冷壓球團(tuán)是冶金行業(yè)生產(chǎn)中將所需的全部物料均勻混合后進(jìn)行冷壓制，經(jīng)低溫干燥制成的球團(tuán)，工業(yè)生產(chǎn)中采用的主要設(shè)備是對(duì)輥壓球機(jī)。該工藝具有工程投資省、工藝流程簡(jiǎn)單、粉料粒度范圍選擇廣、污染小等特點(diǎn)，其中原料可由除塵灰、冶金污泥、粉礦以及還原劑等組成，應(yīng)用范圍廣泛，因此受到冶金企業(yè)青睞。
攀鋼于2009年啟動(dòng)了100kt/a釩鈦礦資源綜合利用新工藝中試線項(xiàng)目，采用轉(zhuǎn)底爐直接還原—熔分爐深還原流程處理釩鈦磁鐵礦。該中試線項(xiàng)目采用高壓壓球機(jī)壓制礦煤混合球團(tuán)，起初效果較差，經(jīng)過(guò)一系列設(shè)備整改及參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，目前取得了較好的壓球效果。
壓球機(jī)一般采用對(duì)輥成型機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由加料箱(料斗)和兩個(gè)對(duì)輥型輪(又稱軋輥)組成。兩對(duì)輥型輪中，一為固定型輪，另一為加壓型輪，彼此留有一定的間隙，兩對(duì)輥表面上規(guī)則地排列著許多形狀大小相同的球窩。作業(yè)時(shí)，對(duì)輥以相同的轉(zhuǎn)速作反向旋轉(zhuǎn)，粉狀物料進(jìn)入壓球機(jī)料斗，從A點(diǎn)起被對(duì)輥咬入而加入到球窩，隨著型輪轉(zhuǎn)動(dòng)，物料逐漸被壓縮，在B處得到預(yù)壓，到C處達(dá)到成型壓力最大值從而進(jìn)行最終壓制，隨后壓力逐漸減小，型球因彈性回復(fù)而尺寸增大，球與球窩壁的粘合受到破壞，加上其自身重力作用而在D和E處脫模，成品球掉到運(yùn)輸皮帶輸出。壓球機(jī)給料方式有重力給料和強(qiáng)制給料(又稱預(yù)壓)兩種，一般根據(jù)物料比重來(lái)確定給料方式，比重較大的物料(如鐵精礦等)可采用重力給料，比重較輕的物料(如煤粉等)需要強(qiáng)制給料。螺旋給料是應(yīng)用最廣泛的強(qiáng)制給料方法，強(qiáng)制給料的作用除加料外，還能解決物料被擠回料斗的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)物料進(jìn)行預(yù)壓，破壞物料“拱橋效應(yīng)”，排除物料中部分氣體，產(chǎn)生初步位移，提高物料密度，減少壓團(tuán)脫模后的彈性后效。
影響壓球過(guò)程的因素很多，主要包括物料性質(zhì)、粘結(jié)劑性質(zhì)及加入量以及壓球工藝條件等。只有經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)，確定工藝參數(shù)才能取得較好的成球效果，精礦和煤粉都具有一定的粒度組成，有利于提高球團(tuán)密實(shí)度。精礦干燥采用圓筒干燥機(jī)，可以通過(guò)調(diào)整圓筒干燥
機(jī)進(jìn)料量及筒體轉(zhuǎn)速來(lái)控制干燥時(shí)間，以控制精礦含水量，適應(yīng)壓球機(jī)需求。
若物料中夾雜體積較大的硬物，如鐵塊、石塊等，且未及時(shí)清除，則硬物進(jìn)入壓球機(jī)后會(huì)對(duì)軋輥、中試線采用DFGQJ－1000A型高壓壓球機(jī)中試線原料采用的是釩鈦鐵精礦，還原劑采用無(wú)煙煤粉，向精礦與煤粉混合物中加入粘結(jié)劑，經(jīng)混料機(jī)充分混合后，物料進(jìn)入壓球機(jī)壓制成球。電機(jī)、減速機(jī)等設(shè)備造成損害。壓球機(jī)調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，物料中曾混入異物，進(jìn)入輥縫與軋輥產(chǎn)生擠壓，導(dǎo)致減速機(jī)殼體出現(xiàn)裂紋，最終更換了減速機(jī)殼體。為保護(hù)壓球機(jī)，從設(shè)備本身及外部環(huán)境兩方面入手，采取保護(hù)措施，避免損傷設(shè)備。
針對(duì)壓球機(jī)自身，對(duì)電機(jī)增加了過(guò)電流保護(hù)，當(dāng)輥縫間進(jìn)入大鐵塊或進(jìn)入輥縫的物料過(guò)多而發(fā)生卡料時(shí)，電機(jī)跳閘，停止工作。外部環(huán)境方面，在配料系統(tǒng)增加除鐵裝置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況最終在輸送精礦、煤粉混合物的轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶端頭加入孔隙大小為10mm×10mm篩網(wǎng)，同時(shí)安裝振打器幫助物料順利通過(guò)篩網(wǎng)，大塊雜物被震到篩網(wǎng)邊上定時(shí)清除。
中試線壓球機(jī)最初調(diào)試時(shí)成球率只有5%～10%，來(lái)料不均勻、預(yù)壓螺旋堵料、球碗錯(cuò)位等是造成成球率低的主要原因，鑒于此，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了改造，目前成球率已提高到70%以上，具體改造措施如下。
(1)控制物料均勻
鐵精礦采用圓盤給料機(jī)下料，煤粉采用葉輪給煤粉粒度較細(xì)，流動(dòng)性很好，煤粉葉輪給料機(jī)給料較為被動(dòng)，顯著特點(diǎn)為固定一頻率給料，隨時(shí)間延長(zhǎng)，下料量逐漸增大，為保證煤粉下料穩(wěn)定，將葉輪給料機(jī)葉片之間縫隙填充了1/3，目前下料相對(duì)穩(wěn)定。
(2)去掉預(yù)壓螺旋，調(diào)整球碗錯(cuò)位試驗(yàn)初期，預(yù)壓螺旋堵料嚴(yán)重，對(duì)來(lái)料沒(méi)有緩沖作用，考慮到物料為精礦與煤粉混合物，比重較大，所以拆掉了預(yù)壓螺旋，同時(shí)將進(jìn)料管的方向改變90度，由垂直于輥縫進(jìn)料改變?yōu)榕c輥縫平行進(jìn)料，去掉螺旋后，壓球機(jī)堵料現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，雖對(duì)球團(tuán)強(qiáng)度有不利影響，但可通過(guò)提高壓力來(lái)彌補(bǔ)。同時(shí)，將壓球機(jī)殼體拆開，糾正球碗錯(cuò)位，最初試驗(yàn)時(shí)，球團(tuán)錯(cuò)位約3～5mm，調(diào)整后錯(cuò)位約2～3mm。壓球機(jī)整改后，堵料現(xiàn)象減少，成球率提高，碎塊減少。(3)物料在軋輥上集中分布并堆積一定厚度中試線壓球機(jī)軋輥長(zhǎng)為600mm，為了將物料分開并均勻散布到輥縫間，在進(jìn)料管底壁上加設(shè)分料器，將來(lái)料分開，試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)效果不好，物料分散后，料機(jī)下料，粘結(jié)劑通過(guò)粘結(jié)劑加入裝置噴入物料，物料在混料機(jī)內(nèi)充分混合后進(jìn)入壓球機(jī)。