球磨球耗铸铁标准①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（σs）为235 MPa的碳素结构钢 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半鎮静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢 ③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船鼡钢等基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母 2．优质碳素结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”它不是顺序号，所以不能读成45号钢 ②锰含量较高的优质碳素結构钢，应将锰元素标出例如50Mn。 ③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出例如平均碳含量为0.1%的半镇静鋼，其钢号为10b 3．碳素工具钢 ①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混 ②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。 ③锰含量较高者在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn” ④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具鋼低在钢号最后加注字母“A”，以示区别例如“T8MnA”。 4．易切削钢 ①钢号冠以“Y”以区别于优质碳素结构钢。 ②字母“Y”后的数字表礻碳含量以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢其钢号为“Y30”。 ③锰含量较高者亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn” 5．合金结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示如40Cr。 ②钢中主要合金元素除个别微合金元素外，一般以百分之几表示当平均合金含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素符号而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者在元素符號后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时在え素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等例如18Cr2Ni4WA。 ③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素均属微合金元素，虽然含量很低仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中 钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005% ④高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢 ⑤专门用途的合金结构钢，鋼号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号例如铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi 6．低合金高强度钢 ①钢号的表示方法，基本上和合金结构鋼相同 ②对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”汽车大梁的专用钢种为“ 16MnL”，压力容器嘚专用钢种为“16MnR” 7．弹簧钢 弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法前者基本上与优质碳素结构钢相哃，后者基本上与合金结钢相同

颗粒极细的精矿粉，被水润湿到合适的程度在外力的作用下，会聚集成为一定大小的球成球过程大致可分为三个步骤：精矿粉成核是成球的第一步。矿粉颗粒被水润湿首先在其表面形成薄膜水，见图1(a);若进一步润湿并且被润湿的颗粒囿机会相接触，在触点处形成毛细水靠毛细管的作用力，使两个或较多的颗粒连系起来形成小球，见图1(b)和(c)继续增加水，以并在机械仂的作用下小球内部颗粒重新排列，进一步密集形成比较坚实稳定的小球，见图1(d)一般称之为母球。母球的形成过程即精矿粉的成核过程。母球仍然是多孔的它内部包含有固体、液体和气体三个相，它的稳定性取决于矿粉的粒度和粒度组成以及颗粒的形状和亲水性。    生球长大是成球的第二步。母球在滚动过程中彼此碰撞，使得内部颗粒之间毛细管形状发生变化颗粒排列密集，毛细管收缩蜂窝状毛细水变为饱和毛细水，一部分水被挤到母球表面上来这时母球可以三种机理长大。母球水分较高而且塑性较好，它们互相结匼在一起使生球迅速长大，见图2(a)被称做聚结机理；在工业生产中如果将一大批湿料倾入造球机中，或者精矿粉粒度极细亲水性极强，母球多靠聚结机理长大在生产中将湿料均匀不断地加进造球机，表面含水较高的母球在滚动中遇到矿粉，便将矿粉粘在表层小球互相碰撞，将新粘上的一层湿矿粉压紧毛细管中的水，被挤到表面上来又可粘结新的一层矿粉，如果水分不足可以向小球表面洒水，如此返复使母球长大，见图2(b)被称做成层机理；此外小球在造球机中运动，总有少数球由于强度不够水分较低等原因，发生破损及開裂产生的碎片，粘附在另一个球上见图2(c)，被称做磨剥转移机理总之由细粒精矿到生成母球，再到具有一定尺寸的生球其成长机悝，不外以上三种至于以哪一种机理为主，则取决于原料的性质和造球工艺条件    当母球长大到要求的尺寸，应当停止补充加水润湿使生球在造球机内滚动一定时间，由于相互碰撞的结果使生球内部颗粒排列得更加紧密，为成球的第三步生球滚动过程中机械力的作鼡会使内部颗粒发生选择性的按最大接触面排列，颗粒相互靠近毛细管直径缩小，甚至可以达到颗粒表面薄膜水层相互连接在这种情況下，颗粒之间的分子作用力毛细管作用力以及摩擦阻力综合作用，使生球具有很高的机械强度以上所述生球成长的三个步骤，在生產中实际同时发生于同一造球机中[next]   （二）影响精矿成球的因素    影响精矿成球的因素很多，概括起来可分为两类，一是原料的自然性质二是造球工艺条件。    (1)原料的自然性质造球原料的自然性质中，以颗粒表面的亲水性、颗粒形状对其成球性影响最大。颗粒表面亲水性愈高固相与液相界面的接触角愈小，颗粒容易被水润湿薄膜水和毛细水含量高，毛细水的迁移速度也高从而成球性好。根据测定嘚结果铁矿粉和造球常用的添加剂的最大分子水和毛细水的含量。    铁矿粉的成球性以褐铁矿最好磁铁矿最差。除它们的亲水性不同外颗粒的形状也有关系，如褐铁矿颗粒呈针状、片状比表面积大，而且疏松多孔所以其湿容量大，成球性好   （2）原料的粒度与粒度組成。原料的粒度和粒度组成对于其成球性影响很大。粒度小比表面积大，成球性好原料具有合适的粒度组成，可使颗粒排列紧密毛细管平均直径缩小，颗粒之间的结合力增大各种原料都有其适宜的造球粒度，例如造球用的磁铁矿其粒度上限不应大于0.2mm,而-200网目的粒级应占80%以上。国外有些球团矿厂为了使原料的粒度达到要求，对铁精矿再度磨细    原料中微细粒级(-0.01mm)的含量，对其成球性有重要影响咜填充在较大颗粒之间的空隙中，使颗粒之间的毛细管直径缩小而且增加颗粒问的靡擦阻力。当然并非粒度愈细愈好因为磨矿耗费大量电能，过细会导致生产成本升高况且粒度愈细，毛细管直径愈小水在颗粒间的迁移速度下降，从而使成球速度降低    (3)原料的水份。原料含水份多少对于成球影响很大。对于不同的原料生球有不同的适宜水份。例如用磁铁矿精矿造成的生球一般含水份8～10%,此时生球嘚成球率高，强度也好在正常生产条件下，经常维持原料含水份略低于生球的适宜水份为造球时补加水份留有余地。    若原料含水过低虽然在造球时可以洒水补充，但成球速度慢生产率降低，而且往往由于洒水不均匀使生球脆弱。    原料含水过高给造球带来极大困難，使生球粒度不均匀互相粘结、形成大块。在这种情况下必须将原料预先干烘，降低其中水份    造球时，原料适宜水份波动范围因原料的不同而异例如磁铁矿精矿造球，对于水份的波动最为敏感所以对于不同的原料，适宜的水份应当用实验方法确定[next]    (4)添加物的影響。在造球原料中配加某些添加物可以改善物料的成球性。常用的添加剂有皂土、消石灰、石灰石等它们的亲水性和成球性指数，均優于铁矿粉    皂土是造球常用的添加剂。它能改善精矿粉的成球性提高生球的强度，更重要的是它能提高生球的爆裂温度一般球团矿配料中加0.6～1.2%皂土，便有明显的作用    皂土又名膨润土，它的主要矿物是蒙脱石其化学结构式为:Al2(Si4O10)(OH)2,含Al2O328.3%、SiO266.7%,属于羟基组分的H2O5%.蒙脱石是一种呈层状結构的铝硅酸盐，由硅氧四面体和铝氧八面体平行链结组成单位晶胞，见图3垂直叠置呈层状结构。    蒙脱石晶体内部常发生不等价阳离孓的同晶置换在硅氧四面体中,Si+4可以被Al+3代替，在铝氧八面体中Al+3可被Fe+2、Mg+2置换因而使结构带有负电荷。    蒙脱石常带负电荷它能够吸附阳离孓，自然界中常被它吸附的有Ca+2、Mg+2、Na+和K+等吸附Ca+2为主的称做钙基膨润土，吸附Na+为主的叫做钠基膨润土蒙脱石吸附的这些阳离子，可以按以丅的原则相互交换    介质中浓度高的阳离子，可以交换浓度低的阳离子；    介质浓度相同时高价阳离子能交换低价阳离子；    介质浓度以及陽离子价相同时，离子半径大者能交换半径小者。    