团矿是人造块状原料的一种方法，是将粉状物料变成在物理性能和化学组成上能够满足下一步加工要求的过程。在团矿过程中，物料不仅由于粒子密集和成型而发生物理性质（密度、孔隙率、形状，大小和机械强度等）上的变化，而且也发生了化学和物理化学性质（化学组成、还原性、膨胀性、高温还原软化性能、低温还原粉化性能、熔滴性能等）上的变化，从而使物料的冶金性能得到改善。

团矿方法可分为压团和球团两种。

压团是在一定压力下，使粉末在模型中受压成块。其形状、大小一定。团块的密度随压力不同而有所不同，成型后一般还需要进行固结，成品称为团块。

球团是粉末原料在加水的条件下受到滚动而成球，其形状为球形，粒度均匀，大小则由滚动的时间而定。使用球团法得到的生球也还必须经过固结后才具有足够的强度。焙烧固结后的球团，孔隙率高，还原性好，称为球团矿。

压团法和球团法是从团矿成型方法来分的。从固结方法来分又可分为高温固结法和低温固结法。这两种固结方法里还可细分为许多种方法，具体分法见下表。

细粒物料最简单最早的造块方法是压团法。团块可以直接使用，或者经过热处理后再使用。团块的冶金性能良好，但加工成本高，而且与需要造块的铁精矿或粉矿的巨大数量相比，压团设备的生产能力有限，所以铁矿石压团法未能得到发展，现只用于少量粉尘和其它循环物料的造块。例如粉状褐铁矿采用烧结法造块，只能得到强度低而且粉末多的烧结矿。同时，由子粒度粗，用球团法造块也有困难。对于这种矿石，当处理量不大时，采用压团法是比较适宜的。近年来，这种方法对于细粒海绵铁压团的使用也有所增长。

球团法是一种新型的造块方法。球团矿无论是在高炉、转炉、平炉或电炉中都能使用。它主要的优点如下：

球团法和烧结法一样，已经成为人造块矿的主要方法之一，已得到广泛应用。

球团矿不同于块矿和烧结矿，这是由于球团具有可控的粒度、碱度和氧化还原度等各种特性。用于生产球团的原料主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和它们的精矿，以及它们的混合矿，含铁氧化物废料、黄铁矿烧渣或其他工业部门的有关副产品，亦可用来生产球团矿。

为了使球团矿获得所要求的特性，同时考虑到原料品种的复杂多样性，必须采用合适的工艺，将原料制成球团矿，一般包括原料准备、造球以及焙烧三个工艺阶段。

主要连接因素

在造球过程中，对造球和生球特性产生重大影响的因素分为以下几类：

1.物理作用力，如范德华力、磁性力或静电力；

2.表面性质相关因素，如粒度、粒度组成、颗粒形状与结晶构造；

3.物料性质相关因素，如与气孑L结构有关的润湿性和吸收性、有无膨胀性成分、原生矿石或经过预先处理的矿石产品的化学特性；

4.毛细力和表面张力，如添加液体黏结剂（水或其他黏结剂）时的毛细力和表面张力。

上述这些因素，对造球起主要作用的是物料性质相关因素，因为这些因素是不可变的。另外一些对生球特性也有影响的因素是可变的，例如，黏结剂添加量、原料粒度、颗粒形状、造球设备类型、造球设备内的作用力以及造球设备内的物料运动状态等。

造球可以采用不同的方式。在每种具体方式下，各种连接机理所起作用的程度是不同的。

A、压制成球法

固体物料颗粒是靠施加的机械作用力来压制成团块的。添加或者未添加黏结剂的物料颗粒经过混合后任意堆置，颗粒不产生任何相对运动。由于压制成球技术生产效率低、难以满足现代化、大型化钢铁生产的需要，钢铁企业仅在一些特殊情况下才采用压制成球，如用于钢铁企业含铁尘泥的处理。

B、滚动成球法

对于生球的形成来说，除了固相物料外，液相（水）也是必不可少的。滚动成球主要靠固液混合料在常用的各种造球设备（如圆筒造球机或圆盘造球机）内滚动成球。这种造球方式就如同滚雪球，一层一层越滚越大。滚动成球法是钢铁企业广泛采用的造球方法。

