改进粗球丸的装置及造球方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种包括两个连续的不同阶段的矿石球化方法。
【发明内容】
[0002] 本发明记载了一种明显在两个连续的不同阶段进行的球化方法。在第一阶段，利 用生产制备粗球丸矿（或球丸矿坯料）的常规设备，通过常规方式使用给定类型的矿石或 矿石混合物（例如铁矿、锰矿和其它矿物）生产粗球丸（或生球丸），而在第二阶段应用用 于改进粗球丸的的装置（Device for Improvement of Crude Pellets--"改进粗球丸的 的装置"--下文中简写为"DICP"）。DICP包括包括一个在室温下工作的转鼓，使粗球丸 (或生球丸）硬化和成型。DICP使球丸的耐压和耐磨性提高，此外还有其它好处，例如减少 细料和种料，降低循环装料比例以及获得改善的球丸物理性能，如更高的球形度和密实度， 以及更好的表面光洁度。
[0003] DICP阶段包括具有圆柱形状构造的旋转机电设备，其基本上由一个略有弹性且光 滑的低磨损率的内表面组成，该内表面可为条纹状，被称为成型表面且能够显著改善粗球 丸以及后来加热球丸的物理性能。
[0004] 本发明的一种实施方式还应用于致力于获得任何可导致最终产品的其它矿物或 材料的方法，该产品的组成全部或部分为球形，并且进一步的特征在于保留塑性可进一步 处理。
[0005] 本发明还允许在球丸的表面均匀地使用固体（细磨）、液体或粘结材料，例如铝土 矿、煤、膨润土，和其它用于在将球丸提交至热处理或烧结炉之前为球丸增加其它所需的性 能，或者增加使用矿物球丸或矿石混合物作为原料的后续所关心的工业处理所需的性能。
【背景技术】
[0006] 根据现有技术，对于提取和处理有关的给定矿石或矿石混合物，将那些不能被直 接加入到金属矿石生产炉中的来自矿石的细粉分离出来用于造球方法。在典型的造球方法 中，对这些矿石或矿石混合物的细粉进行初步处理，通过该处理使它们的粒度变得更小，因 为它们被与熔剂一起研磨或者使用分离剂，随后，对这些矿石或矿石混合物的细粉使用粘 结剂以粘结颗粒。
[0007] 球丸由以下工艺制备：通过采用调节湿度获得预先均匀化的混合物，并使用一系 列现有技术中已知的设备对其其进行造球处理，这些设备经常被称为造球转盘或造球转 鼓，在这些设备中微细的颗粒团聚形成球丸（通常称为粗球丸或生球丸），根据后续工艺流 程使用的需要，部分形成中等粒度的球形。
[0008] 此外，这些球丸随后被分类，并被加入到热处理或烧结炉中以便硬化。
[0009] 在造球转盘内处理过程中以及在向热处理或烧结炉的加料过程中，生球丸经常由 于大量的因素而破损，所述因素例如是其必须经过的距离，其经受跌落的高度和次数，传输 带的速度，逆流传输以及许多其它因素。
[0010] 在造球工艺方法的最后，这些球丸被进一步分类以除去细粉，烧结过的无细粉的 球丸最终被用于后续的工业流程。通常，对于铁矿来说，烧结过的球丸通常用于生产生铁或 海绵铁，两者都由用于生产钢的原料构成。
[0011] 在上述方法中，造球转盘包括金属盘或圆形托盘以及刮料设备，所述金属盘或圆 形托盘适合于在倾斜平面进行旋转运动，当矿石被加入到转盘中时，所述刮料设备除了有 利于结合球丸直到获得球丸状产品以外，还有利于通过滚动和粘结运动形成核并使其长 大。在该处理过程中对变量进行调整，目的是在所需的粒度规格范围内确保改进的球形度， 以及在用于随后工业流程的最适合生产的范围内的球丸目标直径。