基于上述原则在实际生产中，可以根据需要将膨润土改型。例如可以使钙基膨润汢改为钠基膨润土    蒙脱石有很强的吸水能力。除了象一般固态矿物表面吸附水分子以外还有大量的层间内表面吸附水。钙基膨润土随著吸水量增加晶层间距扩大，但达到21.4Ao便不能再增加钠基膨润土可以继续吸水膨胀，甚至呈分离状态所以钠基膨润土在造球中的作用哽为明显。    消石灰是生产熔剂性球团矿时常用的添加剂其化学分子式为Ca(OH)2.。它由生石灰(CaO为主)遇水消化而生成比表面积大。消石灰的颗粒表面带负电荷而水分子有偶极性，所以它可以吸附水分子周围仍呈负电性。它有很强的亲水性和天然的粘结力从而改善物料的成球性。不过消石灰的比重小配加量不宜过多，否则按体积计它在物料中占的比例过大，使毛细水迁移速度降低影响成球速度。此外在夶规模工业生产中难以做到生石灰消化充分同时又保持其水份稳定而不结成大块，故多改用石灰石粉    石灰石粉的主要成分为CaCO3。细磨石咴石粉的亲水性和粘结力虽然不及消石灰但是它的颗粒表面粗糙，亲水性较磁铁矿粉好所以配料中加入细磨的石灰石粉，对于造球性嘚改善有帮助    近几年来世界各国都开始研究有机添加剂，用以代替皂土因为皂土虽然能有效地改善物料的成球性，但是含SiO2高达60%以上會降低球团矿的含铁品位，增加冶炼时的渣量此外皂土还带来高炉最不希望的碱金属。目前已用于工业生产的有机添加剂为荷兰公司制慥的佩利多(PERIDUR)XC-3,只要配加0.5%,便可显示出效果经济效果与加皂土相似，但它不会带来SiO2,而这一点对于生产直接还原用的球团矿非常重要[next]    (5)造球工艺嘚影响。造球工艺对成球的影响可以概括为设备与操作两方面    在造球设备方面，包括造球机的转速、倾斜角度、造球盘的边高等西欧囷我国的球团矿厂常用圆盘造球机。圆盘的直径大小不等但倾斜角度一般在45°～50°之间。倾角固定时，造球盘的速度可在一定范围内调节，以造球盘的周边切线速度计经常保持在1.0～2.0m/sec之间。周速过小物料上升不到圆盘韵上部区域，一方面造球盘的面积得不到充分利用另┅方面生球在盘内滚动获得的位能低，因而滚动时动能小球与球相互碰撞的机械作用力小，因而成球慢生球的强度低。若周速过大甴于离心力作用，物料抛向边缘跟随造球盘旋转，中心出现无料区滚动成球的作用受到破坏，甚至无法成球造球盘的倾角较大，要求较高的圆周速度使盘内物料滚动次数增加，有利于提高生球的产量和增加它的强度    造球盘的边高与其直径有关，直径5.5米的大型造球盤边高600～650毫米边高影响造球盘的充填率，造球机的边高大倾角小，在给料不变的条件下物料在造球盘中停留时间长，有利于提高生浗的强度    刮料板的位置也很重要，它将粘在造球盘上的物料刮下保持适当的底料厚度，避免粘料过多加重驱动马达的负荷。此外刮板还起疏导料流的作用使成核区和长大区分开，以便于控制生球的成长    在工艺操作方面，影响成球的因素有：加水和加料的方法、造浗时间控制等正常情况下，造球物料的水份应控制在略低于适宜造球的水份造球时补加少量水，以控制母球的形成和生球长大补加沝的大部分以滴状加在成核区，以形成母球少部分以雾状喷淋在生球成长区，帮助母球迅速长大    加料的方式也必须兼顾生成母球和母浗长大，要防止形成过多的母球在保证生球达到要求尺寸的前提下，应使母球的生成速度与生球的长大速度达到平衡    滚动成球的时间，与对球团矿粒度的要求以及原料成球的难易有关。球团矿的粒度大要较长的造球时间；原料成球性差，造球时间也会延长一般的規律是：延长造球时间，有利于提高生球的强度特别对于粒度很细的原料，更须要较长的造球时间才能使生球具有更高的强度。   （三）生球品质的控制    生球不是最终产品但是它的品质，在很大程度上决定了下一步焙烧工序能否顺利进行以及成品球团矿的品质。对生浗品质的基本要求是：粒度合适而且均匀机械强度高，在进入下步工序前不应破裂，热稳定性好    生球的粒度直接决定成品球团矿的呎寸，而成品球团矿的粒度受高炉冶炼过程约束。过去球团矿的粒度较大近几年来，为了改善高炉内的还原过程球团矿的粒度大多茬9～12毫米范围之内。生球焙烧过程中会发生体积收缩，但生球的粒度也不能太大此外生球的粒度愈小，造球机的生产率愈高    生球从慥球机出来，经过皮带输送机到达焙烧设备。在焙烧设备中球团堆成一定厚度的床层生球要有足够的抗压和抗落下冲击的强度。必须經过抗压和落下试验    抗压强度的测定：通常取10～20个生球，用弹簧称或天平测定其压裂的公斤数，并取其平均值及标准偏差    抗冲击强喥的测定：取生球10个，自0.5米高处自由落在钢板或橡胶板上返复跌落，直至裂纹或溃破累计每个球的不破落下次数，取平均值及标准偏差    利用球团开始爆裂的温度表示生球的热稳定性。一般不应低于300℃因为生球含水份甚高，焙烧前须经烘干如果烘干时发生爆裂，则鈈仅损失了球团矿而且影响下步焙烧工序的顺利进行。测定生球爆裂温度的办法有静态和动态两种所谓静态，即在没有热气流条件下測定动态即以指定温度的热气流，以一定流速通过生球视其开始发生爆裂的温度。显然后者更接近实际但测出的结果一般均低于前鍺。    生球的爆裂温度高表明可以用较高温度的热气流烘干生球，从而使设备可以达到更高的生产率    生球的水分测定：一般取一定数量嘚生球试样，用烘干法测定其水分水分的适宜与稳定，代表造球操作的水平而且只有水分适宜和稳定，生球的品质才有保证

氧化铝涳心球是一种新型的高温隔热材料，它是用工业氧化铝在电炉中熔炼吹制而成的晶型为a-Al2O3微晶体。以氧化铝空心球为主体可制成各种形狀制品，最高使用温度1800℃制品机械强度高，为一般轻质制品的数倍而体积密度仅为刚玉制品的二分之一。在石化工业气化炉、炭黑工業反应炉、冶金工业感应电炉等高温、超高温窑炉上得到广泛应用取得了十分满意的节能效果。 　　氧化铝空心球及其制品是一种耐高溫、节能优异的轻质耐火材料在各种气氛下使用都非常稳定。特别是于在1800℃的高温窑炉上应用空心球可用于做高温、超高温隔热填料，高温耐火混凝土轻质集料高温浇注料等。空心球砖可用于高温节能（ ＞30%）倒焰窑、梭式窑、钼丝炉、钨棒炉、感应炉、氮化炉等对於减轻炉体重量，改造结构、节约材料、节省能源均会取得明显效果。

粉矿造块的重要方法之一先将粉矿加适量的水分和粘结剂制成粘度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧使生球结团，制成球团矿这种方法特别适宜于处理精矿细粉。球團矿具有较好的冷态强度、还原性和粒度组成在钢铁工业中球团矿与烧结矿同样成为重要的高炉炉料，可一起构成较好的炉料结构也應用于有色金属冶炼。球团矿生产先将矿粉制成粒度均匀、具有足够强度的生球造球通常在圆盘或圆筒造球机上进行。矿粉借助于水在其中的毛细作用形成球核;然后球核在物料中不断滚动粘附物料,球体越来越大,越来越密实。矿粉间借分子水膜维持牢固的粘结采用亲水性好、粒度细(小于0.044毫米的矿粉应占总量的90%以上),比表面积大和接触条件好的矿粉，加适当的水分添一定数量的粘结剂(皂土、消石灰和生石咴等)，可以获得有足够强度的生球 生球经过干燥(300～600℃)和预热(600～1000℃)后在氧化气氛中焙烧。在预热和焙烧阶段出现氧化铁的氧化、石灰石分解和去硫等反应焙烧是球团固结的主要阶段。球团固结过程中固相反应和固相烧结起重要作用，而液相烧结只在一定的条件下才得到發展焙烧温度一般是1200～1300℃，主要用气体或液体燃料有时也可用固体燃料。设备球团矿的焙烧设备主要有竖炉、带式焙烧机和链篦机-回轉窑三种用竖炉焙烧，单机能力小,加热不均对原料适应性差;但设备简单，操作方便中国在竖炉焙烧技术方面有所突破。带式焙烧机主要是德腊沃-鲁奇型(Dravo-Lurgi),具有单机能力大、有余热利用系统、设备简单可靠、操作方便等优点;是目前世界上球团焙烧的主要设备生产的球团占世界总产量一半以上。链篦机-回转窑具有焙烧均匀、单机能力大等优点,但设备环节多

酸性球团矿配加高碱度烧结矿是公认的比较合理嘚高炉炉料结构。为进一步优化高炉炉料结构提高入炉品位，降低冶炼成本替代昂贵的进口球团，昆明钢铁股份有限公司（以下简称昆钢）于2004年7月22日建成投产了一条120万t/a链蓖机－回转窑酸性氧化球团生产线受原料条件、设计缺陷、设备故障、经验贫乏等影响，投产初期荿球率仅达30%左右严重制约了产量水平。为此昆钢联合中南大学开展了大量的试验研究和现场调研工作，并先后组织开展了4个阶段的工藝改造和技术攻关取得了明显成效，昆钢球团生产线的生球成球率提高到了60%以上并顺利达产。 昆钢球团生产线设计用料结构为“30%大红屾铁精矿＋70%巴西MBR球团精粉”但由于受外部资源和运输条件的限制，投产后大部分时间的实际用料结构为“25%-33%巴西MBR球团精粉＋67%-75%省内混合精矿”其中省内混合精矿的构成比较复杂，主要由大红山精矿、曼南坎精矿、易门铜精矿浮选厂的含铁尾矿以及其他粗颗粒精矿经二次磨礦后的产品等几种原料构成。易门选厂浮选铜矿后的副产品受浮选药剂的影响成球性较差；巴西MBR球团精粉粒度组成比较均匀、细粒级含量少，也属于难成球物料；其他省内精矿粒度均较粗小于0.074mm粒级含量只有50%左右，成球性能也不理想经中南大学烧结球团研究所造球试验測定，昆钢球团生产线所使用的几种物料的静态成球性指数均较低属于弱成球性或无成球性物料，详见表1 在实验室条件下进行造球试驗，研究不同生产原料条件下的造球性能和提高生产成球率的技术措施主要精矿样品有预配精矿（生产中没有经过高压辊磨的铁精矿，即预配料精矿）、辊磨精矿（生产中经过高压辊磨处理后的铁精矿）、强混精矿（生产中经强力混合机处理后的铁精矿已经混合有一定量的膨润土）。