摘要:混合工藝直接影響鐵礦粉造球的質(zhì)量，混合均勻度對(duì)于球團(tuán)的質(zhì)量至關(guān)重要。本文介紹了混合的原理以及鋼鐵行業(yè)中常用的混合機(jī)類型，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了逆流式強(qiáng)力混合機(jī)的特點(diǎn)及其應(yīng)用于煉鐵原料制備的優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞：鐵礦粉混合，直接還原鐵，混合機(jī)，混合質(zhì)量
前言
混合工藝在整個(gè)煉鐵過程中非常重要，該工藝對(duì)于整個(gè)工藝過程的效率和其中間產(chǎn)品（球團(tuán)）的質(zhì)量有很大影響，但其重要性往往被低估。
1 鐵礦粉造球
鐵礦粉需要加工成團(tuán)塊狀進(jìn)入高爐或直接還原，通常小于0.1mm的礦粉和精礦粉需制成直徑為10mm的球團(tuán)。與團(tuán)塊礦相比，球團(tuán)礦具有較窄的粒徑分布，一致的質(zhì)量和高透氣率。球團(tuán)礦可以進(jìn)入高爐或直接還原。
除礦石原有的化學(xué)性能外，球團(tuán)的物理和化學(xué)性能決定了后續(xù)工藝過程的效率，而其制備方式是決定性因素。
精礦粉的細(xì)度和粒徑分布非常適合造球。造球設(shè)備前一般配置連續(xù)式混合機(jī)，將精礦粉與不同種類的添加劑進(jìn)行混合。通過混合機(jī)獲得的混合均勻度很大程度上決定了球團(tuán)的質(zhì)量。在后續(xù)工藝過程中，球團(tuán)應(yīng)適合輸送并盡量少產(chǎn)生細(xì)粉。其重要冶金性能之一的低溫分解性低（在由赤鐵礦到磁鐵礦的還原過程中）由球團(tuán)的穩(wěn)定性決定。提到還原性，具有更強(qiáng)機(jī)械應(yīng)力的球團(tuán)通常得到更好的效果。每個(gè)球團(tuán)的自由下落指數(shù)應(yīng)盡可能低，不易聚集和在高溫下粘結(jié)（否則高爐的錐形部分有被阻塞的危險(xiǎn)）。如果透氣性好的話，間接還原的比例高，例如：可以獲得更高的CO效率（燃?xì)馐褂寐剩档徒狗巯摹?/p>
以上所有的重要參數(shù)來自于混合過程中參與混合的各種添加劑之間的充分反應(yīng)。球團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)只能通過造球前有效的混合來保證。來自用戶的報(bào)告：當(dāng)檢驗(yàn)不同的球團(tuán)時(shí)，即使看上去添加劑的分散很充分，它們的內(nèi)部性質(zhì)可能會(huì)差別很大。而且每個(gè)球團(tuán)的質(zhì)量一致性對(duì)于生產(chǎn)高質(zhì)量球團(tuán)也很重要。如果需要保證每一個(gè)球團(tuán)的性質(zhì)一致（物理和化學(xué)性能），需要高性能的混合系統(tǒng)。
沒有簡(jiǎn)單的混合任務(wù)。原料非常細(xì)，通常鐵精粉的細(xì)度為：90％<63微米。為了達(dá)到不同冶金性能需要添加不同種類的添加劑，例如：膨潤(rùn)土、石灰石、白云石、橄欖石、有機(jī)粘結(jié)劑、固體燃料（焦粉，煤粉等），一般希望使用盡量少的添加劑以避免降低鐵品位。
在過去的150年來鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，尤其是近5-10年的快速發(fā)展，形成了世界范圍的對(duì)于鋼鐵原料制備更高要求的需求。在此需求下，鐵礦粉造球的技術(shù)臻于成熟，球團(tuán)制備中粘結(jié)劑消耗的降低和生球強(qiáng)度的提高是大家追求的目標(biāo)。
除高爐煉鐵外，在過去的50年間在直接還原領(lǐng)域涌現(xiàn)出許多成功的工藝技術(shù)，例如：
1. 一步法工藝，如： Hlsmelt
2. 高度預(yù)還原工藝，如：Fastmelt, Itmk³
3. 優(yōu)化熔融還原工藝，如: COREX, FINEX