母球形成

经配料后送来的造球混合料通常含水8%～10%，矿粒之间仍处于比较松散的状态，各个颗粒为吸附水和薄膜水层覆盖，毛细水仅存在于各个颗粒的接触点上，颗粒间的其余空间为空气所填充，这种状态的精矿粉一方面由于颗粒接触不太紧密，薄膜水不能起作用；另一方面，由于毛细水数量太少，毛细管尺寸过大，毛细作用力较小，使得颗粒间结合力较弱，成球很困难。若造球机内的混合料一面随机转动、一面适量加水进一步进行不均匀润湿，则在颗粒结合处形成毛细水。在毛细水的作用下，周围的矿粉颗粒将连接起来形成小的聚集体；继续润湿时，聚集体中的颗粒将在机械力的作用下重新排列，逐渐紧密，毛细管尺寸与形状随之变化，颗粒间的结合力得以增强，从而形成较为坚实稳定的小球，称为母球或球核。

母球的长大

已经形成的母球随造球机的转动而继续滚动的过程中将受到挤压、碰撞、揉搓等机械力的作用，其内部颗粒不断压紧，毛细管尺寸变小，形状改变，会把多余的毛细水挤到母球表面上来，这样过湿的母球表面在运动过程中就很容易粘上一层周围湿度较低的矿粉，如此往复运动，母球将逐渐长大。一旦母球的水分低于适宜的毛细水含量后，母球就停止长大。为了使母球达到所需的粒度，必须向母球表面补加水分，但喷水量要适当，以免喷水过大而产生重力水。显然，母球是依靠毛细粘结力和分子粘结力的作用而长大的。

生球密实

长大的母球其强度仍然不能满足冶炼的要求，因此当生球达到规定的尺寸后应停止补充润湿，并继续在造球机中滚动，这种滚动和搓动的机械作用会使生球颗粒发生选择性的按最大接触面排列，彼此进一步靠近压紧，毛细管尺寸不断缩小，毛细水不断地被挤压出来，以至生球内矿粉颗粒排列更紧密，使薄膜水层有可能相互接触，形成公共水化膜而加强结合力。这样生球内各颗粒之间便产生强大的分子粘结力、毛细粘结力和内摩擦阻力，从而使生球具有更高的机械强度。所以在操作到这一阶段时，往往让湿度较低的精矿粉去吸收生球表面被挤出的多余水分，以免因为生球表面水分过大而发生粘结现象，使生球降低强度。

需要指出的是以上三个阶段通常是在同一造球机中一起完成的，在造球过程中很难截然分开。第一阶段具有决定意义的是润湿，第二阶段除了润湿作用以外，机械作用也有着重要影响，而在第三阶段，机械作用成为决定性因素。这样我们就可以根据物料在造球前和造球过程中被润湿的情况，决定加水、加料等操作，也可进一步改进造球设备的结构，加强其产生的机械作用力，以保证造球生产高产、优质地完成。

球团工艺是细磨铁精矿粉或其他含铁粉料造块的一种方法。由于对炼铁用铁矿石品位的要求日益提高，大量开发利用贫铁矿资源后，选矿提供了大量细磨铁精矿粉（<200目）。这样的细磨铁精矿粉用于烧结不仅工艺技术困难，烧结生产指标恶化，而且能耗浪费。球团矿生产正是处理细磨铁精矿粉的有效途径。随着我国“高碱度烧结矿配加酸性球团矿”这种合理炉料结构的推广，球团矿生产也有了较大发展。

球团原料及其准备

根据用途与化学成分，球团原料分为不同的两类。一类是含铁原料，系球团基体。另一类主要是含铁少或不含铁的原料，主要用于促进造球，改善球团物理机械特性和冶金特性。

黏结剂与添加剂

黏结剂同细磨矿石颗粒相结合有利于改善湿球、干球以及焙烧球团的特性。最主要的一种黏结剂就是水。球团生产使用的黏结剂有膨润土、消石灰、石灰石、白云石和水泥等。氧化固结球团常用膨润土、消石灰两种。水泥通常是生产冷凝固结球团的黏结剂。

球团矿添加熔剂的目的主要是改善球团矿的化学成分，特别是其造渣成分，提高球团矿的冶金性能，降低还原粉化率和还原膨胀率等。常用的碱性添加剂有消石灰、石灰石和白云石等钙镁化合物。其性质、作用和要求与烧结用熔剂相同，但粒度要求比烧结更细，细磨后小于0.074mm含量为90%以上。