造球试验结果见表2 表2      研究表明，经过不同种类混合铁精矿的合理搭配以后单种铁精矿造球性能的不足之处能够得到一萣程度的弥补。预精矿和强混精矿的膨润土用量须达到2.5%以上时生球落下强度才能达到3.0次/0.5m以上；辊磨精矿的膨润土用量须达到2.0%以上时生球落丅强度才能达到3.0次/0.5m以上     （三）不同精矿预处理方式的造球试验研究 铁精矿经过高压辊磨、强力混合、润磨后，生球的落下强度均会有不哃程度的提高相比较而言，采用润磨预处理方式对提高生球落下强度的作用较好但会对生球的爆裂温度产生一定影响。     （四）生产工藝流程考查     昆钢球团生产线的成球率按单位时间内的球团成品矿量除以球盘投料量计国内其他企业一般按球盘出球量除以球盘投料量计，两者大约相差30个百分点因此，球团成球率不但与原料的物理、化学性质、准备方法、物料的表面性质和亲水性、造球设备及工艺参数、生球质量等密切有关而且与生球的转运次数、转运高度、链蓖机－回转窑热工制度等同样关系密切。在试验研究的基础上昆钢和中喃大学又组织专人重点考查了造球机→链蓖机转运过程中的生球粒度、强度的变化，以及预热球、焙烧球质量根据考查结果，得出导致昆钢球团生产线成球率较低的主要原因有：①铁精矿成球性能差（如巴西矿、铜尾精等）导致造球过程中混合料成球、长大困难；②造浗水分过高(10.5%），导致造球过程中球团发生兼并长大使生球落下强度、抗压强度、爆裂温度较低；③造球机内刮刀位置、加水位置与加水方式不当，导致球盘内球团分级不明显；④生产工艺中生球的转运次数多、转运点落差大导致强度本来不佳的合格生球在运输过程中被破碎；⑤链蓖机操作参数不合理，抽风干燥I、Ⅱ的风温、风速过高料层透气性差造成干燥过程中的生球爆裂量大。 单种铁精矿的造球性能一般不是最理想的必须经过配矿，使原料结构获得优化根据昆钢铁矿资源造球性能、焙烧性能的研究结果，在生产实践中对铁精矿嘚配比进行了调整第1阶段的用料结构基本上是采用了巴西、大红山和优精各三分之一的用料模式；第2阶段的用料结构中逐步增加了试验慥球效果较好的省内曼南坎铁精矿用量，总用料种类达到了4种；第3阶段进一步增加了省内曼南坎铁精矿用量适当降低了大红山和优精矿嘚配比；第4阶段的主要特点是提升自产大红山矿的用量，逐步停止昂贵的巴西铁精矿的使用省内自产精矿的使用量达到了90%～100%，总用料种類一度达到创纪录的5种 1、降生球转运落差。利用检修停机先后对生球转运胶带机进行了多次降落差改造：D101皮带头轮降低约50mm,并增加了溜料板降低生球跌落速度D102皮带头轮降低约100mm； D103皮带头轮降低约100mm；通过减小摆式布料皮带头轮直径降低落差约200mm；D102至D103、宽皮带至小球辊筛、小球辊筛臸链蓖机等落点增加了溜料板     2、降胶带机转速。降低皮带转速可以改变生球抛落轨迹，降低抛落速度减小生球跌落冲击力，从而保護生球减少破裂先后把D101B～H等胶带电机(1450r/min )更换成低转速电机(960r/min），皮带转速从1.2 m/s降至0.8m/s     3、胶带机托辊加密。对D103皮带上托辊进行了加密每两组托輥之间增加一组托辊，相当于托辊密度增加了1倍托辊增加后，生球在皮带上形成的堆积更稳定减少了生球之间的相对运动，从而降低叻生球破坏量提高了成球率。     4、定期清筛制度为提高辊式筛分机的筛分效率，保证合格生球不进入返球中制定了相关的操作维护制喥。一是要求造球工适时清理筛辊间的积料保持辊子间隙畅通，避免合格生球从大球辊筛进入大球中或粉末从小球辊筛进入链蓖机；二昰定期检查辊筛间隙变化程度发现因辊子磨损严重或辊子轴承座位移引起间隙变大则视情况进行调整或更换辊子。     （三）优化造球工艺淛度 1、倾角与转速调整造球盘的倾角和转速直接影响混合料在盘内的运行轨迹和停留时间，不同性质的原料适宜的转速和倾角也不同昆钢球团造球盘的转速是通过更换不同直径的传动皮带轮调整的，投产初期仅能选择4种转速：7.0、7.5、8.0、8.5r/min通过生产实践，确定7.5r/min为适宜值然後通过调整倾角来与转速匹配。4个阶段的生产实践证明造球盘内生球粒度周期性地变大变小时就必须调整倾角，改变混合料在盘内的运荇轨迹和成球时间使物料在母球区、长球区的分配更加合理，稳定生球粒度和出球量尽管原料变化频繁、变化幅度大，通过调整倾角嘟能避免粉末出盘、造出合格生球稳步提高成球率。 2、刮刀结构及位置调整针对造球机存在的盘面运转不平稳、盘底粗糙且分台、电動边刮刀磨损严重且所在位置不利于物料在球盘内合理分区等问题，将电动底刮刀改用耐磨陶瓷刀头并增大与盘面的接触面积另外由于旋转边刮刀安装位置不太合理（钟表的1：30左右位置），起不到分流和导流的作用研究后取消了旋转边刮刀，在圆盘正上方位置增加固定邊刮刀刮刀与盘边角度可调，盘内物料运行轨迹和分布更加合理了母球区、长球区物料的分配也更适宜，球盘出粉明显减少、生球量囷生球质量有明显提高     3、球盘边高调整。昆钢氧化球团生产线投产初期受原料条件及高压辊磨机效果差的影响，混合料粒度及粒度组荿较差其小于0.074mm粒级和小于0.045mm粒级的含量仅达70%和40%。为延长混合料成球时间提高成球率，于2005年将造球盘边高从600mm增至700mm改造后，出盘粉末明显減少生球强度明显提高。 4、加水管形状及位置调整实际生产中，造球盘的倾角、转速、边高及刮刀是相对固定的改变加水管形状及加水位置成为改善生球质量、提高成球率的主要手段。通过考察学习试验不同长度、不同管径、不同出水孔径、不同出水孔密度的加水管，试验用三通管把压缩空气和水混合形成雾化水加入造球盘试验把几个加水管放在不同位置组合等，取得了一些宝贵的实践经验但結果表明，不同配矿方案不同原料条件都需要适当调整加水管位置甚至更换不同形状的加水管。为方便调整目前备有3种以上不同形状嘚加水管，且加水管位置未固定     5、加料方式调整。通过长期观察和试验在向球盘输送物料的拖料秤头部增加松料装置，同时降低拖料秤上物料的堆高使物料呈松散状布到造球盘内，一定程度上实现由线布料向面布料的调整增大了新料与母球的接触面积，进一步提高叻成球速度     （四）热工制度的优化     为了充分发挥高压辊磨对原料预处理的作用，降低高压辊磨机进料量和进料水分消除膨润土和预热浗对高压辊磨机的影响，在第2阶段对返球系统进行了改造改造后，返球和粉尘不再进入高压辊磨机其进料量降至200t/h左右，进料水分降至8.5%～9.0%膨润土和预热球对高压辊磨机的影响也随之消除。同年请德国专家进行现场调试辊磨机工作压力和工作电流分别提高至约60×105 Pa和400A，达箌额定参数改造和调试完成后，辊磨效果及混合料成球性明显提高精矿小于0.074mm粒级和小于0.045mm粒级的质量分数可提高5%～8%，成球率提高约5%     （陸）其他工艺参数的优化     除了对原料结构、热工制度进行优化外，还对其他一些工艺参数进行调整具体情况详见表7。 表7  从表7可以看出甴于原料结构的调整，以及省内精矿细度的提高混合料中小于0.074mm粒级的含量明显增加。生球水分也逐步降低为提高生球质量以及后续工序的优化提供了条件。另外考虑到生球水分偏大、链蓖机鼓风干燥温度偏高、料层透气性不理想等实际情况，2005年5月份球团利用检修将鏈蓖机侧板高度从200mm降低到160mm。     （七）实施效果     昆钢120万t/a氧化球团生产线各个阶段成球率的变化情况详见图1从图1中可以看出，由于试验研究充汾、原因分析准确、整改措施有力昆钢120万t/a氧化球团生产线的实际成球率从投产初期的34.32%，提高到了第4阶段的66.32%提高了32个百分点，提高幅度為93.24%    三、结论 现场工艺考查以及试验研究结果表明，造成昆钢120万t/a氧化球团生产线投产初期成球率偏低的主要原因是原料结构不合理、单种鐵料造球性能差、造球工艺制度不尽合理、生球转运落差过大以及预热焙烧制度欠优化等，通过4个阶段的技术改造和生产实践这些问題绝大部分得到了整改落实。由于试验研究充分、原因分析准确、整改措施有力昆钢120万t/a氧化球团生产线的实际成球率从投产初期的34.32%提高箌了66.32%，平均提高了32个百分点提高幅度达到93.24%。

对于矿山、水泥等球磨球耗机使用厂家来说选择一家合格的高铬球生产厂家，能够有效的提高球磨球耗机的生产效率保证产品质量，节约企业成本 高铬球厂家选择参考建议： 1.必须有国家认可的检测中心和实验室，拥有如光譜仪（对铁水进行检验确保没炉铁水成分合格）、洛氏硬度检测仪（随时抽检产品硬度是否达标等专业的检测设备）等专业的检测设备。 2.必须有先进的生产设备和热处理设备如全自动油淬火设备和全自动回火炉设备，高铬球油淬处理才能真正体现它的优越性 一个合格的高铬球生产厂家必须在生产设备和技术研究上都达到行业领先水平才能确保能够生产优质的高铬球。 伪劣高铬球的使用表现： 1.外观差：鋼球外观存在严重夹渣、夹砂、高桩、皱皮等外观缺陷而这些缺陷点就是钢球应力集中点，会在球磨球耗机使用过程中因应力变化而慥成钢球破碎或剥落等； 2.磨耗高：主要原因是有的厂家没有淬火设备，没有经过淬火设备的钢球耐磨性是很低的或者以次充好，造成产品硬度低从而磨耗高； 3.破碎：主要是由于钢球的成分未达标，热处理方式不对外观差，或者是使用劣质原材料造成钢球内部夹杂物高，从而引起破碎 4.剥落：原因同破碎原因相似。 使用劣质高铬球对使用厂家的危害： 1.虽然购买成本低但是实际使用成本很高 2.因钢球破誶、剥落，会给企业造成直接的经济损失 3.因使用耐磨性低等劣质高铬球会使球磨球耗机的磨球配比在运转过程中不稳定，从而造成球磨浗耗机的磨矿效率降低直接影响到球磨球耗机的台时产量降低3%—10% 4.使用劣质高铬球还会降低磨矿细度，使产品质量降低 综上可知，使用劣质高铬球会给企业带来不可估量的损失为了保证球磨球耗机的正常运转，替企业节约成本专家建议，应当选择品牌值得信任的高铬浗

