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11.1 主要工艺参数的测量方法及装置

11.1.1 料流质量检测

11.1.2 温度测量装置

11.1.3 球团厂原料粒度的检测

11.1.4 生球和成品球团粒度自动检测装置

11.1.5 自动取样、制样和X-射线荧光分析装置

11.2 球团质量要求及检验方法

11.2.1 生球质量标准及检验方法

11.2.2 成品球团质量要求及标准

11.2.3 成品球团质量检验方法11. 球团工艺过程检测与产品质量检验11.1 主要工艺参数的测量方法及装置 准确而迅速地测量料场、球团厂生产过程的各项工艺参数是实现自动控制的前提。

物料的质量及化学成分、混合料的水分及透气性、料槽料位

球团焙烧过程的温度、压力、流量以及生球、预热干球、成品球质量11.1.1 料流质量检测 核子秤

电子秤

冲击秤以及漏斗秤圆盘给料机 漏斗秤计量 斗秤通过漏斗（或矿槽）上安装的测压元件测量料量。

在料场及球团厂多利用此种称量装置测量矿槽重量并推算出料位。

测量元件一般采用坚固和抗干扰性强的压磁传感器。安装测压元件前须将矿槽支起，测压元件可用两个或四个。

测量元件的输出信号与矿槽中所装的料量成正比。11.1.2 温度测量装置 对一定的金属时，总电势是温度的函数。如果热电偶的一端保持恒温t0，热电偶的热电势将随另一端的温度t1而变化，一定的热电势对应一定的温度，所以用测量热电势的办法，可达到测温的目的。

热电极材料选定后，热电偶的热电势仅与两个接点的温度有关 .对热电偶分度号的解释：　　S —铂铑10 纯铂

　　R —铂铑13 纯铂

　　B —铂铑30 铂铑6

　　K— 镍铬 镍硅

　　T— 纯铜 铜镍

　　J —铁 铜镍

　　N— 镍铬硅 镍硅

　　E— 镍铬 铜镍 烧结厂、球团厂热电偶的使用 高温（1300～1600℃以下）、氧化性或中性气氛中，一般用铂铑—铂热电偶（S分度）。

中温（600～800℃以下）、还原性或中性气氛中，一般用镍铬—铜镍热电偶。如工艺废气温度就用此种热电偶测量（E分度） 。

在废气含尘量较大，热电偶磨损严重的情况下，应采用具有耐磨保护套管的热电偶或在热电偶上方加一防磨的保护管或角钢，以延长热电偶的使用寿命。测量精度和温度测量范围：使用温度在1300~1800℃，要求精度又比较高时，一般选用B型热电偶；

要求精度不高，气氛又允许可用钨铼热电偶，高于1800℃一般选用钨铼热电偶；

使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶；

在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶;

低于400℃一般用E型热电偶；

250℃下以及负温测量一般用T型电偶，在低温时T型热电偶稳定而且精度高。 红外测温： 红外测温仪由光学系统、红外传感器与微处理机组成。

光学系统可由普通光学透镜、锗透镜甚至光导纤维组成，目的是把热辐射滤波（选择 ）后聚焦到传感器上，如果要得到热像图的话还会有两组同步旋转的多面镜装在传感器前。红外传感器有许多种，常见的有HgCdTe探测器、PbSnTe探测器、InSb、肖特基势垒探测器、热敏电阴探测器、测辐射热电偶等，目的都是把热辐射转化为电量。最后由微机把电量信号转为温度数值或热像图。红外测温原理 自然界任何物体都有着热辐射，例如，物体在300℃时就有波长约5μm红外光辐射。物体热辐射本领可用普朗克公式和基尔霍夫定律表达：

