中南大学《烧结球团(第1章)》PPT课件
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② 中间级颗粒的增加引起孔隙率的增大，而不改变 两级颗粒配比时的基本规律；
③ 粗略地说，可以按67：33的比例将所有粒级分成 粗细两级，仍然会呈现出上述两级配比时的倾向性 。
由于振实程度的不同则出现在0.2595及0.4764之间，其平 均值为0.3680。正好是一些实测数据的另一个稳定值0.37 。 烧结矿由于它的形状不那么规则，因而更倾向形成简 单立方体排列。
它们也有两种水平的稳定值，一般在0.5－0.53；在振实 的条件下可能降低到0.43一0.46。
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21
V=k’w0.8~1.0 w——气流速度，m/s； k’——决定原料性质的系数；
8
研究意义
烧结机的生产率同垂直烧结速度成正 比关系 ，而烧结速度又与单位时间内 通过料层的空气量成正比 ，研究烧结 料层的透气性的变化规律，寻找改善 烧结料层透气性的途径，以提高烧结 生产率。
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3.1.2 烧结料层结构主要参数与透气性的关系
15
（3）物体密度
• 设物质质量为G，体积V
Biblioteka Baidu
颗
V=V0+Vn+Vj
粒 间
V0：实际物质所占空间 Vn：物质颗粒内部孔隙所占空间
孔 隙
物 质 内 部 孔 隙
Vj：颗粒间孔隙所占空间
• 密度：
真密度：r0= G/V0 视密度（假密度）： rn= G/（V0+Vn） 堆密度： rj= G/V
• 颗粒气孔率：Vn/（V0+Vn）
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烧结混合料的粒度组成 的影响
图3—3 两种不同粒度不同比例配合的孔隙率变化曲线
(a) 理想球体(C.F.弗纳斯曲线)；(b) 烧结矿，m为细粒级，k为粗粒级， x＝dm/dk（直径比）；横坐标：大粒级含量
25
①dm/dk愈小，即细粒与粗粒直径相差越远，孔隙率ε变化越 陡峭；在粗粒级含量相同的条件下，孔隙率越低。
• 混合料的平均粒径d • 形状系数φ • 料层的孔隙率ε
10
（1）混合料的平均粒径
加权的算术平均值 ：
n
d算
ri d i
i 1
加权的几何平均值 ：
n
d几何
d ri i
i 1
加权的调和平均值 ：
d调和 1
n ri d i1 i
ri—某一粒级的质量百分数；
di—某一粒级的平均粒径
中位数：以混合料各粒级累计质量百分数对粒级作图，占混合 料质量一半时所对应的颗粒尺寸。
• 孔隙度在一定程度上描述了气体通过料层时，料层对气流 阻力的大小。
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（4）料层的孔隙率ε
• 散装料层的孔隙率受颗粒堆积方式和颗粒粒度分布的影响
• 上图为结晶学描述的相同直径颗粒不同堆积的方式时的 孔隙率。其值在0.2595~0.4764之间。
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常见的堆积方式(Ⅰ-简单正方体)，(Ⅳ-面心立方体)或两 者混合，(Ⅱ)和(Ⅲ)由于堆积条件复杂，实际中不常见 。 球团矿10个数据的平均实测值为0.478，与最疏松排列简 单立方体的理论计算值0.4764很接近。
• 制成与管道截面相同的板，置入流体管道，如果 板与流体流动方向平行，对流体流动的影响小； 垂直，则可以使流体无法流动，这就是截止阀。
• 在动力学研究中，料粒的形状系数 是一个很重 要的概念，未反应核模型是以球体颗粒建模的， 对于实际物料，必须引入形状系数 的概念，例 如一般球团矿取0.9~1.0，烧结矿0.7~0.8。
4
3.1 烧结料层的透气性
5
3.1.1透气性的概念
透气性：指固体散料层允许气体通过的难易程度，也是衡量混 合料孔隙率的标志。
6
两种表示方法
（1）在一定的压差（真空度）条件下，透气性用单位时间内通 过单位面积和一定料层高度的气体量来表示，即： G＝Q/(t·F)
式中： G——透气性，m3/m2·min； Q——气体流量， m3； t——时间，min； F——抽风面积，m2
（2）在一定料层高度，且抽风量不变的情况下，料层透 气性可以用气体通过料层时压头损失Δp表示。 压头损失愈高，则料层透气性愈差，反之亦然。
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烧结机的生产能力
q＝60×F×V×r×k q—烧结机台时产量，t/台时； F—烧结机抽风面积，m2； V—垂直烧结速度，mm/min； r—烧结矿堆密度，t/m3； k—烧结矿成品率，％。
烧结球团学
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
第3章 烧结料层的气体力学
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内容
3.1 烧结料层的透气性 3.2 烧结料层气体阻力损失 3.3 烧结过程透气性变化规律 3.4 改善烧结料层透气性的途径