相對(duì)于燒結(jié)工藝，這些工藝或多或少基于不需要焦炭和塊礦的優(yōu)點(diǎn)。直接還原鐵主要為氣基還原工藝，可利用低成本的天然氣。煤基的熔融還原工藝生產(chǎn)液態(tài)金屬鐵，不用或僅用非常少量的焦炭。
愛立許的混合技術(shù)成功應(yīng)用于球團(tuán)礦混合，燒結(jié)礦混合，在全球擁有上百家用戶。在中國(guó)由首鋼礦業(yè)公司在2002年引進(jìn)愛立許強(qiáng)力混合機(jī)用于球團(tuán)生產(chǎn)后，已有50多條球團(tuán)生產(chǎn)線采用了愛立許混合機(jī)。愛立許混合技術(shù)還成功應(yīng)用于熱壓工藝和COREX, FINEX工藝等直接還原工藝。
2 混合技術(shù)
2.1 混合機(jī)形式
在所有需要制備固體料的行業(yè)，混合工藝非常重要。如果原始物料不能被有效混合，就不能獲得期望的產(chǎn)品性質(zhì)，質(zhì)量也會(huì)有很大差異?；旌系馁|(zhì)量決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。所以選擇最佳的混合機(jī)至關(guān)重要。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這也常常決定公司是否在市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力。
重力式混合機(jī)是旋轉(zhuǎn)的混合桶使物料進(jìn)行跌落和拋擲運(yùn)動(dòng)的混合?；旌贤皟?nèi)部裝有一些配件支持這些運(yùn)動(dòng)。重力式混合機(jī)并不適合高質(zhì)量混合的要求。
強(qiáng)制式混合機(jī)使物料進(jìn)行強(qiáng)制式運(yùn)動(dòng)，不同形式如下：
目前市場(chǎng)上的混合機(jī)多多少少?gòu)囊韵?種基本形式衍生而來，見圖：
圖1：市場(chǎng)上4種強(qiáng)制式混合機(jī)
單軸混合機(jī)，環(huán)槽混合機(jī)
行星式混合機(jī)，雙軸混合機(jī)
正當(dāng)這些‘簡(jiǎn)單’的混合機(jī)緩慢進(jìn)步，目前的結(jié)構(gòu)與100年前幾乎一樣時(shí)，愛立許逆流式混合機(jī)已經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段，到今天已是第5代。愛立許混合機(jī)與‘簡(jiǎn)單’混合機(jī)的關(guān)鍵區(qū)別在于在愛立許混合機(jī)中實(shí)現(xiàn)了物料運(yùn)動(dòng)和真正混合的分離。
物料運(yùn)動(dòng)和真正混合的分離使混合工具（將機(jī)械能輸入到混合物中）的速度可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整。
3.2 逆流式強(qiáng)力混合機(jī)（愛立許混合機(jī)）
1903年愛立許制造出第一臺(tái)環(huán)槽混合機(jī)（見圖2），得到當(dāng)時(shí)新生的混凝土行業(yè)的歡迎。1906年愛立許開發(fā)出行星式混合機(jī)（見圖3），使用該混合機(jī)，按照當(dāng)時(shí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，第一次獲得高質(zhì)量的混合物。
在接下來的100多年中，愛立許1903年環(huán)槽混合機(jī)和1906年行星式混合機(jī)的原理仍被世界上許多國(guó)家的眾多制造廠商所應(yīng)用，主要用于簡(jiǎn)單混合要求工業(yè)行業(yè)。
圖2 : EIRICH 愛立許1903年制造的環(huán)槽混合機(jī)
圖3：EIRICH 愛立許1906年制造的行星式混合機(jī)
愛立許強(qiáng)力混合機(jī)
在1924年愛立許開發(fā)出第1臺(tái)具有驅(qū)動(dòng)的混合盤的混合機(jī)（見圖4）。這種混合原理非常獨(dú)特，命名為“愛立許逆流式強(qiáng)力混合機(jī)”或簡(jiǎn)單成為“愛立許混合機(jī)”，適用于多種行業(yè)。不斷的開發(fā)和完善使今天的愛立許混合機(jī)進(jìn)入了第5代（圖5和6）。
