目前,全世界有20多個生產高爐煉鐵和直接還原鐵用壓球機球團礦。球團礦主要生產國有澳大利亞、巴西、美國、加拿大等。
澳大利亞是世界上的鐵礦石生產國和輸出國之一。所產球團礦質量高,不但可供現代大型高爐使用,而且可作為直接還原生產DRI使用。球團礦倍燒都采用天然氣為燃料,產品主要銷到中國、日本和韓國。還有數量可觀的磁鐵精礦,供鞍鋼、首鋼、武鋼以及馬來西亞的鋼鐵生產使用,這些鐵精礦都將作為生產球團礦的原料巴西也是世界上的鐵礦石生產國和輸出國之一。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,而且以細粉礦為主,其粒度都較細,除少量可用于燒結外,大部分都適合于生產球團礦。球團礦產品有供高爐用的,有供直接還原鐵生產用的,有酸性的、堿性的、高娃的、低娃的等等,可滿足各類鋼鐵生產的要求。
北美所產鐵礦石主要是經細磨精選后的精礦,除少量出口外,絕大部分都加工成球團礦供煉鐵使用。為滿足煉鐵精料和直接還原鐵生產的需求,目前在美國和加拿大都有新建壓球機球團廠的計劃。加拿大的球團礦80%供出口,而美國的球團礦基本供本國鋼鐵廠消費。
國外生產壓球機球團礦主要采用帶式倍燒機和鏈篦機一回轉奮。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球團礦。加拿大的球團廠主要采用鏡鐵礦和磁鐵礦生產酸性球團礦,低桂球團礦和直接還原用球團礦。前蘇聯球團廠基本全部釆用磁鐵精礦。巴西的球團廠全部采用帶式倍燒機倍燒赤鐵礦。
近年來,我國球團工藝發展迅速,1990年我國球團礦生產廠家只有15個,年產球團礦545萬t; 1997年底,發展為22家,年產球團礦約1044萬t;到2007年,發展到50多家,年產球團礦達到1.34億t。至今,國內大中型鋼鐵企業都還在擴建或新建球團廠,以適應高爐煉鐵的需要。
就我國球團生產而言,雖然產量有所增加,但不能滿足國內高爐對球團礦的需求,仍需從國外進口大量球團礦,而且,國內球團礦鐵品位與國外水平相比仍有較大差距。導致我國球團礦品位低的原因主要有以下幾方面:其一,原料質量差。我國富礦粉很少,主要以開采貧礦為主,國內鐵礦資源平均品位為 33.0%,低于世界平均品位11個百分點, 90%以上的鐵礦石均需進行選礦使鐵品位提高到球團原料所需的要求。據統計,國產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%,達到8.0%;粒度粗,小于0.074inm粒級含量僅為65.20%,差的僅有50%,且精礦粒度不穩定、水分偏高;其二,膨潤土配比高。國內膨潤土配比平均為3.5%左右,有的企業高達4.0%以上,按照膨潤土配比每增加1%,球團礦品位就會降低0.6%來推算, 成品球團礦平均品位為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,雜質少,含量在90%以上,膨潤土配比均低于1.0%;其三,設備適應性差。我國將近一半的球團礦均是由豎爐生產出來的。鑒于豎爐本身的料倉式結構,對生球的加熱不均勻,導致球團礦培燒固結不均勻,為此,豎爐一般只能用于倍燒磁鐵礦球團或以磁鐵礦為主配加少量赤鐵礦的混合精礦球團,并且要求二價鐵含量不應低于20%。除此之外,豎爐的單機生產能力小,僅為50萬t/a,隨著世界鐵礦市場的競爭日益激烈,各球團廠必須盡可能地降低投資和經營費用,這點可部分地通過采用大型壓球機的設備來達到。
針對以上幾方面的原因,我國各球團廠從以下幾點進行了改進:,采用進口礦為球團原料。進口礦中主要為赤鐵礦,其鐵品位高、雜質少,粒度細, 原料中配加一定量的赤鐵礦后,成品球團礦鐵品位得到一定改善;第二,對原料進行預處理,如球磨、潤磨、高壓輯磨以及配加添加劑,預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,從而進一步提高球團礦鐵品位;第三,增加鏈麓機-回轉奮,淘汰豎爐。鏈篦機-回轉窗不僅能適應各種原料,而且單機產能大,達500萬t/a,倍燒設備簡單,倍燒均勻。
由于磁鐵礦和赤鐵礦本身物化性質存在差異,在預熱和焙燒過程中,兩者的氧化固結機理和工藝操作參數有很大不同。磁鐵礦氧化為赤鐵礦是放熱反應,能夠保證磁鐵礦在倍燒過程中充分氧化;且伴隨晶體結構的變化,使新生Fe203具有很強的遷移能力。呈結晶狀的赤鐵礦,其顆粒內孔隙多,易還原和破碎,但因鐵氧化程度高而難以形成低溶點化合物,培燒性較差,燃料消耗高。