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• 人们习惯使用加权算 术平均值。
• 加权调和平均值，更 靠近实际情况。
调和平均值最靠近细粒度一端， 影响料层透气性的主要因素是细 粒度部分的含量
• 平均粒度越大，阻力 系数越小。
炉料表征尺寸与阻力系数的关系 －调和平均值…算术平均值
要减少料层阻力除了将各粒级普遍增大外，还须降低混合料中的细粒部分
② dm/dk比例固定时，当粗料dk质量占总量的60%~70%时 ，ε有最小值；
③ε取决于粗粒的堆积方式，在不振动的堆积条件下，一 般都以简单的立方体形式排列，如料层振动，则孔隙率 变小。
26
对多种粒级配合时孔隙率变化规律的研究结果表明， 料层孔隙率呈现下列变化规律：
① 以最粗及最细两级之间的相互作用为主，并遵循 两级颗粒配比时所呈现的规律；
• 孔隙度：Vj/V
实 际 物 质
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• 假设真密度（ r0 ），视密度（ rn）， 堆密度（rj）均可测定 • 颗粒气孔率：Vn/（V0+Vn） =1- rn/ r0：
Vn/G=(V0+Vn- V0)/G=(V0+Vn)/G-V0/G=1/ rn-1/r0 （V0+Vn）/G= 1/ rn • 孔隙度=Vj/V= 1- ri/ rn • 颗粒气孔率在一定程度上描述了气固反应时，气体内扩散 阻力的大小。
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（2）料粒的形状系数
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（2）料粒的形状系数
料粒的形状系数φ是指与料粒同体积的球体的表面 积和料粒本身实际表面积的比值，即：
φ=S球/S料粒
除了料粒的形状外，它的表面结构及粗糙的影响 很大，实际表达式： Φ=φG×α
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对形状系数的理解
• 同样质量的物体，制成球体，置入流体管道，对 流体流动的影响较小；
③ 粗略地说，可以按67：33的比例将所有粒级分成 粗细两级，仍然会呈现出上述两级配比时的倾向性 。
由于振实程度的不同则出现在0.2595及0.4764之间，其平 均值为0.3680。正好是一些实测数据的另一个稳定值0.37 。 烧结矿由于它的形状不那么规则，因而更倾向形成简 单立方体排列。
它们也有两种水平的稳定值，一般在0.5－0.53；在振实 的条件下可能降低到0.43一0.46。
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V=k’w0.8~1.0 w——气流速度，m/s； k’——决定原料性质的系数；
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研究意义
烧结机的生产率同垂直烧结速度成正 比关系 ，而烧结速度又与单位时间内 通过料层的空气量成正比 ，研究烧结 料层的透气性的变化规律，寻找改善 烧结料层透气性的途径，以提高烧结 生产率。
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3.1.2 烧结料层结构主要参数与透气性的关系
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（3）物体密度
• 设物质质量为G，体积V
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颗
V=V0+Vn+Vj
粒 间
V0：实际物质所占空间 Vn：物质颗粒内部孔隙所占空间
孔 隙
物 质 内 部 孔 隙
Vj：颗粒间孔隙所占空间
• 密度：
真密度：r0= G/V0 视密度（假密度）： rn= G/（V0+Vn） 堆密度： rj= G/V
• 颗粒气孔率：Vn/（V0+Vn）
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烧结混合料的粒度组成 的影响
图3—3 两种不同粒度不同比例配合的孔隙率变化曲线
(a) 理想球体(C.F.弗纳斯曲线)；(b) 烧结矿，m为细粒级，k为粗粒级， x＝dm/dk（直径比）；横坐标：大粒级含量
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①dm/dk愈小，即细粒与粗粒直径相差越远，孔隙率ε变化越 陡峭；在粗粒级含量相同的条件下，孔隙率越低。
• 混合料的平均粒径d • 形状系数φ • 料层的孔隙率ε
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（1）混合料的平均粒径
加权的算术平均值 ：
n
d算
ri d i
i 1
加权的几何平均值 ：
n
d几何
d ri i
i 1
加权的调和平均值 ：
d调和 1
n ri d i1 i
ri—某一粒级的质量百分数；
di—某一粒级的平均粒径
中位数：以混合料各粒级累计质量百分数对粒级作图，占混合 料质量一半时所对应的颗粒尺寸。
• 孔隙度在一定程度上描述了气体通过料层时，料层对气流 阻力的大小。