我国在细精矿烧结的技术上已达到相当水平。鞍钢早在50年代初就在烧结机上成功地把酸性烧结矿制作方法改为碱性烧结矿制作方法茬世界上第一个用消石灰或生石灰作熔剂解决了细精矿烧结问题。    烧结球团的装备水平也有所提高全国共有烧结机419台，总面积15522ｍ２其Φ：130ｍ２级以上的烧结机有22台，合计面积4107ｍ２；24～129ｍ２的烧结机197台合计面积9387ｍ２；小于24ｍ２的烧结机200台，合计面积2028ｍ２1994年2月24日在马鞍屾钢铁厂投产的300ｍ２烧结机，是我国除宝钢外自行设计、制造和建设的规模最大的现代化烧结机    全国1995年烧结的主要技术经济指标为：利鼡系数1.36ｔ／(ｍ２?ｈ)，烧结矿品位53.00％烧结机日历作业率80.94％，烧结矿合格率为84.92％工人劳动生产率为2170ｔ／(ｈ?ａ)。

球团矿靠滚动成型被沝润湿的精矿粉在滚动过程中靠机械力和毛细管作用成为球性，细微的颗粒之间靠毛细管作用力、分子引力、摩擦力等使生球具有一定的強度 一、水在矿粉中的形态及作用 干燥的矿粉颗粒一般都具有亲水性。在颗粒表面分子力和电场的作用下水分子被吸附于其表面，由於水分子具有偶极性所以它的排列有一定秩序。吸附水层的厚度极小一般只有几个水分子的厚度。它与颗粒的亲水性和周围介质中水蒸气的分压有关虽然电分子力的作用半径很小，但作用力极大例如吸附在固体颗粒表面的第一层水分子，其作用力相当于10000大气压(4帕)洇此被吸附的多层水分子，牢固地附着在颗粒表面吸附水的性质已与一般水不同，例如它不能自由流动密度大于1.0，冰点远低于0度等當相对湿度达到100%时，吸附水量达到最大值称为最大吸附水。一般颗粒只含吸附水时仍然为散砂状，不能结合成团除非粒度极细(1微米咗右)的物料。 颗粒表面达到最大吸附水后还有未被平衡的分子引力，于是在吸附水外又形成了一层薄膜水，薄膜水与颗粒表面的结合仂比吸附水弱其内层靠近吸附水的一层受颗粒的作用力较强，称之强结合水强结合水虽然不及吸附水与颗粒结合之紧密，但是也相当牢固例如在大于重力加速度70000倍的离心力作用下也不能将它排除。它可以从一个颗粒的表面向另一个的表面迁移，不受重力的影响强結合水的冰点也在0度以下。 矿石颗粒所持有的吸附水与强结合水之和叫做最大分子水最大分子水可以使粉料成型，但仍不具有塑性 薄膜水的外层叫做弱结合水。它更接近于自由水矿粉具有弱结合水后，可以在外力作用下发生塑性变形 吸附水和薄膜水可视为矿粉颗粒嘚外壳，在外力作用下它随颗粒一同移动，并使颗粒彼此结合起来因此矿粉开始滚动成球，并且具有一定的强度 当矿粉被水润湿超過薄膜水时，在颗粒之间出现了毛细水开始出现的叫做触点态毛细水，它使颗粒连系起来继续增加水，以及毛细水表面张力或外力作鼡使颗粒靠拢，于是在它们之间形成了蜂窝状毛细水这时毛细水在颗粒之间开始连接起来，可以迁移进一步润湿，则出现了饱和毛細水这时达到了最大毛细水含量。 精矿粉成球毛细水起主导作用，最适宜的含水量介于触点态和蜂窝状毛细水之间精矿粉成球速度決定于毛细水的迁移速度。亲水性强的物料可使毛细水迁移速度加快。 二、精矿粉的成球 颗粒极细的精矿粉被水润湿到合适的程度，茬外力的作用下会聚集成为一定大小的球。成球过程大致可分为三个步骤： 精矿粉成核是成球的第一步矿粉颗粒被水润湿，首先在其表面形成薄膜水;若进一步润湿并且被润湿的颗粒有机会相接触，在触点处形成毛细水靠毛细管的作用力，使两个或较多的颗粒连系起來形成小球;继续增加水，以并在机械力的作用下小球内部颗粒重新排列，进一步密集形成比较坚实稳定的小球，一般称之为母球毋球的形成过程，即精矿粉的成核过程母球仍然是多孔的，它内部包含有固体、液体和气体三个相它的稳定性取决于矿粉的粒度和粒喥组成，以及颗粒的形状和亲水性 生球长大，是成球的第二步母球在滚动过程中，彼此碰撞使得内部颗粒之间毛细管形状发生变化，颗粒排列密集毛细管收缩，蜂窝状毛细水变为饱和毛细水一部分水被挤到母球表面上来，这时母球可以以三种机理长大母球水分較高，而且塑性较好它们互相结合在一起，使生球迅速长大被称做聚结机理;在工业生产中如果将一大批湿料倾入造球机中，或者精矿粉粒度极细亲水性极强，母球多靠聚结机理长大在生产中将湿料均匀不断地加进造球机，表面含水较高的母球在滚动中遇到粉矿，便将矿粉粘在表层小球互相碰撞，将新粘上的一层湿矿粉压紧毛细管中的水，被挤到表面上来又可粘结新的一层矿粉，如果水分不足可以向小球表面洒水，如此反复使母球长大，被称做成层机理;此外小球在造球机中运动总有少数球由于强度不够，水分较低等原洇发生破损及开裂，产生的碎片粘附在另一个球上，被称做磨剥转移机理总之由细粒精矿到生成母球，再到具有一定尺寸的生球其成长机理，不外以上三种至于以哪一种机理为主，则取决于原料性质和造球工艺条件 当母球长大到要求的尺寸，应当停止补充加水潤湿使生球在造球机内滚动一定时间，由于相互碰撞的结果使生球内部颗粒排列得更加紧密，为成球得第三步生球滚动过程中机械仂的作用会使内部颗粒发生选择性的按最大接触面排列，颗粒相互靠近毛细管直径缩小，甚至可以达到颗粒表面薄膜水层相互连接在這种情况下，颗粒之间的分子作用力毛细管作用力以及摩擦阻力综合作用，使生球具有很高的机械强度以上所述生球成长的三个步骤，在生产中实际同时发生于同一造球机中 三、影响精矿成球的因素 影响精矿成球的因素很多，概括起来可分为两类，一是原料的自然性质二是造球工艺条件。 (1)原料的自然性质造球原料的自然性质中，以颗粒表面的亲水性、颗粒形状对其成球性影响最大。颗粒表面親水性愈高固相与液相界面的接触角愈小，颗粒容易被水润湿薄膜水和毛细水含量高，毛细水的迁移速度也高从而成球性好。 (2)原料嘚粒度与粒度组成粒度小，比表面积大成球性好。原料具有适宜的粒度组成可使颗粒排列紧密，毛细管平均直径缩小颗粒之间的結合力增大。 原料粒度并非愈细愈好因为磨矿耗费大量电能，过细会导致生产成本升高况且粒度愈细，毛细管直径愈小水在颗粒间嘚迁移速度下降，从而使成球速度降低 (3)原料的水分。原料含水份多少对于成球影响很大。对于不同的原料生球有不同的适宜水份。茬正常生产条件下经常维持原料含水份略低于生球的适宜水份，为造球时补加水份留有余地 若原料含水过低，虽然在造球时可以洒水補充但成球速度慢，生产率降低而且往往由于洒水不均匀，使生球脆弱 如果原料含水过高，会给造球带来极大困难使生球粒度不均匀，相互粘结、形成大块在这种情况下，必须将原料预先烘干降低其水分。 (4)添加物的影响在造球原料中配加某些添加物，可以改善物料的成球性详见粘结剂章节的介绍。 (5)造球工艺的影响造球工艺对成球的影响可以概括为设备与操作两方面。 在造球设备方面包括造球机的转速、倾斜角度、造球盘的边高等。西欧和我国的球团矿厂常用圆盘造球机圆盘的直径大小不等，但倾斜角度一般在45?～50?之间。倾角固定时，造球盘的速度可在一定范围内调节以造球盘的周边切线速度计，经常保持在1.0～2.0m/s之间周速过小，物料上升不到圆盘的仩部区域一方面造球盘的面积得不到充分利用，另一方面生球在盘内滚动获得的位能低因而滚动时动能小，球与球相互碰撞得机械作鼡力小因而成球慢，生球得强度低若周速过大，由于离心力作用物料抛向边缘，跟随造球盘旋转中心出现无料区，滚动成球的作鼡受到破坏甚至无法成球。造球盘的倾角较大要求较高的圆周速度，使盘内物料滚动次数增加有利于提高生球的产量和增加它的强喥。 造球盘的边高与其直径有关直径5.5米的大型造球盘边高600～6500毫米，边高影响造球盘的充填率造球机的边高大，倾角小在给料不变的條件下，物料在造球盘中停留时间长有利于提高生球的强度。 刮料板的位置也很重要它将粘在造球盘上的物料刮下，保持适当的底料厚度避免粘料过多，加重驱动马达的负荷此外刮料板还起疏导料流的作用，使成核区和长大区分开以便于控制生球的成长。 在工艺操作方面影响成球的因素有：加水核加料的方法、造球时间控制等。正常情况下造球物料的水分应控制在略低于适宜造球的水分，造浗时补加少量水以控制母球的形成和生球的长大。补加水的大部分以滴状加在成核区以形成母球，少部分以雾状喷淋在生球成长区幫助母球迅速长大。 加料的方式也必须兼顾生成母球核母球长大要防止形成过多的母球。在保证生球达到要求尺寸的前提下应使母球嘚生成速度与生球的长大速度达到平衡。 滚动成球的时间与对球团矿粒度的要求，以及原料成球的难易有关球团矿的粒度大，要较长嘚造球时间;原料成球性差造球时间也会延长。一般的规律是：延长造球时间有利于提高生球的强度，特别对于粒度很细的原料更须偠较长的造球时间，才能使生球具有更高的强度

稀土精矿球团经电弧炉、矿热炉脱铁除磷制备稀土精矿渣，是冶炼合格稀土硅铁合金的偅要环节下面重点介绍电弧炉脱铁除磷制备稀土精矿渣，的工艺和原理     稀土精矿球团电弧炉脱铁除磷的工艺  利用电弧炉进行稀土精矿脫铁除磷制备稀土精矿渣，具有工艺简单、操作便利、设备利用率高等优点因而在工业生产中采用。其工艺流程如图1所示所用设备为冶炼稀土硅铁合金的电弧炉，渣铁罐为耐高温铸铁件罐内渣铁经过8h以上的静止冷却，即可完全分离注意不可将高磷铁混入渣中。

氧化鋁空心球砖主要用作1800℃以下的高温工业窑炉内衬例如耐火材料、电子、陶瓷工业的高温窑炉内衬砖；高温热工设备的保温隔热层，例如石油化工工业气化炉、造气炉、炭黑工业反应炉、冶金工业感应电炉的隔热砖在上述领域中应用可节能20％～30％。这种砖用作高温窑炉内襯烘烤时升温速度不能太快，否则将产生裂纹降低强度和使用寿命；因其显气孔率高，故不能用于接触熔渣的部位否则将因熔渣的滲透而损坏。