式中：MλT —物体自身发出的辐射，W/m2；

αλT—辐射率；

Mb(λ，T)—黑体辐射，W/m2；

C1—第一辐射常数，其值为3.74×10-16W·m2；

C2—第二辐射常数，其值为1.44×10-2（m·K）；

T—温度，K； λ—波长，m。

实际应用中：测量出的总辐射值MλT （W/m2）在一定温度范围内正比于

确定发射率是红外测温技术中关键而又复杂细致的一步，它与被测材料的温度、表面状态密切相关。现场条件下，为确定发射率值，先用热电偶测出目标温度值，将红外测温仪对准目标调整值，让红外测温仪温度值等于热电偶的温度值，此时的即为所求的发射率。

例如：钢坯拉出连铸机时，用热电偶测出铸坯表面温度为790℃，调整红外测温仪的读数也为790℃，于是可得到铸坯的发射率=0.85。确定铸坯的发射率之后，就可以用红外测温仪测定连铸坯的表面温度了

球团厂红外测温的应用 红外测温技术应用很广泛，在冶金炉设备的热故障检测方面发挥着很重要的作用。红外测温技术在球团厂的主要用途有：

（1）燃烧火焰诊断。

主要应用有回转窑火焰、带式焙烧机及竖炉燃烧室中燃烧情况的检测。

（2）回转窑窑外表面的温度检测。

主要用来判断窑内窑皮结圈情况。

（3）电器设备的故障检测。

应用于感应炉线圈、变压器、大电机等的局部过热检测等。

（4）成品球团出炉温度检测。11.1.3 球团厂原料粒度的检测 在线控制原料粒度必须首先解决粒度的连续检测。

以测定粉状物料的比表面积来反映粒度的大小。其测量原理是使空气通过一定断面和一定高度的物料并测定气流参数的变化，然后由求出物料的比表面积值：

Sw——粉料的比表面积，cm2/g；

ρ——粉状物料的密度，g/cm3；

ε——料层孔隙度；

Q——在t秒内通过料层的流量，mL；

η——流体粘度，P；

△P—气流通过L厘米厚料层时的压力损失，g/cm2；

A——料层的断面面积，cm。；

W——粉料的重量，g。比表面面积测量装置 原料粒度在线测量系统 1—分料闸板；2—试样排放闸板；3—超声波料位仪；4—振动器；5—振动给料机；

6—计量器；7—试样筒；8—漏斗；9—往复式压缩机；10—推料器；11—试样测定筒；12—温度传感器；13—稳压装置；14—磁性发生器；15—磁力传感器；16—净化器；17—降尘弯管；18—数字温度计；19—探测器；

20—数字计时器；2l—螺旋运输机所示为KS-100型粒度在线自动测定装置。从受料槽抽取300g试样，通过自动取样装置取出100±0.3g物料，装入试样筒，然后通入空气，测定气体参数的变化。每测定一次大约需要5min，每隔10min测定一次。 11.1.4 球团粒度自动检测装置 球团的粒径及其分布是质量检测中的重要指标。

