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天博综合球团矿贸易与生产工艺流程

发布时间 : 2022-11-22 22:48:05

  天博综合摘要:提到球团,就要涉及到钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺:造球工艺与烧结工艺。球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后,在加水润湿的条件下,通过造球机滚动成球,再经过干燥焙烧,固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

  提到球团,就要涉及到钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺:造球工艺与烧结工艺。球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后,在加水润湿的条件下,通过造球机滚动成球,再经过干燥焙烧,固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

  造球与烧结两种生产工艺的区别随着地球资源的不断开采,富矿短缺,必须不断扩大贫矿资源的利用,而选矿技术的进步可经济地选出高品位细磨铁精矿,其粒度从-200网目(小于0.074mm)进一步减少到-325网目(小于0.044mm)。这种过细精矿不益于烧结,透气性不好,影响烧结矿产量和质量的提高,而用球团方法处理却很适宜,因为过细精矿易于成球,粒度愈细,成球性愈好,球团强度愈高。

  成品矿的形状不同:烧结矿是形状不规则的多孔质块矿,而球团矿是形状规则的10~25mm的球球团矿较烧结矿粒度均匀,微气孔多,还原性好,强度高,且易于贮存,有利于强化高炉生产。

  适于球团法处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、褐铁矿以及各种含铁粉尘,化工硫酸渣等;从产品来看,不仅能制造常规氧化球团,还可以生产还原球团、金属化球团等;同时球团方法适用于有色金属的回收,有利于开展综合利用。

  固结成块的机理不同:烧结矿是靠液相固结的,为了保证烧结矿的强度,要求产生一定数量的液相,因此混合料中必须有燃料,为烧结过程提供热源。而球团矿主要是依靠矿粉颗粒的高温再结晶固结的,不需要产生液相,热量由焙烧炉内的燃料燃烧提供,混合料中不加燃料

  生产工艺不同:烧结料的混合与造球是在混合机内同时进行的,成球不完全,混合料中仍然含有相当数量未成球的小颗粒。而球团矿生产工艺中必须有专门的造球工序和设备(造球盘等),将全部混合料造成10~25mm的球,小于10mm的小球要筛出重新造球。

  球团矿作为良好的高炉炉料,自上世纪50年代在美国首先工业化生产以来,发展迅速。不仅具有品位高、强度好、碱度低、易还原、粒度均匀等优点,而且可使高炉利用系数提高、焦比降低。从国外使用情况看,随着高炉中球团矿使用量的增加,炼铁渣量明显下降,高炉铁水产量提高,焦比和综合燃料处于较低状态,提高高炉寿命达到13年以上。

  欧美高炉球团矿使用比例一般都比较高,个别的高炉达到100%,一般配比都可达到70%,而中国高炉,主要是以烧结矿为主,烧结矿配比高达70-80%,而球团矿在我国炉料配比一直都比较低,约占5-20%,当然这与我国长期以来的炼钢历史不可分割。

  世界球团贸易与钢铁行业的发展步调基本是一致的。2004-2015年,全球球团贸易量基本保持在1.2亿吨水平。自2004-2010年,世界钢铁需求强劲,各国都在加速扩产能,而球团作为低燃耗、高铁水产出的产品,备受亲睐,天博综合球团贸易量也逐步攀升。而自2010年后,随着世界钢铁需求的回落,钢厂利润开始收缩,部分开始亏损破产,因此,球团的需求逐步下降,其贸易量逐步由峰值的1.39亿吨降至1.2亿吨。

  2015年世界球团产量约4.47亿吨,由于钢厂利润近几年持续收缩,原料采购也尽量倾向价格低、品味稍低的品种,因此,球团矿作为高品质矿石,用量呈现缩小趋势,这使得很多球团矿企如履薄冰,出现大面积的关停,因此,2016年,球团供应相对会有所减少。根据最新数据了解,世界主要球团生产商累计生产量并没有明显增幅,部分与去年同比小幅下滑,部分保持稳定生产。瑞典球团Ferrexpo、LKAB产量小幅增长;俄罗斯Metalloinvest、Severstal生产基本保持平稳;瑞典Ferrexpo、LKAB产量小幅增长;巴西Vale、天博综合加拿大IOC和乌克兰Metinvest厂相继有不同程度的减产。早于2015年11月停产的巴西Samarco矿山整体供应量3000万吨,据悉,将于2017/18恢复生产,届时巴西整体供应量将新增约3000万吨。

  巴西,全球第一大产糖国,世界第二大大豆生产国,世界上第三大玉米生产国,世界上第一大铁矿石生产国,也是世界上第一大球团出口国,每年向世界输出近5100万吨的球团矿,其境内最大的矿山Vale,每年要向世界输出约4300-4700万吨的球团矿,输出量占巴西的90%,在铁矿石贸易中,起着至关重要的作用。巴西今年1-8月份到中国的球团量大降70%左右,而这与2015年巴西Samarco矿山(年3000万吨)的停产有直接的关系。由于进口球团矿的减少,加之国内球团设备未能及时复产,使得国内球团需求缺口非常大,国内球团价格被逐步推高,钢厂也苦于球团矿的供应短缺,纷纷开始大量外采磁铁矿自行加工或者采购些块矿进行补充。

  中国国内球团产能约3.5亿吨,目前产能利用率50%不到,未来随着清洁炼钢模式的普及、环保的严格监管,球团矿需求或将有所提升,仅就国内球团潜在供应来看,未来足以满足国内钢厂对球团矿的需求,因此,中国球团进口份额未来或呈缩小态势。

