烧结球团-8球团的焙烧固结.ppt

竖炉返回8.球团的焙烧固结球团的焙烧固结8.1生球干燥生球干燥 8.1.1 生球干燥机理生球干燥机理 8.1.2 干燥过程生球强度的变化干燥过程生球强度的变化 8.1.3 影响生球干燥的因素影响生球干燥的因素 8.1.4 生球爆裂温度的影响因素生球爆裂温度的影响因素 8.1.5 提高生球破裂温度的途径提高生球破裂温度的途径8.2球团焙烧固结机理球团焙烧固结机理 8.2.1 球团焙烧过程球团焙烧过程 8.2.2 球团预热球团预热 8.2.3 球团焙烧的固结机理球团焙烧的固结机理 8.2.4 铁矿球团固结的形式铁矿球团固结的形式 8.2.5 球团矿矿物组成和显微结构球团矿矿物组成和显微结构8.3 焙烧过程的影响因素焙烧过程的影响因素 8.3.1 温度温度 8.3.2 加热速度加热速度 8.3.3 焙烧时间焙烧时间 8.3.4 焙烧气氛焙烧气氛 8.3.5 燃料性质燃料性质 8.3.6 冷却冷却 8.3.7 生球尺寸生球尺寸 8.3.8 硫含量硫含量 8.3.9 孔隙率孔隙率8.1 生球干燥生球干燥1）干燥目的：使经干燥的球团能够）干燥目的：使经干燥的球团能够安全承受预热阶段安全承受预热阶段(800-1000)的温度应力的温度应力。

属于中间作业，生球的属于中间作业，生球的破裂温度破裂温度低于预低于预热温度，故应先干燥，否则结构遭破坏，球层透气性热温度，故应先干燥，否则结构遭破坏，球层透气性，焙烧，焙烧作业生产率作业生产率，成品球质量，成品球质量2）概念：）概念：破裂温度破裂温度(fracture)生球干燥时结构遭破坏时的初始温度生球干燥时结构遭破坏时的初始温度裂纹温度裂纹温度(Crack)生球干燥时表面开始产生裂纹的初始温度生球干燥时表面开始产生裂纹的初始温度爆裂温度爆裂温度(shock temperature)生球干燥时炸裂散开时的初始生球干燥时炸裂散开时的初始温度温度.生球结构破坏形式有两种：干燥初期表面出现裂纹、干燥生球结构破坏形式有两种：干燥初期表面出现裂纹、干燥末期整个生球炸裂散开末期整个生球炸裂散开添加有亲水性粘结剂（如消石灰或膨润土）的生球，含添加有亲水性粘结剂（如消石灰或膨润土）的生球，含有较多水分一方面可导致生球塑性变形，另一方面由于受有较多水分一方面可导致生球塑性变形，另一方面由于受生球生球“破裂温度破裂温度”(一般一般400450)的影响，使其在预热阶的影响，使其在预热阶段（预热温度高于段（预热温度高于900）产生）产生裂纹或裂纹或“爆裂爆裂”。

干燥过程中，出现部分球团爆裂，会使球层透气性变坏，干燥过程中，出现部分球团爆裂，会使球层透气性变坏，给预热、高温焙烧带来困难，导致设备生产率下降，成品球给预热、高温焙烧带来困难，导致设备生产率下降，成品球团矿质量不均，废品率上升等团矿质量不均，废品率上升等;球团表面所产生的裂纹亦会使焙烧后的球团矿强度降低球团表面所产生的裂纹亦会使焙烧后的球团矿强度降低因此，因此，必须建立适宜的必须建立适宜的干燥制度干燥制度，以获得优质球团，以获得优质球团生球干燥的意义生球干燥的意义 ：1）生球含有较高水分（）生球含有较高水分（7.5%10%），常常具有较大塑性，），常常具有较大塑性，产生塑性变形生球不干燥，带着大量水份直接焙烧，在预热产生塑性变形生球不干燥，带着大量水份直接焙烧，在预热和焙烧时，加热过急，球内水份激烈蒸发，将发生和焙烧时，加热过急，球内水份激烈蒸发，将发生爆裂爆裂现象，现象，部分部分球团粉化球团粉化，恶化透气性，使焙烧时间延长，球团质量下降，恶化透气性，使焙烧时间延长，球团质量下降，废品率增加废品率增加2）未经过充分干燥的生球，直接进入高温区焙烧即使不发）未经过充分干燥的生球，直接进入高温区焙烧即使不发生爆裂，但由于球内含水高，水份蒸发要吸收大量热，球团矿生爆裂，但由于球内含水高，水份蒸发要吸收大量热，球团矿不能很快地上升到焙烧指定的温度，势必不能很快地上升到焙烧指定的温度，势必延长高温焙烧时间延长高温焙烧时间，降低生产率，使降低生产率，使燃料消耗上升燃料消耗上升。

