向高炉炉料中合理添加 MgO 可以有效改善球团的冶

研究表明 ,向高炉炉料中合理添加 MgO 可以 有效改善球团的冶金性能[ 1～5 ] 。但由于球团焙烧时 熔剂热分解 ,这必然改变球团焙烧过程中的热量分 配、合理焙烧工艺制度 。因此 ,研究添加 MgO 熔剂 的酸性球团焙烧时的传热过程特征与普通酸性球团 的区别 ,对合理选择焙烧工艺参数十分重要 。本文 针对球团添加菱镁石熔剂对焙烧工艺制度的影响进 行研究。
1 　球团传热过程分析 球团在加热过程中 ,其内各点温度随时变化 ,属 于不稳定导热问题 ,为研究球团内部的传导规律 ,需 首先研究球体几何体不稳定导热问题。 由传热学理论可知[6 ] ,在不稳定导热过程中 ,球 体内各点温度与时间和空间的关系满足热传导理论 的基本方程 ,即傅立叶导热微分方程 :
5t
5τ = a
1
r2
5
5 r
r2
5t
5 r
+
1
r2 sinθ
5
5θ
sinθ
5t
5θ +
1
r2 sin2θ
52 t
5<2 +
qv
cρ
式中 ,
5t
5τ为温度随时间的变化率 ; a =λ/
сρ(导温系
数、热扩散率) ,温度趋于一致的能力 ;λ为导热系 数; с为比热容 ;ρ为密度; qv 为内热源强度 ; r ,θ, < 为三维球坐标参数。
球团在焙烧炉中的传热过程非常复杂 ,包括炉体对球团的辐射传热 、炉膛气氛与球团的对流传热 、 球团内部的热传导以及球团的氧化过程、碳酸盐熔 剂的分解反应等 ,氧化过程中球团物料的热物理参 数的连续变化也使球团的传热问题更加复杂 ,为了 使传热问题简单化 ,对球团传热条件作以下假设 :球 团内部只进行热传导 ,忽略反应热的影响 ; 球团氧 化焙烧期间 ,各项热物理参数近似为常数 ; 球团内 层熔剂颗粒与铁精矿紧密接触 ,忽略间隙传热 ; 球 团表层温度与焙烧温度相同 ,并且在焙烧过程中保 持不变 ; 在球团等半径球面上各点温度相同。 则球团传热的控制微分方程简化为 :
5t
5τ = a 1
r2
5
5 r
r2
5t
5 r