消石灰既是黏结剂，又是碱性添加剂。消石灰是生石灰加水消化后形成的氢氧化钙。它具有粒度细、比表面积大、亲水性好和天然胶结能力强的特点。消石灰加入量过多时，由于物料的堆密度减小，毛细水迁移速度延缓，成球速度降低。消石灰黏性好，用量过多时，母球易于聚结，而母球本身又坚固，往往导致生球表面出现棱角。使用时，不能有未经充分消化的生石灰，并要保持水分的稳定，不然，对造球不利。

配料与混合

球团矿使用的原料种类较少，故配料、混合工艺比较简单，如同烧结一样。

配料是为了获得化学成分和物理性质稳定，冶金性能符合高炉冶炼要求的球团矿，并使混合料具有良好的成球性能和生球焙烧性能。应根据原料成分和高炉冶炼对球团矿化学成分的要求进行配料计算，以保证球团矿的含铁量、碱度、含硫量和氧化亚铁含量等主要指标控制在规定范围内。配料计算方法通常有两种，一种是根据原料品种和化学成分先确定配料比，然后进行计算；另一种是根据球团矿的技术条件，主要是球团矿的含铁量和碱度确定后再进行配料计算。先进行各种精矿粉单烧计算，再确定配加率，计算过程与烧结配料的计算方法相似。

配料形式通常为集中配料。集中配料是把各种原料全部集中到配料室，分别贮存在各种配料槽内，然后根据配料比进行配料。配料的方法为容量法和质量法，常用的为质量配比法。也有采用X射线分析仪对混合料作快速分析，按原料化学成分配料的方法。铁精矿和熔剂大多采用圆盘绐料机给矿和控制料量，并经过皮带秤或电子秤称量配料。为了提高生球强度往往在混合料中加入少量黏结剂，黏结剂的配人是由称量铁精矿的皮带发出信号来控制。

由于球团矿生产中膨润土、石灰石粉等添加剂的加入量很少，为了使它们能在矿粉颗粒之间均匀分散，并使物料同水良好结合，应加强混合作业。

混合作业大都采用圆筒混合机或轮式混合机的一次混合流程。国外有的厂采用连续式混磨机，由于混磨作用，水和黏结剂的混合效果得到了充分发挥，可以减少黏结剂的用量，提高生球质量，特别是生球落下强度增加，保证了焙烧时生球具有良好的透气性，对于提高焙烧球团矿的产量质量都有利。混磨时应注意矿石和黏结剂的可磨性可能存在有较大差别，且湿磨时，膨润土不能加入，因为膨润土的膨胀性会对矿浆的过滤产生不良影响。

细磨物料经过混合作业后，在造球设备的机械力的作用下，受到滚动、转动、挤压等机械运动形成了生球。造球过程中，生球的制成是与一些料球的破碎同时进行的。只有那些能够经受剪切力或破碎力作用的生球才能在滚动的过程中存在下来。造球力与破坏力二者的竞争有利于制出粒度均匀、致密结实和性能良好的生球。

造球是球团生产工艺的关键。生球的质量对成品球团矿的质量影响很大，必须对生球质量严格要求。对生球的一般要求是粒度均匀，强度高，粉末含量少。粒度一般应控制在9~16mm。每个球的抗压强度湿球不小于90N/个，干球不小于450N/个，落下强度自500mm高落到钢板上不小于4次。破裂温度应大于400℃。干球应具有良好的耐磨性能。为了提高焙烧设备的生产率和成球质量，将小于9mm和大于16mm的球筛除，经打碎再参与造球。

混合料的造球设备常用的有圆筒造球机和圆盘造球机，个别厂也有采用圆锥造球机的。

混合物料在造球机上形成合格粒度的生球。在一般情况下，焙烧所需生球总量是由多台造球机制出的。生球集中到一条集料皮带机上输送给焙烧机。

生球的输送设备对生球的抗压强度、落下强度以及转鼓强度均有很高要求。它的主要任务就是将生球完好无损地传送给下一个工艺阶段。如下图所示，每个生球向下滚动的旋转方向同圆辊的旋转方向相对。滚到两辊间隙内的生球被后面的生球顶出，从辊子顶面滚过，又滚入下一个辊隙内。同时，生球被横向推开分布到辊式布料器的整个宽度上。

国内外球团矿氧化焙烧工艺有三种焙烧方法：带式焙烧机法、链算机一回转窑和竖炉法。这三种方法的原料处理、生球制备工艺和设备都是相同的。带式焙烧机法的产量占的比例最大，链箅机一回转窑次之，竖炉法最小。下表列出了三种焙烧方法的不同特点。此外，还有环式焙烧机等。球团焙烧工艺过程一般包括干燥、预热、焙烧和冷却几个环节。