目前该指标的在线检测主要是靠人工，不仅粒径的检测不准，且对于粒径分布更无法估计，即便有自动控制，也是开环控制。

离线检测主要是靠筛分，它既存在检测结果不能实时反馈，又存在球筛的制造和安装精度要求高和维修频繁等缺点。

球团粒度的自动检测，目前尚处于照相研究阶段。11.1.5 自动取样、制样和X-射线荧光分析1—底开式取样器；

2—可逆式给料机；

3—一次筛分（筛孔分别为8mm、5mm）；

4—二次筛分（筛孔分别为15、12.5、10mm）；5—筛下物漏斗；6—皮带运输机；

7—漏斗秤；8—取样器；9—试样容器；10—抗压强度试验机；11—带漏斗的电磁给料机；

12—二次破碎机（颚式）；13—一次取样机；14—二次破碎机（对辊式）；15—二次取样机；

16—水冷式圆盘磨矿机；17—试样容器；18—返料 X-射线荧光分析装置：

X-射线荧光分析仪可对球团的原料及成品的化学成分进行快速检测。

其检测原理是将被分析的物料制成规定的试样，通过X-射线照射可以得到不同的光谱频率，也就得到与之相对应的不同化学元素。

采用这一方法分析元素的范围广，如球团及原料中的TFe、SiO2、CaO、A12O3、MgO、P、Mn、Cu、Zn、S以及TiO2等均可测定。

而且对制好的试样只需几秒至几十秒即可分析完毕。若将制样时间计算在内，通常需10～30min。此仪器可以同时分析多种元素，并可将分析值转化为电信号，实现在线检测与控制。 11.2 球团质量要求及检验方法11.2.1 生球质量标准及检验方法

11.2.2 成品球团质量要求及标准

11.2.3 成品球团质量检验方法

11.2.1 生球质量标准及检验方法优质生球必须具有适宜而均匀的粒度、足够的抗压强度和落下强度及良好的抗热冲击性。

为了保证球团生产过程的顺利进行，并且获得良好的成品球团矿质量，对生球质量有一定的要求。

主要指标：落下强度、抗压强度、热稳定性、粒度组成和水分等五个方面。

GCS——Green Compressive Strength

GDSN——Green Drop Strength number

DCS——Dry Compressive Strength

CCS——Cold Crushing Strength 生球落下强度 生球落下强度：生球由造球系统运输到焙烧系统过程中所能经受的强度。生球要经过筛分和数次转运后才均匀地布于台车上，必须有足够的落下强度保证生球在运输过程中不破裂不变形。

（1）测定方法

生球（指湿球和干球-系干燥以后未经预热的球团）落下强度的测定：

生球直径为9-12mm，每次试验不少于10个球。

落下高度为500mm，落到5mm厚的钢板上，规定到它出现裂缝或破裂成块时落下的次数为落下强度指标（包括出现裂缝或破裂的这一次在内），取其算术平均值（单位：次/个球）。

（2）要求

生球落下强度的要求是因各球团厂的（辊筛）工艺配置方式不同而异。一般要求的生球落下强度，湿球：不小于3-5次/个球；干球：不小于1-2次/个球。The drop strength is measured by means of letting a ball hit a steel plate repeatedly from a height of 0.5 m for wet ball and 1.0m for dry ball.

The numbers of drops the ball is able to withstand without damage is measured as the drop strength of the ball.

A total of 20 balls with the average diameter of 12 mm for wet balls and 11 mm for dry balls are tested.

The average value of the drop number is used as the drop strength.

5/26/2021Iron Ore Pelletizing23生球抗压强度 生球在焙烧设备上，所能经受料层负荷作用的强度。生球必须具有一定的抗压强度，以承受生球在热固结过程中的各种应力、料层的压力和抽风负压的作用等。

（1）生球（湿球及干球）抗压强度的测定方法

生球直径8-12.5mm；

数量：生产和一般试验，每次不少于10个球；重要试验，不少于20个球。

抗压强度就是垂直加负荷于某某，压下速度不大于10mm/分，当生球出现裂缝时所加负荷的力，取其算术平均值。单位：N/个球。

生球的残余抗压强度：选取10个粒度均匀的生球，在事先选择好的高度上(生球自此高度落下既不破裂也不变形)自由落下3次，然后做抗压试验，破裂时的压力作为残余抗压强度。

生球荷重变形试验：选择直径为12.5mm的生球，施加4.45N的压力测定其变形率。（2）生球抗压强度的要求

生球抗压强度的要求是同焙烧设备的种类有关。

带式焙烧机和链篦机—回转窑，湿球：不小于11.82N/个球；干球：前者，不小于35.28N/个球，后者，不小于44.1N/个球。

竖炉焙烧料层较高，湿球抗压强度 ：＞9.8N/个球，干球抗压强度：＞49.0N/个球。

Luje公司：生球落下3次后的残余抗压强度应大于原有强度的60％。Hanna公司规定生球在4.45N负荷下的变形率应小于5％～6％。

对生球落下和抗压强度的要求，到目前还没有统一的标准。国内、外的球团厂均都根据自身的工艺过程、焙烧设备、原料条件制订标准要求。生球热稳定性： 生球的热稳定性，称之“生球爆裂温度”：生球在焙烧设备上干燥受热时，抵抗因所含水分（物理水与结晶水）急剧蒸发排出而造成破裂和粉碎的能力，或称热冲击强度。