  首先,由于伊朗刚刚摆脱美国的经济制裁,需要大力发展国内经济,因此国家政府的投资有望拉动对钢铁的需求,进而带动球团矿的需求。据相关信息了解到,伊朗计划将其粗钢产能从当前的2500万吨扩产至5500万吨,粗钢产能的扩产需要更多铁矿石原料的供给,因此伊朗也积极扩大自身铁矿精粉和球团矿的产能,据悉,伊朗计划将铁精粉产量从2500万吨扩产至6500,球团产量从2500万吨增至8000万吨。

  非洲是矿山资源非常丰富的一个国家,南非英美资源Kumba铁矿、山钢集团的塞拉利昂矿、毛里塔尼亚矿山、非洲彩虹矿业的Assmang等,都是非洲重要的铁矿石输出国,然而,据笔者了解,当地开发矿产资源其中最大的一个限制就是交通设施太落后,很多投资者入驻后,都要新建运输公路、铁路、港口,因前期投资较大,再加上当前的行业不景气,很多当地的矿山都大面积的亏损,著名的英美资源矿业公司在近几年频频出售其旗下的资产,其中就包含在南非的铁矿、铜矿项目等。未来当地政府或者外资加强对基建的投入,天博综合势必会拉动对钢材和铁矿石原料的需求。

  世界上最大的精粉生产国家依旧是巴西。年产量1.22亿吨左右,除巴西以外,主要产地还包括,独联体成员国、北美自由贸易区、欧盟、中国等。2015年世界造球精粉产量约3.88亿吨,根据某机构预测,造球精粉产量未来将保持稳步增长,至2020年,有望达到4.62亿吨。支撑造球精粉产量不断增长的重要因素在于未来世界清洁炼钢模式的普及,球团矿或者直接还原铁成为炼铁和炼钢的重要选择。

  直接还原铁(DRI-Direct Reduced Iron)是用气体或固体还原剂在低于矿石软化温度下,在反应装置内将铁矿石还原成金属铁的方法,其用料之一便是氧化球团矿,生产出来的产品我们可称之为直接还原球团。这种铁保留了失氧前的外形,因失氧形成大量微孔隙,显微镜下形似海绵结构,故又称海绵铁。其既可以作为高炉的冷却剂,又可以与废钢配比用电炉炼钢,产出的钢品种主要是特种钢、优质钢等。目前直接还原铁炼钢在欧美比较普及,中国几乎不用,因此直接还原铁的贸易主要集中在欧州。

  早在2002年,钢价一直处于上升势头,行业利润前景一片光明,2003年全球各大钢铁公司的股价也上升了40%左右,至2004年,全球各国表观钢材消费量几乎都成两位数增长,世界球团消耗也步入高速发展通道,高炉球团用量自2004年的2.5亿吨增至2011年的3.88亿吨,天博综合达到世界高炉球团用量最高值。然而进入2011年后,由于发达国家钢材需求增长开始乏力而发展中国家钢材需求出现较稳步的增长,使得球团使用量能维持在较高的位置上,至2015年,世界球团用量降至五年来最低为3.41亿吨。

  竖炉焙烧法采用最早,但由于这种方法本身固有的缺点而发展缓慢。目前采用最多的是带式焙烧机法,60%以上的球团矿是用带式焙烧机法焙烧的。链箅机一回转窑法出现较晚,但由于它具有一系列的优点,所以发展较快,今后很可能成为主要的球团矿焙烧法。竖炉造球在中国更普遍,只不过最近两年淘汰量很多,使得链篦机-回转窑使用比例逐步上升。

  设备大型化。目前,我国自行设计、制作和安装的链篦机-回转窑球团厂,最大规模为240万t/a。从我国实际情况出发,立足国内,把链篦机-回转窑球团厂规模扩大到400万t/a已经不存在技术障碍。从国内目前的机械加工及制造能力分析,400万t/a球团厂的设备制造供货,除强力混合机及回转窑主传动液压马达需从国外引进外,其余主要工艺设备如圆盘造球机、链篦机、回转窑、鼓风环冷机均可国内制造供货。

  铁矿石球团法。在竖炉中、上部两侧的燃烧室,将气体燃料(或液体燃料)燃烧后的高温废气喷入炉内,与自上而下移动的生球逆向运动,加热炉料;另在竖炉下部鼓入冷风,在炉内自下而上运动,冷却炉料,从而,使布入炉口的生球在竖炉内连续下降的过程中,经过干燥、预热、焙烧、均热、冷却5个工作带,焙烧成为成品球团矿,由竖炉下部连续排出。由于竖炉内各工作带不易灵活控制,焙烧均匀性差,同时对原料要求严格,单机能力小,在工业发达国家已经淘汰。在中国,由于竖炉焙烧具有设备简单,投资少,热效率高,生产费用低和不用合金钢等优点,同时改进了炉型结构,提高了球团矿的产量和质量,因此在一些以细精矿为原料的中、小钢铁厂仍有发展。

  单炉规模很难大型化。目前我国生产的竖炉一般都在10-20m2,产量在40-70万t左右。如要扩大规模,其难度十分大。如要扩大其横向尺寸,上述所提到的炉内温度的分布势必更难做到合理和有效;如要增大长度方向上的尺寸,则会由于长度和温度(排料温度一般在400℃左右)方面的原因,将对排料辊的设计和制造带来更大的难度。

  对原料的适应性差。从理论上和实践都可看出,竖炉焙烧只有在用磁铁矿作原料时才能成功。若采用赤铁矿或其他矿种作原料,往往在其升温过程中,天博综合球团的强度很难提高,几乎要到1200℃以上,球团的固结强度才能较迅速地上升,在此温度以前,球团在炉内由于强度低和往下运动时的摩擦和料柱的压力,会产生过量的粉末,在较高温度下极易产生粘结现象。

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