[工程科技]球团理论与工艺-3生球干燥

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1、3生球干燥生球干燥是在预热、焙烧阶段之前的一道中间作业。指借助传导、对流、辐射等热传递方式在干燥设备内加热生球，使生球中所含的水分汽化而除去的过程。生球中的水分导致生球塑性变形使生球在预热阶段产生裂纹或“爆裂”爆裂温度：生球在升温过程中球团结构遭到破坏的温度。一部分球团粉化，恶化料层透气性，焙烧时间延长，球团质量下降，废品率增加。目的：使经干燥的球团能够安全承受预热阶段的温度应力。3生球干燥（1）生球若不干燥，带着大量水分进入预热区（900～1100℃），球内水分激烈蒸发，将使生球裂开，甚至发生爆裂。生球为什么要进行干燥？（2）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

2、球内含水甚高，水的蒸发要吸收大量热能，球团矿不能很快地上升到焙烧指定的温度，势必延长焙烧时间，降低生产率，燃料消耗上升。3生球干燥生球为什么要进行干燥？（3）以磁铁矿精矿或含硫高的矿粉生产球团矿，充分干燥尤为必要。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，影响Fe3O4的氧化和S的氧化。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Fe2+进一步氧化成Fe3+，防碍脱硫，使球团矿中FeO含量升高，脱硫率降低，甚至产生过多的熔融液相，结成大块。3生球干燥3.1生球干燥机理平衡湿度是指生球的湿度等于干燥介质的湿度。干燥的原动力是湿度差。干燥是借热能使物料中水分(或溶剂)

3、气化，并由生成蒸气离开物料的过程。生球干燥是一个缓慢的汽化脱水过程，水分自生球的内部向外扩散并从表面汽化脱去。3生球干燥3.1生球干燥机理①生球与干燥介质——热气流相遇，生球表面水蒸汽压力大于干燥介质中水蒸汽的分压，水在生球的表面蒸发，通过边界层，为干燥介质带走。②随着表面水分蒸发，沿生球的半径，出现内外湿度差，球内的水向表层扩散，然后在表面上蒸发，直至达到湿度平衡。由此可见，生球的干燥过程由表面气化和内部扩散两部分构成。蒸发扩散3生球干燥3.1.1表面气化控制在干燥过程中，生球表面的湿度大于干燥介质的湿度，表面水分蒸发的同时，生球内部的水分能不断地由内扩散到表面而气化，使表面保持潮湿，此时

4、水分的内部扩散速度大于表面汽化速度，这叫“表面气化控制”。水分的去除，决定于物体表面上水分的气化速度。3生球干燥3.1.1表面气化控制干燥介质与生球表面间的温度/湿度差为一定值，其蒸发速度与一般水面气化相同。此类干燥作用的进行，完全由干燥介质的状态决定，与物料的性质无关。特点：U内扩≥U气化3生球干燥3.1.2内部扩散控制随着干燥不断的推移，生球表面的湿度小于干燥介质的湿度，表面水分蒸发后，生球内部的水分不能及时地扩散到表面，表面出现干壳，蒸发面向内部移动此时，水分的内部扩散速度小于表面气化速度，这叫“内部扩散控制”。此时，干燥过程受干燥介质和物料特性的共同决定。3生球干燥3.1.2内部扩散

5、控制当生球的干燥过程为内部扩散控制时，必须设法①增加内部的扩散速度，或②降低表面的气化速度。否则，将导致生球表面干燥而内部潮湿（干壳），最终使表面干燥收缩并产生裂纹。特点：U内扩

6、球体表面附着有水时，水分蒸发带走热量后球体的温度3生球干燥（2）热传导干燥阶段球团表面的温度保持不变，球团整个体积靠热传导传热。此阶段末期，球团整个体积温度达到“湿球温度”。热传导干燥阶段球团水分的减少值：球团全部加热透期间水分的减少量：3生球干燥（3）等速干燥阶段球团被加热透，布满尺寸不同的毛细管。球团内水分通过毛细管到达表面而气化。受表面气化控制。此阶段末期，毛细管表面开始出现凹月面。等速干燥的条件：3生球干燥（4）降速干燥阶段球团温度增加的同时，干燥速度下降。球团失去表面水分后形成干燥外皮，使潮湿表面减少，水分须由球团内层蒸发扩散到表面后除去。干燥速率为内部扩散所控制。此阶段末期，球团

7、全部被干燥。3生球干燥干燥过程中生球强度又会发生什么样的变化？ABCDE球团湿度干燥速度↓A→B，对流干燥阶段B→C，热传导干燥阶段C→D，等速干燥阶段D→E，降速干燥阶段3生球干燥3.2干燥过程生球强度的变化ⅱ但不均匀收缩使得表面收缩大于平均收缩，中心收缩小于平均收缩，造成生球破裂，强度下降。生球在干燥过程中，随着水分的蒸发将发生体积收缩，其收缩程度对干燥速度和干燥后生球质量都有影响。ⅰ收缩不超过一定限度（