竖炉球团工艺同其他球团焙烧工艺一样,在焙烧过程中,物料不仅发生物理性质(如密度、气孔率、形状、大小、视密度和机械强度等)的变化,而且还发生矿物组成和化学成分等化学性质的变化。竖炉焙烧球团矿的特点是整个生产过程均在竖炉内完成。
(1)生球布入炉内后首先经干燥,使球团内部和表面水分完全汽化脱出。
(2)烘干后的生球在炉内下降过程中,继续被加热进行预热阶段。在此阶段磁铁矿晶粒表面首先被氧化,生成Fe2O3微晶。在新生成的Fe2O3微晶中,其原子具有高度的迁移能力,促使微晶长大,形成“连接桥”,又称Fe2O3微晶键,使生球中各颗粒互相粘结。
(3)磁铁矿生球在氧化气氛中加热到950℃,便开始进入生球焙烧阶段,焙烧温度达到所需的最高值,称为竖炉的高温区。由于磁铁矿氧化成的Fe2O3微晶能够再结晶,这种再结晶能够使相互隔开的微晶长大成相互紧密连成一片的赤铁矿晶体,原来靠精矿颗粒之间的分子力的连结变为金属氧化物的晶体键的连结。所以,球团矿的机械强度显著提高。
(4)在高温区保持足够的均热时间,为再结晶的晶核生成和晶粒长大创造良好的条件。这是完成再结晶和提高球团矿强度的一个重要阶段。
(5)从竖炉均热带下行的高温球团矿,与上行的冷却风相遇进行热交换。球团矿被冷却,冷却风将其热量带到竖炉上部。