[科普中国]-圆锥造球机

圆锥造球机(Cone ball making machine)是制造球团矿生球的主要设备，这种造球机的造球方式介于圆筒和圆盘两种造球机之间，造球的滚动原理也相同，造球时，圆锥内部可以产生分级作用，并只排出粒度最大的生球，生球不需筛分。圆锥角度、圆锥直径以及同水平面的倾角都是可调节的。美国伯利恒钢铁公可的一些球团厂，曾在工业中采用过圆锥造球机。

简介圆锥造球机(Cone ball making machine)是制造球团矿生球的主要设备，这种造球机的造球方式介于圆筒和圆盘两种造球机之间，造球的滚动原理也相同，造球时，圆锥内部可以产生分级作用，并只排出粒度最大的生球，生球不需筛分。圆锥角度、圆锥直径以及同水平面的倾角都是可调节的。美国伯利恒钢铁公可的一些球团厂，曾在工业中采用过圆锥造球机1。

圆筒造球机在球团生产的最初年代，它是惟一的造球设备。圆筒造球机的长度通常大于直径的2-3倍，倾角为2°-5°，单机产量大，运转较平稳。但由于造出的球团粒度不均匀，必须经过筛分，因此流程复杂，动力消耗较大2。

圆盘造球机早期用于水泥工业的生料制粒和化肥制粒，直到1949年至1950年，才将其用于铁矿石球团生产。圆盘造球机是由中心轴、圆盘和安在盘面上的刮刀及加料、加水装置所组成，圆盘由钢板制成，直径2~7.5m；大型造球机还专设托轮将盘边托住，圆盘转动是由电动机带动中心轴旋转来完成的。圆盘造球机的最大优点是球团粒度均匀、不需过筛、质量轻、电耗小。但单机产量低，当圆盘尺寸较大时，运转不够平稳。使用圆盘造球机，生球粒9-15mm的粒级可占85%-92%，小于5mm粒级的粉末低于3%2。

球团矿固结机理在300~800℃的温度下，磁铁矿被氧化，生成Fe2O3微晶。新生成的Fe2O3微晶具有高度的迁移能力，促使微晶长大形成连接桥(又称Fe2O3微晶键)，将生球中各颗粒互相粘结起来。但这种徽晶的长大非常有限，所以此时球团强度不高，只有当生球在强氧化性气氛中，加热到1000-1300℃时，Fe2O3的微晶才能够再结晶，长成相互紧密连成一片的赤铁矿晶体，这时球团强度达到最高；若加热温度高于1300℃时，则由于下列反应，而使颗粒之间的固结作用减弱。所以，磁铁矿球团在强氧化性气氛及1100-1300℃的焙烧温度下，其颗粒之间形成晶桥，微晶长大，以及发生再结晶，是球团矿固结的基本形式。但在焙烧过程中，精矿中的脉石矿物以及配加的各种添加剂(如皂土、消石灰、白云石等)，有的熔化成液态渣相，有的与铁矿物反应形成硅酸盐、铁酸钙等低熔点的矿物，这些渣相均有助于球团矿的固结。

在赤铁矿球团焙烧过程中，球团矿的强度也是通过晶粒长大和再结晶来提高的。但这是一个比较困难的过程。晶体的长大只有在1200℃以上时才能观测到。在此温度下，矿石颗粒及球团结构，都一直保持其原有形态。各颗粒虽彼此靠近，但无任何连接，只有在1300℃时，赤铁矿颗粒才结晶，过程进行非常缓慢。若要使赤铁矿内形成足够的键桥，则需在最佳焙烧温度下，焙烧较长的时间。这就影响了球团焙烧设备的产率。如果焙烧温度过高(高于1300-1350℃)，则会引起Fe2O3的分解，导致球团矿强度下降1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学