在焙烧过程中生球从冷、湿状态被加热到焙烧温度的过程是很快的，生球在干燥时便会受到两种强烈的应力作用—水分强烈蒸发和快速加热所产生的应力，从而使生球产生破裂式剥落，结果影响了球团的质量。1、生球爆裂温度的测定方法

生球爆裂温度的测定：选用生球直径10～16mm，数量为20个，指标：产生裂缝球团的百分率，在管式炉中测定。

（1）静态法：在反应管中不通热风，只改变温度，所以得到的结果与生产实际相差较大，目前一般已不采用。

（2）动态法：在反应管中通入不同温度的热风，管中不仅有温度变化，而且有一定的气流通过。气流速度有1.2、1.6、1.8、2.0m/s等几种（试验时应固定某一种流速）。具体方法是将生球(大约20个)装入容器，以一定的气流速度(工业条件时的气流速度)向容器内球团层吹热风5min。生球破裂温度试验装置

1—丙烷；2—通风机；3—流量计；4—空气压力计；5—丙烷压力计；6—烧嘴；

7—一次空气烧嘴；8—二次空气烧嘴；9—试样；10—高温计；11—温度测量仪试验从250℃开始做起，根据试验中生球的情况，可以用增高或降低介质温度(±25℃)的方法进行试验。

干燥气体温度可用向热气体中掺进冷空气的方法进行调节。破裂温度用试验球团有10％出现裂纹时的温度来表示。

要求对每个温度条件都必须重复作几次，然后确定出破裂温度值。生球粒度： 生球的粒度组成是衡量生球质量的一项重要指标，合适的生球粒度会提高焙烧设备生产率，降低单位热耗。

近年来球团粒度逐渐变小，生产实践表明，粒度为6.4～12.7mm的球团较理想。它可使干燥温度由315℃降低到204℃，从而延长炉篦的寿命，提高产量，燃料用量减少。

在高炉中由于球团粒度均匀，孔隙度大，气流阻力小，还原速度快，为高炉高产低耗提供了有利条件。

大多数生产厂家都以生产6～16mm的球团为目标。生球粒度组成，国外，使用计算机模型求出：

10mm直径球团的焙烧时间为最短；

12mm直径的球团所需冷却时间最短；

11mm直径的球团整个焙烧过程所需的时间最短。

原因：球团的氧化和固结时间与球团直径的平方成正比。

但直径很小的球团会增加料层的阻力，当压差不变时，气流量下降，所需的焙烧过程将延长。当球团直径较大时，比表面积下降，需要较长的焙烧周期。

球团直径对焙烧单位热量的影响：焙烧直径为8mm球团需要的单位热耗约为1758kJ/3彛槐荷?6mm直径的球团单位热耗上升到大约2345kJ/3彙４由�产能罼XXXX矫娑�言，最佳的球团直径�?1mm，从单位热能消耗方面来看，球团直径应尽可能小。（1）生球粒度的检测方法

我国规定＞5mm以上粗粒级的筛分测定采用方某某，规格有：5×5；6.3×6.3；10×10；16×16；25×25；80×80mm七个级别，对球团来说，6.3、10、16、25mm为必用筛。

筛底的有效面积有400×600mm和500×800mm两种。筛分方法和设备，可用人工筛分和机械筛分，但机械筛分应保证精确度与严格手筛的结果相差不大于手筛结果的1%。（2）最佳生球粒度的确定