3）用磁铁矿或含硫高的矿粉生产球团矿更应该）用磁铁矿或含硫高的矿粉生产球团矿更应该进行充分干燥进行充分干燥未经充分干燥的生球，带着大量水分进入高温焙未经充分干燥的生球，带着大量水分进入高温焙烧区，水分蒸发，烧区，水分蒸发，影响影响Fe3O4的氧化和的氧化和S的氧化的氧化低价的氧化铁，在高温下与脉石作用，形成低熔低价的氧化铁，在高温下与脉石作用，形成低熔点的熔体，阻止点的熔体，阻止Fe2+进一步氧化成进一步氧化成Fe3+，防碍脱硫，使，防碍脱硫，使球团矿中球团矿中FeO含量升高，脱硫率降低，甚至产生过多含量升高，脱硫率降低，甚至产生过多的熔融液相，结成大块的熔融液相，结成大块生球结构破坏形式：生球结构破坏形式：生球湿度高于生球湿度高于最大吸附水最大吸附水时，爆裂温度高于裂纹温度：时，爆裂温度高于裂纹温度：生球湿度介于生球湿度介于最大吸附水和最大毛细水最大吸附水和最大毛细水之间，生球爆裂温之间，生球爆裂温度和裂纹温度重合度和裂纹温度重合1）裂纹：指干燥初期的低温表面裂纹，一般指生球在比较）裂纹：指干燥初期的低温表面裂纹，一般指生球在比较低的温度下干燥时，生球表面产生裂纹，但球团外形还能仍然低的温度下干燥时，生球表面产生裂纹，但球团外形还能仍然保持不变。

保持不变2）爆裂：指干燥末期的高温爆裂当生球在高于某温度下）爆裂：指干燥末期的高温爆裂当生球在高于某温度下干燥时，球团产生爆裂、破碎称干燥时，球团产生爆裂、破碎称“爆裂爆裂”球团外形不完整，球团外形不完整，生球结构遭到严重破坏生球结构遭到严重破坏干燥时如果产生生球干燥时如果产生生球“爆裂爆裂”将会使透气性严重恶化，给将会使透气性严重恶化，给进一步干燥、预热、焙烧等整个过程都会带来不利进一步干燥、预热、焙烧等整个过程都会带来不利8.1.1生球干燥机理生球干燥机理 生球的干燥皆属生球的干燥皆属对流对流干燥干燥.干燥是一个缓慢的汽化脱水过程，即干燥是一个缓慢的汽化脱水过程，即在一定的升温条件下，在一定的升温条件下，水分自生球内部向外水分自生球内部向外扩散扩散并从表面并从表面汽化脱去汽化脱去的过程的过程生球的干燥的两个环节生球的干燥的两个环节：u生球表面水分的汽化生球表面水分的汽化u生球内部水分向外扩散生球内部水分向外扩散当生球表面水分的蒸汽压力大于周围干燥介质中的蒸汽分压当生球表面水分的蒸汽压力大于周围干燥介质中的蒸汽分压时，生球表面水分开始汽化时，生球表面水分开始汽化蒸发面积大、干燥介质的温度高、气流速度快则表面汽化作蒸发面积大、干燥介质的温度高、气流速度快则表面汽化作用加快用加快。

目的目的:链箅机干燥段的设计链箅机干燥段的设计风温选择风温选择风速选择风速选择n干燥的汽化和扩散两个过程同时进行，速度不干燥的汽化和扩散两个过程同时进行，速度不尽一致，机理也不尽相同，而且原料性质和生球的尽一致，机理也不尽相同，而且原料性质和生球的物理结构不同，干燥过程亦有差别物理结构不同，干燥过程亦有差别n有些物料的水分表面汽化速度大于内部扩散速有些物料的水分表面汽化速度大于内部扩散速度，有些物料则正好相反度，有些物料则正好相反表面汽化控制表面汽化控制:p指干燥中在物体指干燥中在物体表面水分蒸发表面水分蒸发的同时，内部的水的同时，内部的水分能分能迅速迅速地地扩散扩散到表面，使表面保持潮湿水分的除到表面，使表面保持潮湿水分的除去，决定于物体表面上水分的汽化速度去，决定于物体表面上水分的汽化速度谁慢谁慢谁控制谁控制”p干燥介质与物体表面间的温度差为一定值，其蒸干燥介质与物体表面间的温度差为一定值，其蒸发速度可按一般水面汽化计算发速度可按一般水面汽化计算特性：取决于特性：取决于干燥介质干燥介质的状态，与物料性质无关的状态，与物料性质无关外部矛盾外部矛盾内部扩散控制内部扩散控制:p指干燥时，物体指干燥时，物体内部扩散速度内部扩散速度较较表面汽化速度小表面汽化速度小。