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（4）料层的孔隙率ε
• 散装料层的孔隙率受颗粒堆积方式和颗粒粒度分布的影响
• 上图为结晶学描述的相同直径颗粒不同堆积的方式时的 孔隙率。其值在0.2595~0.4764之间。
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常见的堆积方式(Ⅰ-简单正方体)，(Ⅳ-面心立方体)或两 者混合，(Ⅱ)和(Ⅲ)由于堆积条件复杂，实际中不常见 。 球团矿10个数据的平均实测值为0.478，与最疏松排列简 单立方体的理论计算值0.4764很接近。
• 制成与管道截面相同的板，置入流体管道，如果 板与流体流动方向平行，对流体流动的影响小； 垂直，则可以使流体无法流动，这就是截止阀。
• 在动力学研究中，料粒的形状系数 是一个很重 要的概念，未反应核模型是以球体颗粒建模的， 对于实际物料，必须引入形状系数 的概念，例 如一般球团矿取0.9~1.0，烧结矿0.7~0.8。
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3.1 烧结料层的透气性
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3.1.1透气性的概念
透气性：指固体散料层允许气体通过的难易程度，也是衡量混 合料孔隙率的标志。
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两种表示方法
（1）在一定的压差（真空度）条件下，透气性用单位时间内通 过单位面积和一定料层高度的气体量来表示，即： G＝Q/(t·F)
式中： G——透气性，m3/m2·min； Q——气体流量， m3； t——时间，min； F——抽风面积，m2
（2）在一定料层高度，且抽风量不变的情况下，料层透 气性可以用气体通过料层时压头损失Δp表示。 压头损失愈高，则料层透气性愈差，反之亦然。
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烧结机的生产能力
q＝60×F×V×r×k q—烧结机台时产量，t/台时； F—烧结机抽风面积，m2； V—垂直烧结速度，mm/min； r—烧结矿堆密度，t/m3； k—烧结矿成品率，％。
烧结球团学
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整体概述
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概况三
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第3章 烧结料层的气体力学
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内容
3.1 烧结料层的透气性 3.2 烧结料层气体阻力损失 3.3 烧结过程透气性变化规律 3.4 改善烧结料层透气性的途径
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• 人们习惯使用加权算 术平均值。
• 加权调和平均值，更 靠近实际情况。
调和平均值最靠近细粒度一端， 影响料层透气性的主要因素是细 粒度部分的含量
• 平均粒度越大，阻力 系数越小。
炉料表征尺寸与阻力系数的关系 －调和平均值…算术平均值
要减少料层阻力除了将各粒级普遍增大外，还须降低混合料中的细粒部分
② dm/dk比例固定时，当粗料dk质量占总量的60%~70%时 ，ε有最小值；
③ε取决于粗粒的堆积方式，在不振动的堆积条件下，一 般都以简单的立方体形式排列，如料层振动，则孔隙率 变小。
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对多种粒级配合时孔隙率变化规律的研究结果表明， 料层孔隙率呈现下列变化规律：
① 以最粗及最细两级之间的相互作用为主，并遵循 两级颗粒配比时所呈现的规律；
• 孔隙度：Vj/V
实 际 物 质
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• 假设真密度（ r0 ），视密度（ rn）， 堆密度（rj）均可测定 • 颗粒气孔率：Vn/（V0+Vn） =1- rn/ r0：
Vn/G=(V0+Vn- V0)/G=(V0+Vn)/G-V0/G=1/ rn-1/r0 （V0+Vn）/G= 1/ rn • 孔隙度=Vj/V= 1- ri/ rn • 颗粒气孔率在一定程度上描述了气固反应时，气体内扩散 阻力的大小。
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（2）料粒的形状系数
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（2）料粒的形状系数
料粒的形状系数φ是指与料粒同体积的球体的表面 积和料粒本身实际表面积的比值，即：
φ=S球/S料粒
除了料粒的形状外，它的表面结构及粗糙的影响 很大，实际表达式： Φ=φG×α
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对形状系数的理解
• 同样质量的物体，制成球体，置入流体管道，对 流体流动的影响较小；