制作工艺　　制造首先制备氧化铝空心球再制氧化铝空心砖。　　步骤一、制备氧化铝铝空心球　　氧化铝空心球的制备鉯工业氧化铝为原料用电熔法熔化后喷吹制得。电熔设备为电弧炉熔池用石墨制品或其他耐火材料砌成，边缘上砌一个流口在流口外侧安装一个压缩空气用喷嘴，喷嘴以管道与压缩空气装置连接；炉体可以倾动；电极为石墨制品　　在熔池内加入工业氧化铝粉后即鈳送电熔融，当熔液温度达到或高于2200℃时熔液翻滚，即倾动炉体使熔液流出；同时以压缩空气喷吹熔液流股，由于熔液粘度和表面张仂的作用熔液在喷吹和冷凝过程中便形成了包裹空气的空心球，经收集、筛选将其按不同颗粒分别存放备用。　　不同粒径氧化铝空惢球的数量比例随着压缩空气喷吹压力的不同而异压力愈大则小球的数量愈多。　　空心球的壁厚随着粒径不同而异当粒度在5～0．5mm范圍内波动时，其壁厚相应在0．3～0．1mm范围内波动　　空心球的粒径愈大，其自然堆积密度愈小；粒径愈小则其自然堆积密度愈大。例如：粒径5．13～3．22mm时自然堆积密度为470g／L；3．22～2．0mm时，670g／L；2．0～1．0mm时810g／L；1．0～0．5mm时，915g／L　　步骤二、制造氧化铝空心球砖　　氧化铝空心浗砖的制造将氧化铝空心球、烧结氧化铝细粉与结合剂按一定比例配料、成型、干燥、烧成，制得氧化铝空心球砖　　氧化铝细粉是以笁业氧化铝为原料制坯并经1500℃煅烧后磨细、酸洗、干燥制得。　　制砖所用结合剂通常为硫酸铝水溶液或磷酸二氢铝水溶液　　氧化铝涳心球粒径一般为5～0．5mm,雨量65％～70％，氧化铝细粉用量30％～35％；结合剂用量5％　　将上述物料混合均匀，用振动成型法成型砖坯经干燥後于1500～1800℃烧成，制得烧成砖；也可不经烧成制得不烧制品或以不定形材料直接构筑炉衬。

(一)锰矿粉造块 造块方法包括烧结、球团和压球3種工艺目前，我国造块多采用烧结法只是在锰精矿或粉矿很细，-200目在80%以上又不允许产品中含残碳时则采用球团或压团。 50年代初期峩国锰矿粉多采用烧结锅烧结和土法烧结。随着钢铁生产的发展土法烧结不能适应要求，因而纷纷着手建设烧结机或其他高效的造块设備1970年，我国第一台粉锰矿烧结机(18m2)在湘潭锰矿建成投产1972年江西新余钢铁厂又建成2台24m2烧结机，1977年我国第一台锰精矿球团设备80m2带式焙烧机茬遵义锰矿建成投产。进入80年代湘潭锰矿、八一锰矿、湘乡铁合金厂相继建成18～24m2烧结机多台，上海铁合金厂引进压球设备作为粉矿造块使用 造块技术的发展，给锰系合金的冶炼带来更大的经济效益以江西新余钢铁厂为例，增加入炉熟料比和用冷烧矿取代热烧结矿可使高炉冶炼技术指标大为改善。 (二)锰矿石冶炼 锰矿石冶炼产品主要有高碳锰铁、中低碳锰铁、锰硅合金以及金属锰等通称为锰质合金或錳系合金。 高碳锰铁我国主要采用高炉生产。50年代尚未形成专门厂家生产高炉锰铁(高碳锰铁)而是一些钢铁厂自炼自销，生产量很小從1958年后，湘潭锰矿先后建起6.5m3、33m3高炉专炼锰铁60年代以后，新余、阳泉、马钢三厂、重钢四厂等转产高炉锰铁进入80年代，高炉锰铁发展更赽高炉锰铁产量由1981年的20万t增至1995年40万t。 电炉生产的产品包括碳素锰铁、中低碳锰铁、锰硅合金、金属锰四类我国电炉生产最早的是吉林鐵合金厂，于1956年建成投产最大电炉容量为12500kVA;60年代初，湖南、遵义、上海等铁合金厂相继建成投产这些厂都可生产碳素锰铁、中低碳锰铁囷锰硅合金;遵义铁合金厂还用电硅热法生产金属锰。据冶金工业部1995年《全国铁合金主要技术经济指标》记载1994年全国15家重点铁合金厂中有11镓生产锰系合金产品。这些重点铁合金厂经过不断发展、扩大为满足钢铁工业生产作出了重要贡献。 80年代以来地方中小型铁合金企业發展迅速。据资料统计地方中小企业铁合金产量占全国比重由1980年的32.39%，上升到1989年的54.01%到1996年已达69.85%，企业数已达1000家以上这些中小企业大多数昰采用1800kVA的小电炉，设备落后产品质量比较差。 电炉锰铁与锰硅合金生产所用设备基本相同都是采用矿热电炉，电炉变压器容量一般为1800～12500kVA湖南、遵义铁合金厂分别从德国引进3000kVA和31500kVA锰硅电炉，现已投产 我国电炉高碳锰铁的生产，一般多采用熔剂法生产工艺锰硅合金的生產，一般都采用有渣法生产工艺 中低碳锰铁的生产，主要有电炉法、吹氧法和摇包法3种摇包法包括在摇包中直接生产中低碳锰铁和摇包-电炉法生产中低碳锰铁。摇包-电炉法工艺比较先进、生产稳定可*、技术经济效果好目前上海、遵义等铁合金厂都采用此法。 金属锰生產方法有火法冶炼和湿法冶炼火法冶炼金属锰，我国始于1959年由遵义铁合金厂首次用电硅热法试制成功，一直独家生产至今生产工艺采用三步法，第一步用锰矿石炼成富锰渣;第二步用富锰渣炼制高硅硅锰合金第三步用富锰渣为原料，高硅硅锰作还原剂及石灰作熔剂即电硅热法制成金属锰。湿法冶炼主要是电解法常称电解金属锰。我国于1956年由上海901厂建成第一家电解锰生产厂到90年代初已有大小电解金属锰厂50余家，年总生产能力达4万余t生产工艺流程大致分硫酸锰溶液制备、电解、后处理3个生产工序。后处理是电解完成后包括产品纯囮、水洗、烘干、剥离、包装等系列操作最终获得合格电解金属锰产品，含Mn99.70%～99.95%

近年来，随着钢铁工业的迅速发展和生产规模的不断扩夶在钢铁冶金生产中产生的含铁粉矿也随之迅速增长。主要包括烧结粉尘、高炉粉尘及尘泥、转炉粉尘、电炉粉尘、轧钢皮及尘泥等這些粉矿的含铁量比较高，是一种可循环再利用的宝贵资源此外，金属矿在开采过程中也会产生粉矿对这些含铁粉矿资源的再次利用，具有重要意义因此有很多球团厂和钢铁企业均对如何利用含铁粉矿进行了深入的研究[1-2]。 在含铁粉矿利用过程中还存在以下主要问题：①生产出来的球团抗压力太低，满足不了球团进入高炉冶炼的要求②制备工艺过程中的粘结剂对原材料要求高，含铁矿粉本身来源复雜严格要求是不可能的，甚至有的粘结剂还要求原料中要加入一定量的含铁90%以上的金属粉才能固化这就失去了利用矿粉的意义。③球團的固化时间太长有的需要几十个小时固化时间、或几十天的养护才能产生抗压力，没办法实现批量生产 本研究拟开发一种简单可靠、适应性广的球团生产工艺，并具有设备简单、投资少、生产成本低、便于操作等优点；要实现这一目标首先粘结剂的烘干温度要低，加热时间要短能源消耗要少，不污染环境所以首先研制了新型粘结剂。已有不少关于球团用粘结剂的研究[3-6]在前人研究的基础上，对粘结剂进行了进一步深入研究获得了新的无机、有机复合粘结剂，以此为基础对加热固化制度工艺也进行了研究，并探索了粘结剂的匼适加入量及粘结剂对不同矿粉原料的适应性以获得能用于实际工业生产的含铁粉矿的球团化制备工艺。 一、试验条件与方法 （一）原材料 1、粘结剂采用自制无机有机复合粘结剂(简称粘结剂)。 2、含铁粉矿来自攀枝花某企业，其化学组成见表1（二）试验过程 每次称取含铁粉矿原料500g，试验采用人工配料混合试样加压成型是在万能压力试验机上进行。加压成型压力为30000N/个每个球团用料30g，直径为25mm粉矿加壓成型后放在加热炉中进行烘干固结，最后测其径向抗压力其径向抗压力与实际工业生产中对辊压块法生产的椭圆球团两端点间的力更接近，所以在试验中都是采用的测试试样的径向抗压力。试验过程如图1所示 （三）抗压力测试 试样为直径25mm，高20mm的圆柱体每种条件下淛作5个试样进行抗压力测试，去掉最高、最低值取其余3个值的平均值作为该条件下的抗压力值。 （四）所用仪器与设备 加压设备为YE-30型液壓式压力试验机烘干设备为TMF-4-3型陶瓷纤维高温炉，抗压力检测设备为CMT5105型微机控制电子万能试验机二、试验结果与分析 （一）加热固化制喥对球团抗压力的影响 所用粘结剂要在加热条件下才能固化，因此加热固化制度是球团制备重要的工艺参数之一通过查阅文献，采用自淛的无机有机复合粘结剂首先在固定12%粘结剂用量的条件下，通过改变加热固化温度进行试验，其固化温度对球团抗压力影响的试验结果见表2从表2可见，将试样从室温直接加热到加热固化温度并保温1h的条件下加热固化温度从300，400500℃，变化到800℃的过程中试样的径向抗壓力是依次增大的，在500℃时达到最大值当温度800℃时，径向抗压力反而降低了所以采用500℃为此工艺较合适的加热温度。通过查阅文献當球团试样加热到500℃左右时，球团试样中的粘土失去结构水粘土变成了死粘土，相当于常见的泥通过烧制变成了砖瓦从而表现出球团忼压力的提高。不仅如此粘土向死粘土的转化，可使球团在雨水作用的条件下不会散开而保持其力，有利于球团生产后的储存和运输这对大批量生产球团的企业非常重要。 试验过程中发现水分对粘结剂的固化作用产生影响，所以设计了在加热固化过程中的一个除水嘚过程在105℃时保温0.5h，以除去试样中的水分(表3) 从表3可见，在105℃保温0.5h后球团试样的径向抗压力明显提高。在105℃保温0.5h可以除去球团试样Φ的水分，防止了水分对粘结剂的固化作用产生影响所以抗压力就提高了。综上加热固化温度从300，400500℃，变化到800℃的过程中试样的徑向抗压力在500℃时均达到最大值。所以选定的最佳加热固化制度是球团在加热固化过程中先从室温升至105℃让其在此保温0.5h后，再连续升温箌500℃并保温1h （二）粘结剂加入量对抗压力的影响 在球团化的制备工艺中，球团抗压力的产生主要来源于粘结剂的固化作用所以粘结剂嘚加入量的多少，直接影响到球团整体性能也是进行工业化生产过程中，生产成本的主要部分用相同的加热固化工艺，采用不同的粘結剂加入量进行了试验，试验结果见表4从表4可见，随着粘结剂加入量的增加球团试样的径向抗压力会相应提高。当粘结剂用量为12%时徑向抗压力过到最大值继续增加粘结剂的用量，当增加到14%时径向抗压力反而有所降低在球团中，径向抗压力的产生主来源于粘结剂在加热固化过程中形成的粘结膜所以当粘结剂用量增加，形成的粘结膜球团的数量也会相应增加球团的抗压力会提高。但当粘结剂用量達到14%时粘结剂的量早已达到饱和状态，多的粘结剂无法再继续形成粘结膜反而增加了球团中的水分，影响了粘结剂的加热固化效果導致其抗压力下降。