìn)口大量球團(tuán)礦,而且,國(guó)內(nèi)球團(tuán)礦鐵品位與國(guó)外水平相比仍有較大差距。造成我國(guó)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(guó)富礦粉很少,主要以開(kāi)采貧礦為主,國(guó)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(guó)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?jī)H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(rùn)土配比高。國(guó)內(nèi)膨潤(rùn)土配比平均為3.5%左右,有的公司高達(dá)4.0%以上,按照膨潤(rùn)土配比每增加1%,球團(tuán)礦品位就會(huì)下降0.6%來(lái)推算, 成品球團(tuán)礦平均品位為62.13%,比鐵精礦平均品位下降了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(guó)外鐵精礦品位局,雜質(zhì)少,含量在90%以上,膨潤(rùn)土配比均低于1.0%;其三,設(shè)備適應(yīng)性差。我國(guó)將近一半的球團(tuán)礦均是由豎爐生產(chǎn)出來(lái)的。鑒于豎爐本身的料倉(cāng)式結(jié)構(gòu),對(duì)生球的加熱不均勻,造成球團(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(wàn)t/a,隨著世界鐵礦市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,各球團(tuán)廠(chǎng)必須盡可能地下降投資和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用,這點(diǎn)可部分地通過(guò)采用大型壓球機(jī)的設(shè)備來(lái)達(dá)到。

針對(duì)以上幾方面的原因,我國(guó)各球團(tuán)廠(chǎng)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(rùn)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不錯(cuò)的改善,使膨潤(rùn)土的配比大幅度下降,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(wàn)t/a,倍燒設(shè)備簡(jiǎn)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,在提前提前預(yù)熱和焙燒過(guò)程當(dāng)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),可以保證磁鐵礦在倍燒過(guò)程當(dāng)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。