球團(tuán)成球原理及生球質(zhì)量檢驗(yàn)

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1、球團(tuán)成球原理及生球質(zhì)量檢驗(yàn)球團(tuán)成球原理及生球質(zhì)量檢驗(yàn)(pelletizing?process?and?green?ball?quality?inspection)球團(tuán)礦靠滾動(dòng)成型。被水潤(rùn)濕的礦粉在滾動(dòng)過(guò)程中靠毛細(xì)引力、分子引力、摩擦力等作用形成一定粒度的生球，并使生球具有一定強(qiáng)度。生球的粒度、水分、機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性等影響下一步焙燒作業(yè)，并關(guān)系到球團(tuán)礦成品的產(chǎn)量和質(zhì)量。生球強(qiáng)度理論???????干燥的礦粉一般都具有親水性，在顆粒表面分子力作用下，水分子被吸附在礦粒表面。由于分子引力的作用，在吸附水外層又形成一層薄膜水，薄膜水內(nèi)層靠

2、近顆粒，受其吸力作用較強(qiáng)，稱強(qiáng)結(jié)合水，它與吸附水稱為最大分子水，可使粉料成形，但仍不具塑性。薄膜水的外層更接近于自由水，可以在外力作用下發(fā)生塑性變形。當(dāng)?shù)V粉被水潤(rùn)濕其量超過(guò)薄膜水時(shí)，在顆粒間出現(xiàn)毛細(xì)水，開始為觸點(diǎn)態(tài)，使顆粒連接起來(lái)(圖1a)；進(jìn)一步潤(rùn)濕時(shí)則呈蜂窩態(tài)，在水的?????????????????????????????????????????????表面張力及外力作用下，顆?？繑n(圖1b)；繼續(xù)潤(rùn)濕出現(xiàn)飽和態(tài)毛細(xì)水，使顆粒之間產(chǎn)生最大的毛細(xì)力。毛細(xì)引力的大小可由下式表示：?????????????????????????

3、???????????????????????????????(1)式中y為水的表面張力，N／m；s為礦粉的比表面積，m2／kg；ρ為液體密度，kg／m3；ε為氣孔率。礦粉粒度愈細(xì)，s則愈大，ε愈小，則產(chǎn)生的毛細(xì)引力愈大。圖2示????????????????????????????????????出毛細(xì)水的充填率對(duì)生球強(qiáng)度的影響，當(dāng)飽和態(tài)毛細(xì)水出現(xiàn)時(shí)，水的充填率達(dá)到O．8～O．9時(shí)，毛細(xì)引力最大，球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度最高；當(dāng)觸點(diǎn)態(tài)毛細(xì)水出現(xiàn)時(shí)，水的充填率很低(為0.4以下)，毛細(xì)引力下降、抗壓強(qiáng)度下降(根據(jù)計(jì)算只有最大毛細(xì)引力時(shí)抗壓強(qiáng)

4、度的35％)。當(dāng)水的充填率達(dá)到1時(shí)，即過(guò)飽和時(shí)，則球團(tuán)表面便產(chǎn)生水膜，此時(shí)毛細(xì)引力已不存在，球團(tuán)抗壓強(qiáng)度也很弱了。生球的抗壓強(qiáng)度主要決定于顆粒之間氣一液相的表面張力所引起的毛細(xì)引力。其他靜電吸力、范德華力的影響都是很小的。但有人認(rèn)為分子力的作用不可忽視。生球成球過(guò)程??????礦粉成球過(guò)程首先是礦粉成核，然后生球長(zhǎng)大，生球進(jìn)一步密實(shí)。這些過(guò)程在生產(chǎn)中發(fā)生于同一造球機(jī)中。礦粉成核?????礦粉顆粒被水潤(rùn)濕到一定程度，依靠毛細(xì)水的作用，使多個(gè)顆粒連接起來(lái)成為松散的集合體。在機(jī)械外力作用下，此顆粒集合體內(nèi)部顆粒重新排列，進(jìn)一步密集，形成

5、比較堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定、粒度較均勻的小球，稱為母球，這是成核期生球成球的第1步。母球形成表示顆粒聚合在力學(xué)上的一個(gè)穩(wěn)定形狀，但它內(nèi)部包含固體、液體和氣體3個(gè)相。它的穩(wěn)定性取決于礦粉的粒度、粒度組成以及顆粒的形狀和親水性。生球長(zhǎng)大???????母球在滾動(dòng)過(guò)程中彼此碰撞，使內(nèi)部顆粒間的毛細(xì)管收縮，其中毛細(xì)水由蜂窩狀變?yōu)轱柡蜖睿徊糠炙粩D到母球表面。此時(shí)母球以3種機(jī)理長(zhǎng)大：(1)聚合機(jī)理，母球水分較高，而且塑性較好，它們相互結(jié)合在一起，使母球迅速長(zhǎng)大(圖3a)；(2)成層機(jī)????????????????????????????????????

6、?????????????????????????理，表面含水較高的母球在滾動(dòng)中不斷粘結(jié)新加入的物料顆粒，使母球長(zhǎng)大(圖3b)；(3)磨剝轉(zhuǎn)移機(jī)理，在生球滾動(dòng)過(guò)程中有少數(shù)由于強(qiáng)度不夠或水分低而形成碎片，粘附于另一球上(圖3c)。生球長(zhǎng)大過(guò)程中，這3個(gè)機(jī)理都存在，以何種機(jī)理為主，決定于原料的性質(zhì)及造球的工藝條件。生球進(jìn)一步密實(shí)??????當(dāng)母球長(zhǎng)大到要求的尺寸時(shí)，停止加水潤(rùn)濕，生球在造球機(jī)內(nèi)繼續(xù)滾動(dòng)。由于機(jī)械外力的作用，物料顆粒相互靠近，毛細(xì)管直徑縮小。顆粒間的毛細(xì)引力、分子作用力以及摩擦阻力綜合作用，使生球具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。影響

7、成球的因素????????原料的自然性質(zhì)、粒度及粒度組成、水分、添加物、造球工藝等因素都影響成球的作業(yè)，進(jìn)一步影響生球的質(zhì)量。原料的自然性質(zhì)?????????顆粒表面的親水性及顆粒形狀的影響最大。顆粒表面親水性愈高，薄膜水及毛細(xì)水含量愈高，成球就愈好。表1列出不同礦粉及黏結(jié)劑的最大分子水及毛細(xì)水的含量。物料的成球性可用成球指數(shù)K來(lái)表示。???????????k=Wf/(Wm-wf)式中Wf為生球的最大分子水含量，％；Wm為生球的毛細(xì)水含量，％。K=0.2～0.35的物料屬弱成球性，K=0.35～0.60屬中等成球性，K=0.6～0

8、.8屬良好成球性，K>0.8屬優(yōu)等成球性。從表可知，褐鐵礦成球性最優(yōu)，磁鐵礦成球性屬中等。???????????????????????????????????????????????原料的粒度及粒度組成??原料的粒度小，比表面積大，成球性好。原料