大球团还原时间比小球团要多得多，小球团的还原性比大球团好。这意味着在高炉炉身上部可比的停留时间内，较小的球团比较大的球团更早地达到一定的金属化率。

根据试验结果，最佳的球团直径约为10mm：

10—16mm的粒级含量最低不少于85%。

-6.3mm的粒级含量最高不超过5%。

+16mm的粒级含量最高不过过5%。

在10—16mm的粒级含量中，10—12mm粒级含量应某某45%以上。球团粒度的平均直径不应超过12.5mm。

生球水分 生球水分主要对干燥和焙烧产生影响。

适宜的生球水分与矿石的种类和造球料特性有关，对磁铁矿球团的生球水分，一般在8—10%为宜。测定方法：

称取试样200g ，放入干燥器内(干燥器有普通烘箱、鼓风干燥箱和红外线干燥箱等) ，干燥温度105 ℃，连续干燥到恒重。干燥时间，普通烘箱2小时；鼓风干燥1.5小时；红外线干燥30分钟左右。干燥后立即称其全部重量。水分值：

生球水分%=

式中：W—干燥前试样重量（g）；

W1—干燥后试样重量（g）。11.2.2 成品球团质量要求及标准 化学成分

物理性能

冶金性能

国际标准化组织(ISO)标准；

各个国家的标准如：美国材料试验协会(ASTM)标准、日本工业标准(JIS)、德国钢铁研究协会(VDE)标准、英国标准协会(BSI)标准、前苏联国家标准(OCT)、中国国家标准（GB）等；

其它标准：比利时国家冶金研究中心(CRM)标准、德国伯格哈特法标准等。 中国：GB/T27692-2011高炉用酸性铁球团矿。

XX钢铁***冶金研究所等八个单位参照相对应的IS04695、IS04696、ISO/DP4698三个国际标准制定了符合我国国情的铁矿石还原性检验方法、静态法低温还原粉化性能检验方法、铁矿球团还原膨胀检验方法等三项国家标准。

我国具体质量标准见表8-2，但实际执行中各厂不尽一致。中国球团矿质量标准(1992) 11.2.3 成品球团质量检验方法 化学成分：TFe、FeO、CaO、SiO2、MgO、Al2O3、MnO、TiO2、S、P等。

各成分的含量波动范围要小，根据国家标准规定：TFe0.05%，碱度R0.05。

S和P是钢与铁的有害元素，矿石中含硫升高0.1％，高炉焦比升高5％。硫会降低生铁流动性及阻止碳化铁分解，使铸件易产生气孔。硫会大大降低钢的塑性，在热加工过程出现热脆现象。

Cu、Pb、Zn、As、F及碱土金属对钢铁质量和高炉生也有不良影响。化学分析方法GB—6703—86标准执行。物理性能 一、抗压强度

国际标准ISO4700：把球团矿置于两块平行钢板之 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 f pellet had a little improvement， and Reduction Degradation Index(RDI) ， Reduction Swelling Index(RSI) and reduction-softening behaviour had an obvious improvement along with the increase of the forsterite. (2)提高球团焙烧温度

在料层表面不发生过熔的情况下，提高焙烧温度可提高球团冷态强度及其热还原强度。这是由于高温度可增加渣键的固结，有利于Ca2+扩散，达到均匀分布以及改善赤铁矿结晶条件的原因所致。

在高温焙烧温度的同时，应使球团上下层焙烧均匀。I.Υ.Xoxjiob等人研究指出，用延长焙烧段和提高焙烧段最后风箱温度的办法，可使球团和铺底料界面处温度从1000～1050℃增加到1250～1270℃，以改善质量。Linder试验结果证明：-3mm粉末从211.7%降到20.9%。

目前国内外已把提高焙烧温度发展渣键固结作为改善球团高温冶金性能的重要途径之一。[文章尾部最后500字内容到此结束,中间部分内容请查看底下的图片预览]

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