在粘结剂的加入量为12%先在105℃时保温0.5h，再连续升温到500℃并保温1h的条件下在攀枝花某企业进行了球团中试生产试验，並用所生产的球团进行了转鼓指数测定发现大部分转鼓指数在67%左右，最高的可达90% （三）不同粉矿条件下的抗压力 为了验证此球团化制備工艺的普适性，选用了3种不同的粉矿原料进行试验①原料1。高铁粉36%中加粉40%，转炉污泥24%含铁量50.81%。②原料2泥矿20%，中加粉30%高铁粉30%，鐵精矿20%含铁量52.31%。③原料3泥矿10%，中加粉50%高铁粉40%，含铁量50.89% 按粘结剂加入量为12%，烘干制度采用先在105℃时保温0.5h再连续升温到500℃并保温1h的笁艺方案，对以上3种不同的粉矿原料进行试验结果见表5。从表4可见3个不同的原料配比，按此工艺其球团试样的径向抗压力最低为1.4153 kN，達到了使用的要求该工艺对粉矿原料没有特别的要求，具有普适性有很广的应用前景。 通过对加热固化制度、粘结剂的加入量对含铁粉矿球团化力的影响试验找到了一套合适的制备工艺。此制备工艺生产的球团径向抗压力较高能满足进入高炉冶炼的要求；此制备工藝对含铁粉矿的原料没有严格的要求，具有普适性；在此工艺中固化时间为2h左右，生产周期短适合企业实现批量生产；为解决目前球團生产中存在的主要问题奠定了基础。 三、结论 （一）试验研究表明球团在加热固化过程中，先在105℃时保温0.5h除去球团中的水分，再连續升温到500℃并保温1h的工艺方案所生产的成品球团径向抗压力可从1.5731 kN提高到1.9122kN，成品球团还能抗水便于工厂保存和运输。 （二）当粘结剂的鼡量在12%时所制备的球团径向抗压力最大达到1.9122 kN，能满足高炉冶炼的要求 （三）通过对不同含铁粉矿的试验研究表明，此工艺对粉矿原料沒有特别的要求具有普适性。 参考文献 [1] 甘勤．攀钢含铁尘泥的利用现状及发展方向[J]．金属矿山2003(2)：62-64． [2] 田昊，马晓春．烧结除尘灰混合炼鋼污泥喷浆的工艺设计与应用[J]．烧结球团2005(4)：34-36． [3] Eisele T C，Kawatra S K.A [5] 李宏煦姜涛，邱冠周等．铁矿球团有机粘结剂的分子构型及选择判据[J]．中南工业大學学报，200031(1)：17-20． [6] 杨永斌．有机粘结剂替代膨润土制备氧化球团[J]．中南大学学报：自然科学版，200738(5)：851-857．

(1)从配料至一次混合与传统工艺相同。從一混出来的混合料悉数或部分进入造球车间进行造球，小球粒度为3～8mm约占80%～90%,小于3mm粒度的小球小于15%.因为混合料构成小球改进了混合料粒喥组成使料层透气性进步，因而能够增产和进步烧结矿质量    (2)造球车间造好的小球团进入二次混合机，在小球进二混前配入外滚煤粉(一般外配煤粉量占总量的60%～80%),即小球在二次混合机表里滚煤粉滚好煤粉的小球进烧结机进行布料，因为煤粉裹在球团表面与空气中氧触摸充沛，焚烧作用好因而能够大幅度下降固体燃耗。    (3)外配生石灰即在造球车间造好的小球进二混前，在外配煤粉的一同也配入生石灰其作用是：榜首，因为生石灰有粘性有利于煤粉粘结在小球团表面；第二，在二混内可进一步制粒；第三小球团外滚生石灰，球团表媔为高碱度内核为酸性(对整个小球来讲碱度不变),因为小球表面含CaO高，生成铁酸钙的量添加即小球与小球之间为铁酸钙粘结，一方面可進步球团烧结矿的强度另一方面临还原性的改进也有利。    (4)布料设备球团烧结混合料布到台车上的方法有三种，即宽皮带布料、泥辊反射板布料和多辊布料    (5)外裹煤粉粒度。球团烧结工艺外滚煤粉粒度与普通烧结出产运用的煤粉粒度相同即粒度小于3mm者含量占85%以上。    (6)烧结機焚烧前可不设枯燥段    (1)悉数混合料造球。从配料室来的混合料到一次混合机混合后到圆盘造球机或圆筒混合机构成3～8ram的小球后，进二混外滚燃料和生石灰然后进烧结机进行烧结，出产出一种以葡萄状为主的球团烧结矿该工艺即有球团工艺的特色，也有烧结工艺的长處故叫“球团烧结工艺”。其工艺流程如图1所示 [next]     (2)部分混合料造球(一个二混机计划)。从一混出来的1/2混合料进入造球车间构成3～8mm的小球为90%咗右该混合料小球再进入二次混合机，别的从一混出来的其他1/2混合料直接进入二混机上述两种混合料在二混机表里滚煤粉(由现煤粉破誶室破碎后的煤粉粒度小于3mm者含量占85%以上)后，进入烧结机烧结如图2所示。    (3)部分混合料造球(两个二混机计划)图3所示为某厂一个二混机混匼才能不行的条件下新建一台Ф3m×12m二次混合机，与原二次混合机并排的计划造球室前面部分与前计划相同，造球室出来的3～8mm的小球直接進入新二混机外滚煤粉(不进现二混机)；而从一混出来的其他1/2混合料则直接进入原二次混合机外滚煤粉(煤粉由现煤粉破碎室破碎后粒度小于3mm鍺含量占85%以上)然后重新二混机和原二混机出来的混合料一同进入烧结机烧结，如图3所示 (1)煤粉粒度的影响。在内配煤量为0.5%,外配煤量为2.8%条件下(其他条件与表1中15号、16号相同),改动煤粉的粒度分别为小于1mm、2mm、3mm,做了一系列的试验。    从试验成果能够看出外滚煤粉小于1mm、小于2mm、小于3mm彡种粒度对烧结目标影响不大，因而工业化出产中选用小于3mm(85%)的煤粉粒度，完全能够满意出产要求    (2)内配煤量的影响。本次试验球团内部配煤量分别为0%、0.5%、0.8%.    由试验成果能够看出内配煤量为0和0.8两个条件的球团烧结矿的成品率、运用系数和转鼓强度均低于内配0.5%煤的球团烧结矿嘚相应的目标，由此可见小球内部配入0.5%的煤粉较为适合    (3)料层厚度的影响。本次试验料层厚度共做了三个条件即500mm、550mm、600mm三个料层厚度。    料層厚度为500mm、550mm时作用较好，运用系数都到达1.5t/(m2?h)以上其他各项目标也较好。当料层厚度为600mm时仅仅运用系数有所下降，其他烧结目标也较恏    四、生球的制粒作用    (1)造球前的粒度组成。以某厂为例出一次混合机混合猜中粒度小于3mm者含量占45%以上。    (2)造球后的粒度组成经一次混匼后混合料进入造球盘进行造球，出造球盘后混合猜中粒度大于3mm者含量到达89.09%.    (3)进二次混合机外滚燃料后的粒度组成上面出造球室的混合猜Φ粒度大于3mm者含量到达87%以上，此混合料进入二混外滚燃料后混合猜中粒度大于3mm者含量略有添加，到达89.42%.    五、球团烧结工艺的布料技能    球团燒结工艺布料方法有三种榜首种为泥辊反射板布料，第二种为多辊布料第三种为宽皮带布料。    (1)泥辊反射板布料此种布料方法适宜于尛型烧结机，关键是调整好反射板的长度和倾角当混合料落到反射板上时，大球翻滚力强落在料层下部，次大球布在料层中部细粉咘在料层表面，构成天然偏析    (2)多辊布料。混合料从泥辊下来后落在多辊布料器上发生偏析，大球落在料层底部次大球布在料层中部，细粉布在料层表面构成天然偏析。    (3)宽皮带布料此种布料适宜大型烧结机，在烧结机焚烧器上头设有矿槽因为大型烧结机产值高，假如选用泥辊反射板布料烧结机焚烧器上头必须有矿槽，矿槽太小对布料起不到缓冲作用矿槽大则矿槽内混合料几十吨，很简单把造恏的小球破坏掉因而选用宽皮带布料。现在一些供应商运用作用很好    六、造球设备的完善   （一）造球盘类型    现在国内运用的造球盘（包含氧化球团工厂及水泥厂运用的造球盘）有三种类型，即Ф=4200mm、Ф=5500mm和Ф=6000mm圆盘造球机这是国内定型产品。从现在看, Ф=4200mm圆盘造球机因为设备尛造球才能小，装置台数多平常修理量大，比较之下Ф=6000mm圆盘造球机造球才能大(是前者的3倍),修理量小，因而, (1)造球盘刮刀装置方位刮刀固定装置在造球盘上方水平桁架上，边刮刀方位在造球盘榜首象限与造球盘盘边的夹角不大于30°;中心刮刀装置在第三和第四象限交界处    (2)刮刀原料。造球盘的刮刀原料是一个老大难问题主要是选用一般原料制做的刮刀，耐磨功能较差接连运用几天就被磨下去许多而导致盘面粘结料上涨，这样不只加速了刮刀的磨损而且也加剧了造球盘的传动负荷经过研讨和出产实践证明，运用高铬一钼耐磨铸铁刮刀莋用较好这种原猜中的碳主要以碳化物的方法散布于金属基体中，具有杰出的抗磨耐磨损功能实践证明高铬) 钼耐磨铸铁的运用寿命远遠高于中锰钢板的运用寿命，大约高出6～8倍虽然高铬) 钼耐磨铸铁的制构本钱较高，但从性价比归纳来比较实际上本钱下降。而且因为運用寿命的延伸削减了刮刀的替换次数，削减了操作人员整理盘面积料的劳作然后进步了造球盘的作业率。[next]    (3)造球盘盘面原料造球盘嘚盘面因为要接受混合料的剧烈冲刷，作为普通钢板制造的盘面很快就会被磨穿为了避免盘面被磨穿就需要挑选耐磨的盘面原料，人们從前运用过多种原料其间橡胶耐磨陶瓷衬板造价高但耐磨功能好，缺陷是不能耐受稍高的温度例如在检修造球盘接近衬板处动用电焊時会引起该处衬板的掉落，而再次补装时很难再将该处补装健壮还会引起周围衬板的脱落。    以后又接连运用了超高分子衬板、瓷砖衬板囷灰绿岩铸石等等经过多种衬板原料的运用，咱们以为灰绿岩铸石比较好因为其一是本钱较低、装置便利，其二是耐磨性好而且冲突力适中，有利于混合料的翻滚生长一般寿命为3个月以上。但要留意该种原料比较脆在检修造球盘或整理盘面积料时不能用金属物处鉯过大力的碰击，避免损坏灰绿岩铸石衬板    2.旋转刮刀造球盘    该种造球盘机械传动结构是引入国外技能，刮刀为圆盘旋转刮刀(旋转刀盘直徑Ф1100mm,转速6r/min),能够有效地对整个圆盘盘面进行刮料避免料面上涨，坚持盘面的平坦进步造球盘的作业功率。    (1)造球盘盘面原料现在，可选鼡的较为适合的材料有如下两种:1)钢板网底衬在整个造球盘的盘面铺焊了5mm厚的钢板网，钢板网网孔的尺度为40mm×60mm.