球團實驗方案

1、前言生球爆裂溫度是生球質量的一個重要指標，爆裂溫度的高低對熱工工藝的影響較大。生球爆裂溫度低，進入鏈篦機時易發(fā)生爆裂現(xiàn)象。生球的粉化，增加了入窯粉末量，導致回轉窯結圈和影響熱工制度的穩(wěn)定。若粉末量過多，影響焙燒過程的進行，導致合格產品率降低，無謂增加焙燒成本；若開裂球多，必將降低成品球抗壓強度，導致成品球質量不合格，所以，生球爆裂溫度必須要達到工藝要求，方能滿足生產需要。影響生球爆裂溫度的因索很多與原料物化性質有關的如粒度組成比表面積、

2、粒形狀、礦物組成、親水性等；與操作因素有關的如水分、粒徑、密實度、粘結劑的種類和添加量等。本文主要研究各種因素對生球爆裂溫度的影響規(guī)律，探討影響生球爆裂溫度的各種因素，為提高球團爆裂溫度提供依據。第一章文獻綜述1.1生球干燥過程的基本機理生球的干燥過程是其中水分受熱氣流作用而蒸發(fā)的過程，這一過程分為三個階段。第Ⅰ階段。干操的水分開始在整個表面上均勻蒸發(fā)，球團內部水分在毛細力作用下向球團表面擴散，這一階段的干燥速度保持不變。第Ⅱ階段，當球

3、團表面的干燥速度大于球團內部水分向外擴散的速度時，干燥前鋒(蒸發(fā)面)便向球團內部遷移。這時產生的水蒸氣要穿過干燥的毛細孔才能到逃球團表面。因此隨干燥前鋒的向內推移，這一階段的干燥速度不斷下降，直到毛細水蒸發(fā)完畢。第Ⅲ階段為濕存水或化合水蒸發(fā)，其速度比毛細水的蒸發(fā)更慢。生球的爆裂發(fā)生在毛細水蒸發(fā)的第Ⅱ階段，這時干燥前鋒所產生的蒸氣壓力可用Kozeny—Karman公式表達：ΔP=（1）??vLdK??3221???式中：ΔP—干燥前鋒產生

4、的內壓力；d—造球物料的平均粒徑；η—水或溶液的粘度；ε—球團孔隙度；v—干燥速度；L—干燥面離球團表面的距離。當干燥前鋒產生的內壓力ΔP超過生球和干燥外殼的張力強度時，生球便產生裂縫或爆裂。HRumpf給出了毛細水狀態(tài)下生球張力強度公式和干球張力強度公式：εd=1.1[]（2）???12dHεw=8[]cosθ（3）???1da式中：εw、εd—生球、干球張力強度；θ—水或溶液與礦粒的潤濕角；ε—球團氣孔率；a—毛細孔中水或溶液的表面

5、張力；d—礦粒平均直徑；H—固相球團水分易于析出。1.2.1.2有機粘結劑對生球爆裂溫度的影響有機粘結劑的共同特點是在室溫下的水溶液具有較高的粘度，干燥后具有很高的粘結強度，因此，添加少量有機粘結劑能明顯提高干球的抗壓強度和生球的爆裂溫度。另外，有機粘結劑能提高干球的氣孔率，這是有機粘結劑能使生球爆裂溫度升高的另一個原因。但是當有機粘結劑量超過一定值后，溶液粘度對生球爆裂溫度的不利影響起主導作用，生球爆裂溫度將隨有機粘結劑量的升高而下降

6、。1.2.2生球水分對生球爆裂溫度的影響生球水分對生球爆裂溫度的影響很大。研究表明，生球水分從7.4%提高8.7%時，爆裂溫度降低了100℃左右。這是由于生球水分增大，在干燥過程中，生球內部的水分因受熱蒸發(fā)量增多而使生球內部形成了很大的內壓力，故生球爆裂溫度降低。1.2.3造球時間對生球爆裂溫度的影響研究結果表明，隨著造球時間延長，生球爆裂溫度降低。有研究表明當造球時間由8min延長到16min，生球爆裂。溫度由650℃降到550℃。這

7、主要是隨著造球時間延長，生球變得緊密。生球干燥過程中，由生球表面蒸發(fā)控制轉變?yōu)閮炔繑U散控制時，水分蒸發(fā)面逐漸移向生球內部，表面層形成干燥外殼，生球水分的排除靠球內的水蒸氣通過干燥層的孔隙向外擴散達到進一步干燥的目的。當內部蒸發(fā)速度過快，產生剩余蒸氣，這種過剩蒸氣壓就使生球產生爆裂，生球越緊密，過剩蒸氣壓就越容易形成，生球爆裂溫度越低。1.2.4高壓輥磨與潤磨對生球爆裂溫度的影響潤磨與高壓輥磨均顯著降低生球爆裂溫度，且輥磨又比潤磨降低爆裂

8、溫度100℃多。這是由于物料經潤磨或輥磨后，其平均粒徑減小，其脫水速度必然加快另外原料比表面積增大，球的孔隙率減小，球內蒸汽壓必然增大，所以潤磨與高壓輥磨降低生球爆裂溫度。1.3提高生球爆裂溫度的途徑1.3.1選擇適宜的粘結劑不同的粘結劑對生球的爆裂溫度影響相差很大，將消石灰、膨潤土、有機粘結劑對生球爆裂溫度的影響進行比較，并提出粘結劑的選擇原則。有機粘結劑球團的生球爆裂溫度明顯高于膨潤土球團，膨潤土球團的生球爆裂溫度明顯高于消石灰球團