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危害球团干燥的目的是为了使干燥后的球团能够安全承受预热段的温度应力。若干燥不充分,则入炉球团强度难以保证,致使炉内粉矿增加,*终限制了竖炉的产量和成品球质量,并使得球团工序能耗增加。
球团工艺中,将竖炉顶部的电除尘粉与熟球筛分下来的返矿之和定义为炉内粉矿,其等于干球流量与成品球流量之差,它决定着成品率的高低。粉矿比例越低,成品率越高。粉矿的形成途径之一,是球团在烘床上和炉内运动过程中球团间、球团与炉壁间的碰撞和挤压。
这部分粉矿姑且称为“碰撞”粉矿,约占总粉矿量的30%~50%.“碰撞”粉矿的生成速率取决于球团的抗压强度。抗压强度越低,球团破碎的几率越大,“碰撞”粉矿生成的速率就越大。根据球团干燥过程中机械强度的变化规律<2>,球团湿基含水率与“碰撞”粉矿之间的关系如所示。由图可知,生球湿基含水率在3%~618%时,其抗压强度*低,此时“碰撞”粉矿生成速率较大,约为干燥彻底球团的2倍。
炉内粉矿的存在使得料层透气性变差,气流通过料层的阻力增大,在煤气加压站及各个风机不变的前提下,鼓入炉内的焙烧风量相应减小,竖炉的利用系数下降;或者,为了保持3球团湿基含水率与粉矿生成速率关系曲线原有的利用系数,必须将煤气加压站和各个风机的能力加大,这样就造成球团工序能耗增加。以济钢某竖炉2002年某个季度为背景,计算了粉尘量与利用系数和球团工序能耗之间的关系,如和所示。是粉矿量与单位料层压降和竖炉产量的关系;为粉矿量与球团工序能耗的关系。图中曲线表明,利用系数随炉内粉矿量的增加呈二次曲线降低,而球团工序能耗随粉矿量的增加呈指数增长。
炉内强化干燥生球的干燥属于移动型穿流式单面干燥<1>。根据气固之间的传热方程<3>和文献<1>,在竖炉内部解决干燥的出发点是:增大干燥面积;提高综合传热系数;提高气固平均温压。
结论1)目前竖炉球团在干燥上还存在着一定的问题,干燥不彻底与不均匀是其症结所在。2)烘床底部球团“滞留”、顶部球团“超越”及干燥气源不足等因素是干燥问题的主要成因。3)球团干燥不完全会造成大量粉矿的产生,严重影响竖炉产量和成品球质量,同时增加球团工序能耗。