因为有这些网孔使混合料在整个钢板网上粘结固定上一层混合料成为混合料构成的底衬，在造球盘运转出产中混合料之间相互冲突能够说造球盘的盘面不会被磨損。钢板网作为造球盘的底衬造价不高而且装置简洁若损坏后修理也很便利。2)灰绿岩铸石底衬前面在固定方法的造球盘底衬中现已谈箌，运用灰绿岩铸石底衬比较适合旋转刮刀造球盘也可运用该种底衬，这样能够削减对刮刀的磨损    (2)刮刀原料。因为造球盘的盘面运用叻钢板网作为底衬混合料会很简单粘结上涨，这就需要用刮刀来刮除避免上涨。本来刮刀运用普通原料而且直径仅为28mm,磨损很严重，哏着刮刀杆的磨损混合料料面也逐步上涨，接连运转几天料面就会涨到旋转刀盘盘面不只整理盘面的作业很深重，也大大下降了造球盤的作业率为此，旋转刮刀的刮刀杆选用YG6和YG8硬质合金制造这种材料通常是机械加工的刃具，硬度很高、耐磨性好在高炉喷煤中的运鼡实践证明硬质合金的运用寿命远远高于其他原料，例如在高炉喷煤的煤粉运送管路顶用40Cr淬火钢制造的衬套运用不到10天就被磨穿，而用YG8硬质合金制造的衬套能够运用两年以上用YG6或YG8硬质合金制造的刮刀杆运用寿命能够到达两个月以上。在尽量延伸刮刀杆运用寿命的一同也盡量下降制构本钱依据刮刀杆在混合猜中受磨损的程度，在刮刀杆下部埋入混合料层的部分运用铜焊焊接壁厚为6mm、5mm、4mm三段不同厚度的硬質合金套管总长度为105mm。刮刀杆焊接在旋转刀盘上待硬质合金部分悉数被磨掉之后整理盘面积料，再焊接新的刮刀杆刮刀杆的结构及呎度图略。    在造球盘内混合料成球的机理是往混合料表面加水混合料的表面被水充沛均匀地潮湿，经过水的毛细粘接力而使造球盘内进荇翻滚运动的混合料粘接在一同构成不同粒度级的小球。为了添加造球盘的成球率每个造球盘装了两个雾化水喷头。因为新、老造球盤的下料点不同装置方位有所区别。一般是下料点区域放置一个成球区域放置一个。    雾化水喷头的原料悉数选用1CRl8Ni9Ti不锈钢制造具有相當好的抗氧化锈蚀才能。其结构原理属螺旋型喷嘴的一种主要由切线喷嘴壳、堵头和通针组成。水自圆形喷嘴壳的切线方向接入经过加压和一段旋流，然后进入渐缩段旋流速度逐步加速，然后经过喷口喷出雾状水雾化水的雾化散射角为50°～60°.现在Ф=4200造球盘运用的雾囮水喷头的喷水量当水压在0.2MPa左右时，每个雾化水喷头的喷水量为150～180kg/h.这种雾化水喷头的特色是装有一根通针能够在不停水的情况下常常疏通喷口，避免阻塞咱们经过一年来的出产实践，至今仍在正常运用[next]    （四）外配煤体系    二次配加燃料，便是在配料室配加一部分燃料进叺一次混合机混合后进行造球造好球的混合料进二次混合机前外配燃料，内、外配加燃料的份额是(30%～50%):(70%～50%)    外配煤称量能够选用核子秤或电孓秤某厂外配煤称量选用了以137(活度值为0.贝可)为放射源的核子秤，经过一年多的出产运用标明如保护妥当核子秤是比较经用的。外配煤嘚计量配加是经过装置在混合料皮带上的核子秤把混合料过料量的称量信号输入计算机由计算机按设定好的配煤份额指定配煤圆盘给料機以相应的转速往配煤皮带上给煤，然后经过装置在配煤皮带上的核子秤对配煤量核准反馈给计算机进行调整近几年出产实践标明，选鼡外配煤技能后每吨烧结矿固体燃耗与未外配煤比较，一般可节省煤耗10kg/t.    烧结混合料的温度凹凸对烧结出产的影响是很大的假如混合料嘚温度低于露点，则因为水蒸气在下部料层混合料颗粒表面的冷凝作用使下部料层水分过度增大，影响烧结料层的透气性不利于烧结料层的加厚，进而影响烧结产值的进步为此，在二次混合机中装置了蒸汽喷嘴来加热混合料对经过造球的混合料，虽然混合猜中加有熱返矿进步了料温但因为造球盘这一段露天作业，温度下降因而要通蒸汽进一步进步混合料温度。蒸汽管由混合机的进口端刺进沿混合机的轴向上并排装置5个蒸汽喷嘴，喷嘴的前端距混合机内混合料抛落料面600～800mm.经过蒸汽预热能够使造过球的混合料温度从45℃进步到近60℃.    茬球团烧结工艺基础上即一次混合机出来的混合料进造球车间造球后，进二混前外配煤一同外配生石灰，长处是：榜首外配生石灰囿利于改进制粒作用，可进步产值；第二小球表面裹一层生石灰，有利于煤粉更多地裹在小球团表面；第三小球团表面CaO含量高，有利於铁酸钙的生成即小球表面为高碱度，铁酸钙含量高(内部为低碱度混合料总碱度不变),小球与小球之间被铁酸钙粘结起来，因为铁酸钙強度高还原性好，有利于球团烧结矿的强度进步和还原性进步对高炉冶炼有利。   （二）外配生石灰的最佳条件    经过对包钢公司烧结混匼料(R=1.2)造球后外配生石灰的烧结杯试验能够看出，外配生石灰的作用是比较显着的其最佳条件如下：    (1)混合料造球后，固定外配生石灰量為1.5%改变外配煤份额包钢烧结混合料造球后，其间毕石灰配比为3%,外配1.5%(表里各占50%),改变外配煤粉的份额(煤粉配比为5%)    当固定生石灰外配份额为1.5%時，外配煤粉2.5%(占总量50%)烧结目标较好而只外配生石灰不过配煤与煤粉和生石灰均不过配的烧结目标大体附近。    (2)混合料造球后固定外配煤粉份额，改变外配生石灰份额包钢烧结混合料造球后，固定外配煤份额2.5%(外配煤总量5%),改变生石灰份额为1%、1.5%、2%(生石灰总配比3%)    当固定外配煤粉2.5%时，外配生石灰1.0%、1.5%和2.0%三个条件中后两者烧结目标较好，但外配生石灰1.5%与外配生石灰2.0%比较后两者大体附近。    从上面两组试验成果可见球团烧结工艺在外配煤条件下，外配生石灰对烧结目标的改进是显着的外配生石灰份额在总配比的50%左右即可。

球墨铸铁问世至今已有52姩其发展迅速之快令人惊讶，即使在经济不景气的情况下球铁仍然有所发展，有人称球墨铸铁为不适当退却中的胜利者指出：球墨鑄铁由于其高强度、高韧性和低价格，所以在材料市场上仍占有重要的地位尽管几年来钢铁铸造总产量有所下降，但球铁产量并未下降奥——贝球铁的出现增强了球铁的竞争地位。 1.球铁的生产和研究现状 1.1常规球铁     目前常规球铁——即以铁素体和珠光体为基体的球铁仍占浗铁产量中的绝大部分比例因此注意提高常规球铁的性能和质量，在保持球铁的竞争地位中起了重要的作用 1.1.1对影响球铁质量的因素加強控制 ??球铁的组织与性能取决于铸铁的成份和结晶条件以及所用球化剂的质量，研究认为为了确保球铁的机械性能必须针对铸件具體壁厚、浇注温度、所用球化剂、球化处理工艺、冷却参数的优化以及有效的排渣措施进行严格控制，而适当的降低碳当量合金化和热處理是改善球铁的有效措施。 1.1.2有效控制铁素体球铁和球光体球铁的生产[2]     控制球铁基体的主要因素有铸铁的成份、所用球化剂、孕育剂的类型加入方法以及冷却条件等。     铸态铁素体球铁的成份控制 ??微过共晶成份其中碳稍高，但不出现石墨漂浮含硅稍低，孕育剂硅量應少于3%锰越低越好，应使Mn<0.04%硫、磷应低，使S≤0.02%、 P≤０.０２％这是因为硅可改善球铁组织和相应的塑性，Si=3.0～3.5%可得到全部铁素体组织有研究指出，Si=2.6～２.８％时铸铁具有最高的延伸率和冲击韧性，但硅在铁中的显微偏析随着含磷量的增加这种偏析越严重，并对机械性能囿不良影响特别是当温度低于零度时影响更大，而含硫低可以选用低镁低稀土球化剂球化并减少“黑斑”缺陷的产生，而“黑斑”主偠是镁、铈硫化物和氧化物的聚集物此外也要用低硅球化剂以保证可以进行多次孕育。 ??对珠光体球铁而言在生产时铸铁成份中锰鈳提高至０.８～１.０％，有些铸件如果是用作耐磨性曲轴时锰可提高至１.２～１.３５％，生产铸态珠光体元素铜加入量大于1.8%时，它阻礙石墨球化但促进基体完全珠光体化，一般球铁中铜含量应小于1.5%锡是强烈的珠光体化元素，其对硬度的影响大于铜和锰但Sn≥1.0%时使石墨畸变，因此其含量应限制在0.08％以下 1.1.3 稀土在球铁中的作用 　　稀土能促进镁合金的球化效果（球化率和球的圆整度），它对壁厚球铁件Φ防止球状石墨畸变的效果受到了重视这也是国内外球化剂中都包含稀土的主要原因之一。 ??在铸件中有些元素能破坏和阻碍石墨球囮这些元素即所谓的球化干扰元素，干扰元素分为两类一是消耗球化元素型干扰元素，它们与镁、稀土生成MgS、ＭgO、MgSe、RE2O3、RE2S3、RE2Te3等使球化え素降低从而破坏了球状石墨形成；另一类是晶间偏析型干扰元素，包括锡、锑、砷、铜、钛、铝等在共晶结晶时这些元素富集在晶界，促进使碳在共晶后期形成畸形的枝晶状石墨　球化干扰元素原子量越大，其干扰作用越强现在许多研究都已找到了干扰元素在铸铁Φ的临界含量，当这些元素含量小于临界含量时并不能形成畸变石墨。 [next]??在有干扰元素的铸铁中加入稀土可消除其干扰作用，有研究报告指出在铸铁中干扰元素之和应小于0.10％即z=Ti+Cr+Sb+V+As+Pb+Zn+…<0.10% ??有研究指出中和铁水中的Ａl、Ｓb、ＴI、Pb、Bi、等只要分别加入０.005～0.04%Ce即可，例如中和Ti、Pb、Sb、Al等只要分别加入0.005~0.007%、0.014%、0.15%和0.008%的Ce即可。 ??干扰元素在铸件壁厚冷却速度慢的情况下破坏作用更大。 ??干扰元素对球铁基体也有影响Te、B强烈促进白口形成，Cr、As、Sn、Sb、Pb、Bi稳定珠光体Ａl、Zr促进铁素体。 ??值得注意的是目前正在发展一些球化元素与干扰元素复合球化劑，以改善大断面球铁的处理效果及石墨球的圆整度 1.1. 4球铁检测加强 ??球铁检测是保证其质量的重要措施，目前正在研究发展线分析即产品在生产过程中进行分析，以确定其质量已有不少单位在大批量生产条件下利用超声波对铸件质量进行分析。 ??在利用超声波测萣铸铁组织时片状石墨的声速为4500m/s、蠕墨铸铁为5400m/s、球墨铸铁5600m/s，此外在铸铁中高频衰减率的变化也可判断铸铁类型球铁中心频率为5MHz而片状鑄铁仅为1.5MHz。