[0012] 然而，现有技术中的一个不利因素是矿石的连续装料以及在转盘或托盘底部进行 的连续刮料处理，连同其它机构，最后导致最终产品含有显著数量的细粉并且使球丸包括 所需粒度范围之外的球丸，所需粒度范围之外的球丸可占物料总质量的20%以上。当使用 造球转鼓代替该转盘或托盘时该问题甚至更为严重，造球转鼓自身决定了具有非常高的重 新装料的比例，其总量可占到物料总质量的50%以上，所述重新装料的比例为低于和高某 粒度范围的百分比，该比例的物料被返回到破碎过程和造球过程。
[0013] 现有技术中的另一个不利因素是难以获得具有足够球形度的球丸。这是因为以下 事实：在含有大量物料的环境中球丸形成并长大的同时，现有技术已知的一些复杂的机械 和物理工艺过程同时发生。在复杂的造球过程中，成核（nucleation)、合并（或聚合）以及 分层（参见图1)受到关注。
[0014] 这些机理受到各种不同原因的不利影响，所述各种不同原因包括底部和侧边的刮 板的运动，所述底部和侧边的刮板通常位于造球装置中，它们改变成形中的球丸的流动方 向。转盘倾斜和旋转速度，进矿的湿度，以及生产本身也都是影响球丸质量的因素。另外， 低孔隙对于防止凝聚起到了重要作用，因此在进行热硬化工艺之前应当先获得低孔隙。
[0015] 现有技术的另一困难，是难以确保合适且均匀的密实度和构成球丸的矿石颗粒的 组织结构，引发小球产生易碎点或内部区域，当球丸被输送到炉时，所述易碎点或内部区域 可导致裂纹的产生和扩展。如果，一方面，滚动运动时间是这种压实的基础，另一方面，当转 盘内的各个球丸碰撞到转盘的侧边时，这些球丸产生的过大的速度可能导致裂纹的形成。
[0016] 现有技术的另一困难在于，难以确保球丸具有相对于其表面处理而言较低的粗糙 度，因此，这将使它们变得粗糙，并在运输至热处理或烧结炉的过程中容易通过磨损而产生 细粉，并且在烧制后在被移动时容易产生粉尘。这也同样是由在球丸成形时的各种工艺同 时进行所造成的，所述各种工艺包括矿石进料速率和湿度。
[0017] 为了消除或减少这些障碍，目前已提出提出了各种用于造球过程的控制方法，包 括各种参数，如粘结剂的湿度、数量和类型，滚动运动时间，所用细粉的质量的比例和粒度 分布，但每一种方法都具有自身的缺点。
[0018] 在常规的造球转盘或转鼓中已有的时间和条件不足以制造出更接近球形形状的 球丸。因此，如果这些设备的滚动运动时间增加，同时伴随有矿石供给，按照用于成形粗球 丸的机制，这些球丸的平均尺寸增大但无法获得相应的适当的球形度，这是一个已确定的 缺点。
[0019] 现有技术还包括多个阶段造球方法的记载。然而，这些方法的一些常见缺点是需 要中断处理流程（因为为了运输和重装设备部件要引入额外的步骤），或者是需要装配相 同大小的一系列设备或电路，从而导致与占用空间和资源相关的负担。
[0020] 因此，尽管现有技术证实的控制方法旨在改善造球方法，本领域仍然需要在不增 加滚动运动的时间或量、确保减少细粉的产生、并使用数量更少和较不复杂的设备的情况 下，克服与这些方法相关的问题，以便获得更致密和均匀的矿石或矿石混合物球丸。
[0021] 令人惊讶地，本发明发现了：使用两阶段造球方法使粗矿石或矿石混合物球丸的 物理质量得到提高，从而减少了现有技术的不足之处，在所述两阶段造球方法中，在造球转 盘或转鼓中生成球丸和初步处理后有一个额外的处理阶段。
【附图说明】
[0022] 将参照附图对本发明做出进一步讨论。
[0023] 图1是对本发明的两阶段造球方法的有代表性的图示，其显示出两个给定的造球 转盘（given pelletizing disc)与一个用于改善粗球丸的装置（DICP)之间的布置所述两 个给定的造球转盘用于第一初步球丸生产阶段，所述用于改善粗球丸的装置（DICP)由一 个用于额外球丸处理阶段的精整转鼓表示。
[0024] 图2是对本发明的两阶段造球方法的有代表性的图示，其显示出一个供给造球转 盘（giver pelletizing disc)和一个用于改善粗球丸的装置（DICP)之间的布置，所述供 给造