当表面当表面水分蒸发后，水分蒸发后，受扩散速度的限制受扩散速度的限制，水分不能及时扩散到表面水分不能及时扩散到表面当生球的干燥过程为内部扩散控制时，必须设法增加内部当生球的干燥过程为内部扩散控制时，必须设法增加内部的扩散速度，或降低表面的汽化速度否则，将导致生球表面的扩散速度，或降低表面的汽化速度否则，将导致生球表面干燥而内部潮湿，最终使表面干燥收缩并产生干燥而内部潮湿，最终使表面干燥收缩并产生裂纹裂纹特性：受特性：受干燥介质和物料特性干燥介质和物料特性的共同决定的共同决定.内部扩散速度与表面汽化速度的平衡或内部扩散速度与表面汽化速度的平衡或内部扩散速度，内部扩散速度，或或表面汽化速度，使两者速度同步否则表面出现干壳，表表面汽化速度，使两者速度同步否则表面出现干壳，表面收缩，产生裂纹面收缩，产生裂纹导湿和热导湿现象导湿和热导湿现象生球内部的水分迁移服从导湿定律，生球内部的水分迁移服从导湿定律，导湿现象导湿现象是由于生球是由于生球表面的汽化作用使内部与表面之间产生表面的汽化作用使内部与表面之间产生湿度差湿度差，水分由较湿的，水分由较湿的内部向较干的表面迁移而引起的内部向较干的表面迁移而引起的。

热导湿现象热导湿现象是导湿现象的是导湿现象的逆过程逆过程，是由于生球导热性不良，是由于生球导热性不良，使内部和表面之间产生温度差，促使热端（表面）水分向冷端使内部和表面之间产生温度差，促使热端（表面）水分向冷端（内部）迁移而引起的内部）迁移而引起的热导湿现象的热导湿现象的存在减缓了生球的存在减缓了生球的干燥过程干燥过程经过一段时间经过一段时间的加热后，生球内外温度趋于平衡，此时生球的干燥主要受的加热后，生球内外温度趋于平衡，此时生球的干燥主要受导导湿现象湿现象的支配，内部水分不断向表面迁移，表面水分不断汽化，的支配，内部水分不断向表面迁移，表面水分不断汽化，直到表面蒸汽压力与介质中的水气分压相等为止，至此干燥过直到表面蒸汽压力与介质中的水气分压相等为止，至此干燥过程结束干燥速度干燥速度 生球干燥时，当外层水的蒸气压大于气相中水汽分压时，生球干燥时，当外层水的蒸气压大于气相中水汽分压时，外层水分不断地蒸发到干燥介质中，造成了外层水分不断地蒸发到干燥介质中，造成了生球内外湿度差生球内外湿度差球团内部水分不断向外扩散，使整个生球温度不断降低，球团内部水分不断向外扩散，使整个生球温度不断降低，以致水分最后去除为止。

以致水分最后去除为止结论结论:加热气流愈干燥加热气流愈干燥（即蒸气分压愈小），（即蒸气分压愈小），温度愈高，温度愈高，气流速度愈大气流速度愈大，则干燥的速度愈快则干燥的速度愈快生球在干燥过程中，随着水分的蒸发将发生生球在干燥过程中，随着水分的蒸发将发生体积体积收缩收缩，其收缩程度对干燥速度和干燥后生球质量都有，其收缩程度对干燥速度和干燥后生球质量都有影响如果收缩不超过一定限度（尚未引起开裂），就如果收缩不超过一定限度（尚未引起开裂），就会形成圆锥形毛细管，使水分由中心加速迁移到表面，会形成圆锥形毛细管，使水分由中心加速迁移到表面，从而加快干燥速度从而加快干燥速度当生球发生当生球发生不均匀收缩不均匀收缩时，表层水分去除的多，时，表层水分去除的多，收缩量大于平均收缩量，而收缩量大于平均收缩量，而中心收缩量小于平均收缩中心收缩量小于平均收缩量量，至表层的拉应力超过其极限抗压强度时，则产生，至表层的拉应力超过其极限抗压强度时，则产生裂纹其破坏形式一般有二种：其破坏形式一般有二种：u干燥初期的低温表面裂纹干燥初期的低温表面裂纹u干燥末期的高温爆裂干燥末期的高温爆裂 生球在干燥介质中时，表面温度升到湿球生球在干燥介质中时，表面温度升到湿球温度，水分便开始汽化，干燥速度很快达到最温度，水分便开始汽化，干燥速度很快达到最大值（见下图）大值（见下图）ABAB，进入等速干燥阶段，进入等速干燥阶。