目前还有单位正在用超声波作球化级别的测定已可测定合格的球化级别和不合格的产品（３级和４级之间），但还不能进行哽细分级测定此方法正在完善中。 1.2奥——贝球铁 ??20世纪70年代荷兰、中国、美国彼此独立地，几乎是同时宣布各自研究成功了贝氏体浗铁中国研究成功的是下贝氏体，美国为下贝氏体＋马氏体荷兰为上贝氏体＋奥氏体，荷兰成果最具代表性即现在所称的奥——贝浗铁。1977年M.Jokason宣布荷兰的Kgmi Kgmmene公司所属的karkkila铸造厂开发了一种特性优异的新型铸铁即奥——贝球铁，并在1978年召开第45届国际年会上宣读了有关论文此一发明在美、英、法、加等１3个国家申请了专利（美国专利号：3860457，荷兰专利1996/72原西德专利2852870），引起了各国重视被誉为近几十年来铸铁冶金中的重大成就之一。 ??奥——贝球铁成份与常规球铁成份相同球化剂和处理工艺也相同，其差别是必须进行等温淬火处理等温淬火温度不同时可分别获得上贝氏体＋奥氏体，下贝氏＋奥氏体下贝氏＋马氏体等不同基体。这种铸铁成本高、生产难度较大目前应鼡面虽在不断扩大，但其总量并不大被人们称之为２１世纪材料。 2．球化剂的现状 ??球化剂是目前获得球铁的主要手段之一在志包鋼稀土一厂共同完成国家攻关课题“稀土三剂系列化”时，我校课题组对世界上１００多个球化剂生产厂国内主要合金生产进行调研，取得了英、美、法、德、日、前苏联、印度等十几个国家５０多家合金生产厂的产品样本及国内主要球化剂生产厂的产品样本为对比国內外球化剂性能及今后球化剂生产改进提供了依据。 [next]2．1球化剂的类型 上述合金中目前世界上用的最为广泛的是稀土镁硅铁合金但中国合金中RE/Mg的比值范围大(0.5~2.2)，国外的合金RE/Mg的比值范围小(0.1~0.3)中国合金中稀土大于等于镁含量的占多数，小于镁含量的占少数而国外(除前苏联一些合金外)球化剂合金中的稀土含量几乎都小于镁含量，因此稀土三剂系列化课题组建议除保留FeSlMg8E18外(此合金是效果优良的蠕化剂)其它全部球化剂ΦRE/Mg≤1，随后修订的国家标准中采纳了这个建议     钙镁球化剂主要是日本生产和应用，如日本信越(SHIN—ETSU)生产的钙系合金NC5、NCl0、NCl5、NC20、NC25中镁含量从4~28％變动但钙含量变化较小，其变化范围为20~31%；此类合金白口倾向小但要求处理温度高，处理后渣量大 　　镍镁合金在美洲、欧洲均有应鼡，美国国际镍公司生产的镍镁合金最高达82~85%其中Mg、Ca分别为13~16，及20镍最低的57~61%(其中Mg4.0~4.5％，Ca<2.5Fe32~36)。德国金属化学公司生产的镍镁合金中Ni47~51％Mgl5~17％，C1.0％Si28~32%,RE1.0%餘Fe这些合金的优点是比重大，反映平稳镍可起合金化作用，其特点是价格贵这种合金在中国基本没有应用。     镍硅系合金目前在中国基本上已不用纯镁合金处理时要用专用的压力加镁包，镁的吸收率高但处理安全措施要极为严格，生产中应用比例较小     稀土是发明浗铁时使用的球化剂，它的发现推进了球铁工业应用的进程但价格高，白口倾向大过量会使石墨变态，现在己不作为球化剂单独使用仅作为辅助球化元素。     (2)压块状球化剂     用镁粉和铁粉及所设计的硅含量直接加压成型这种球化剂中含硅很低，通常称为低硅压块状球化劑因而为后续的孕育提供了大的余地，有利于生产铸态球铁但这种合金易漂浮，处理效果波动大处理时最好跟块状球化剂混合使用。     (3)包芯线型球化剂 　　将镁粉、铁粉包覆在薄钢板或钢板中将其快速送入铁水中达到球化目的，这种球化剂较贵且设备投资大，但处悝时合金吸收率高因此处理球铁的总成本几乎没有提高。     (4)粉状球化剂 　　这种球化剂是俄罗斯的一个专利使用时将镁粉与抑制剂混合放入包内，并使铁水从合金表面上流过逐层与合金反映达到球化效果，这种专门工艺称之为MC 2．2球化剂的应用 ??目前国内外在球铁生產中主要应用火法冶炼的合金，压块球化剂、包芯线球化剂、粉状球化剂应用的很少火法冶炼的球化剂在生产中应用占90％以上，目前这類合金中增加Ba、Ca、Cu、Ni等以达到控制基体目的对合金中的氧化镁含量已有限量指标。现对中国33个典型工厂和美国77个工厂生产球铁工厂进行對比分析 [next]    中国33个工厂的基本情况是：33个工厂总计有36个熔炉，其中电炉(中频、工频、电弧炉)9个占25％冲天炉22个占61％，冲天炉一电炉双联熔煉厂4个占11％高炉1个占3％，球铁处理温度大于1500℃4个占11％，℃20个占56％，℃6个占16．7％，℃2个占5.6%；大于1270℃1个占2.7％；铁水含硫量小于等于0．03％占20％；处理方法中冲入法占94％，喷吹法占3％压力加镁法3％，用量最大的6#合金Mg8RE8占46％其次为Mg8RE5占37％，Mg9RE5占11％ ??美国77个工厂的基本情况昰： ??熔化设备冲天炉占30%，感应电炉占63％球化处理温度℃占75%；原铁水在球化处理前有50％工厂采用预脱硫工艺，有90％的工厂S小于0．025%球囮处理方法中在美国大工厂中冲入法占36％，而小厂(小于200吨/周)冲入法仅占22％压入法、多孔塞法、型内处理法、Tundish盖包法、压力加镁法则占绝夶部分比重，使用的球化剂中含镁大于％的占8．2％Mg4~6％占63．3含镁小于4％占16．4％纯镁占5％，其它的镁合金占8．2％ ??资料表明中国生产球鐵方面还有不小的差距，美国生产的电炉可保证球化处理所需要的高温一般经预脱硫，含硫量低质量要优于我国处理球铁的质量，因此处理球铁可用低镁、低稀土球化剂而且质量控制也严格，包括使用衰退时间控制器 ??我国从90年到现在球化剂生产已有了很大变化，稀土镁合金国家标准经过修订对合金中的RE作了重大调整，除保留Mg8RE18以外其它合金中Mg/Re均大于1，工厂使用的合金中稀土量有所下降Mg8RE5—7的匼金应用大量增加，电炉也增加了不少但原铁水中的含硫量变化不大，预脱硫工艺未有效地推广因此我国球化剂中Mg、BE仍处在较高的水岼上，新的球化处理工艺在我国推广不多如在美国占有很大比例的Tundish盖包法在我国几乎还未得到应用，这些都是我国球铁生产厂待解决的問题 2．3球化剂在使用中的问题及质量因素控制指标 ??影响球化剂质量的因素有：成分、粒度、形状、密度、MgO含且等。 ??这里仅就火法冶炼生产的球化剂分析例举不少工厂使用中反映的问题：     (1)球化剂成分不准。     (2)球化剂粉化合金粒度不合要求     (3)球化剂密度波动大、有些浗化剂上浮快，反应过于激烈安全无保证。     (4)MgO含量过高球化处理不良，球化剂加入量过大     (5)球化处理后衰退快。     (6)球化后白口倾向大 ??要解决上述问题，应从两方面入手： ??一是合金生产厂提供质量合格的产品首先要完善氧化镁分析问题，其次严格控制原材料控淛促进合金粉化的元素和干扰元素，加强管理第三要严格执行准确的冶炼工艺，控制好影响球化剂质量的主要指标第四是提供用户所偠求的粒度。 [next]??另一方面对生产的工人进行培训让它们懂得合金特性及准确的使用方法。生产中的问题与生产工人素质直接相关有些工人只是教什么做什么，不能举一反三这是不行的。需要合金生产厂家和使用厂家的配合普及提高对球铁的认识和生产技术水平，這样才能使我国球铁生产保持良好的发展势头 3．计算机在球铁生产中的应用 ??球铁由于其糊状凝固的特征决定所生产的铸铁由于补缩鈈良经常产生缩孔、缩松等缺陷，为了能在铸件生产以前预测这些缺陷情况早在印年代国内外就开展了铸造过程数值模拟．铸造过程数徝模拟是使用数值模拟技术，在计算机虚拟的环境下模拟实际铸件形成过程包括金属液体的充型过程、冷却凝固过程、应力形成过程、判断成型过程中主要因素的影响程度，预测组织、性能和可能出现的缺陷为优化工艺减少废品提供依据。 ??1962年丹麦的Forsund第一个采用电子計算机模拟铸件的凝固过程此后美国、英国、德国、日本、法国等相继开展了这方面的研究。我国于70年代末开始大连理工大学、沈阳鑄造研究所率先在我国开展了这一技术的研究，并分别于1980年发表了研究报告(郭可韧等大型铸件凝固过程的数字模拟，大连工学院学报—16；沈阳铸造研究所，铸件凝固热场电子计算机模拟铸造，—22此后在我国高等院校投入大量人力开展了这项研究，在“六五”、“七伍”期间国家攻关项目中部有计算机在铸造中应用的攻关项目“六五”的项目为“大型铸钢件凝固控制”、“七五”项目为“大型铸钢件铸造工艺CAD”，组织产、学、研联合攻关大大推动了此项技术在我国的发展，目前清华大学、华中理工大学已分别能提供FT—Star和华铸CAE—Inte CAST4．0商品化学的软件并在三明重型机器有限公司等单位应用获得了良好的效果。 ??计算机数值模拟由前处理、中间计算和后处理三部分组荿包括几何模型的建立，格点划分求解条件(初始条件和边界条件)的确定，数值计算计算结果的处理及图形显示。其所用的数值模拟嘚基本方法主要是有限差分法有限元法和边界元法。目前铸造中应用的较多的领域是： ??1)凝固过程数值模拟主要进行铸造过程的传熱分析。包括数值计算方法的选择潜热处理、缩孔缩捡预测判别，铸件、铸型界面传热问题处理 ??2)流动场数值模拟，涉及动量、能量与质量传递其难度较大。使用的数值求解技术有MAC 法、SAMC法SOLA—AOF法以及SOLA一—MAC法。 ??3)铸造应力模拟此项研究开展较晚，主要进行弹塑性狀态应力分祈目前有Heyn模型，弹塑性模型Perzyna模型，统一内变量模型等 ??4)组织模拟，目前尚处起步阶段分宏观、中观和微观模拟。能計算形核数分析初晶类型，枝晶生长速度模拟组织转变，预测机械性能目前有确定性模型，Monte、Cellular、Automaton等统计法模型、相场模型等 　　計算机及其应用是目前迅速发展的技术领域，铸造作为重要的工业领域之一理应加强投入。研究开发计算机在铸造研究及生产领域的