球團(tuán)礦具有顯著優(yōu)勢特性：含鐵量高；負(fù)載運(yùn)輸過程中穩(wěn)定；冶金性能可綜合設(shè)定。

對鐵品位的要求，通過富選使脈石含量不超過3%的精礦粉來實(shí)現(xiàn)。該條件的滿足可以與澳大利亞和巴西等地的礦石原料生產(chǎn)者相競爭，也具備了在直接還原鐵工藝中使用球團(tuán)礦的先決條件。

轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)細(xì)粒級粉礦含量是評價球團(tuán)礦強(qiáng)度的關(guān)鍵參數(shù)，一般可通過焙燒制度的控制實(shí)現(xiàn)。球團(tuán)礦冶金性能預(yù)設(shè)值的實(shí)現(xiàn)問題是比較復(fù)雜的，因?yàn)樵S多參數(shù)之間是相互排斥關(guān)系。例如，通過降低球團(tuán)礦的氣孔率可以提高其抗壓強(qiáng)度，但同時會降低其還原性。

本文目的是研究球團(tuán)礦冶金性能的變化規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上探究控制其冶金性能的思路。此前已進(jìn)行過多次控制球團(tuán)礦質(zhì)量的探索試驗(yàn)，其方法為配加石灰石、白云石助熔劑以及鎂質(zhì)添加物和鋁土礦。這些研究及其他研究表明，在某些礦冶企業(yè)中，礦石成分的變化受到了限制，而某些偶然因素的作用可與助熔劑的效果相比擬。這些因素發(fā)揮的作用是通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和對發(fā)揮作用方式和規(guī)律性的系列分析顯現(xiàn)出來的。在探索研究中應(yīng)遵循的原則是試劑的消耗要少，并且可以實(shí)現(xiàn)球團(tuán)礦性能在較寬的范圍變化。

本研究的方法是模擬實(shí)際生產(chǎn)中獲得球團(tuán)礦過程的標(biāo)準(zhǔn)研究方法。作為研究對象，選擇了俄羅斯米哈伊洛夫礦冶聯(lián)合企業(yè)鐵精礦生產(chǎn)的球團(tuán)礦，研究期限為2014-2020年。

以鐵精礦為基礎(chǔ)生產(chǎn)的球團(tuán)礦，硅酸鹽脈石作為黏結(jié)劑影響其礦物組成和結(jié)構(gòu)，而在宏觀結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為氣孔的形成。在低堿度和低氧化鎂含量的球團(tuán)礦中，玻璃相在高堿度易熔性硅酸鹽脈石的基礎(chǔ)上得以形成，鈉和鉀集中在硅含量高的玻璃相中。在低堿度球團(tuán)礦中，氧化鎂含量的提高會導(dǎo)致結(jié)晶相的出現(xiàn)。

堿度的降低是與球團(tuán)礦中脈石礦物總體數(shù)量的增加相關(guān)聯(lián)的。熔劑可促進(jìn)球團(tuán)礦鐵礦物相組成的變化。在鐵礦物相中，氧化鈣的含量與堿度成反比：堿度越高，氧化鈣越少。這可能與硅酸鹽相的結(jié)合有關(guān)。熔劑的添加會導(dǎo)致球團(tuán)礦結(jié)構(gòu)的重大變化：它們會變得更加疏松，相應(yīng)地，氣孔壁的平均厚度在變薄，同時也改變著硅酸鹽相的結(jié)構(gòu)和組成。隨著CaO/SiO2堿度的提高，硅酸鈣結(jié)晶相的份額增多了。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，堿度0.1-0.4的熔劑性球團(tuán)礦，一是具有較低的熱強(qiáng)度和較高的還原性，即，在這一堿度范圍內(nèi)，硅酸二鈣的進(jìn)一步發(fā)展和相變會導(dǎo)致球團(tuán)礦的粉化，并使球團(tuán)礦形成更高的氣孔率；二是具有更低的軟化-熔化溫度范圍值，軟化溫度隨著球團(tuán)礦中FeO含量的增加而提高。其他控制球團(tuán)礦性能的方法是調(diào)整它們的粒度組成。球團(tuán)礦不同粒度組成與其抗壓強(qiáng)度相關(guān)。

以現(xiàn)代方法研究出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，可以保證通過焙燒制度和原料組成的選擇確定獲得所需的一系列冶金性能。

冶金性能依賴于原始物料、造球焙燒制度，相應(yīng)地，在初始階段就要求選擇精礦類型和熔劑類型，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中往往會受到限制。高品位鐵精礦，一般來說，具有更高的比表面積，這樣就要求進(jìn)行造球制度和黏結(jié)劑配合工藝的調(diào)整。除此而外，與物質(zhì)組成、造球工藝、以及富選工藝相關(guān)聯(lián)。比如，與浮選藥劑組成的聯(lián)系，鐵精礦可以具有更好的親水表面或疏水表面。所有這些變化，不僅要求造球設(shè)備運(yùn)行制度的調(diào)整，而且要求對部分原料的替換。在這種情況下，在它們的熱加工工藝中，原始球團(tuán)礦和過程動力學(xué)將會與原設(shè)計(jì)不同。相應(yīng)地，要求焙燒機(jī)的運(yùn)行制度和加熱流程也要進(jìn)行調(diào)整。熔劑的選擇要依據(jù)球團(tuán)礦化學(xué)組成：氧化鎂含量和堿度的要求來進(jìn)行。

球團(tuán)礦組成確定以后，在已有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上制定冶金性能和焙燒過程的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行球團(tuán)礦焙燒試驗(yàn)及其冶金性能的檢測以檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果的相符性，進(jìn)一步進(jìn)行模型適應(yīng)性研究并計(jì)算出最優(yōu)的工作制度。

在焙燒過程最終模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)包含有必須驗(yàn)證內(nèi)容的實(shí)際生產(chǎn)。米哈伊洛夫礦冶聯(lián)合企業(yè)和ТОРЭКС公司從2014年開始實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)實(shí)踐和科技試驗(yàn)深入結(jié)合的方案，在此框架中實(shí)現(xiàn)了如下工作內(nèi)容：設(shè)備和工藝的儀器跟蹤；球團(tuán)礦冶金性能的確定；提高生產(chǎn)效率方案的深入擬定；深入擬定工藝和設(shè)計(jì)文件；創(chuàng)新推廣和工業(yè)試驗(yàn)的驗(yàn)證；科技信息的交流。未來，計(jì)劃進(jìn)行以獲取球團(tuán)礦冶金性能預(yù)測數(shù)據(jù)為目的的焙燒機(jī)數(shù)字化研究。

1）在實(shí)際生產(chǎn)中，球團(tuán)礦冶金性能的改變是可以控制和管理的；

2 ）球團(tuán)礦性能形成規(guī)律的研究和對其控制方法的研究，可以由生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)深入結(jié)合的模式來完成；

3 ）在米哈伊洛夫礦冶聯(lián)合企業(yè)公司的實(shí)際生產(chǎn)中，球團(tuán)礦冶金性能的控制可以通過下列方式實(shí)現(xiàn)：不同級別富選精礦的利用、熔劑的配比、球團(tuán)礦粒度組成的選擇及焙燒制度的選擇。