烧结料干燥过程的实验与解析研究

论文摘要

高效回收利用烧结过程余热资源是钢铁企业降低烧结工序能耗的主要途径之一,而将烧结余热用于烧结料干燥预热又是烧结余热高效回收利用的有效渠道,其不但降低烧结工序能耗,而且还改善后续的点火和烧结工艺条件。围绕烧结料干燥过程热工行为的研究,本文开展了相应的实验与解析研究以弄清烧结料干燥过程基本规律、主要影响因素及其影响规律。实验研究中,进行了热重、干燥箱、穿流干燥等实验室实验和半工业性实验,分别开展了10mg级、10g级、100g级、lkg级和10kg级系列实验。实验结果表明：（1）物料中所含80-90%的水分在前5-10分钟内得以去除；（2）整个干燥过程由暂短的升速干燥阶段和较长的降速干燥阶段组成,几乎没有恒速段；（3）烧结料的临界含水率约为5.5-5.7%；（4）干燥热风温度和流量是影响干燥过程的主要因素,在实验条件下,热风温度对干燥过程的影响要明显大于热风流量的影响,且热风温度越高,流量越大,干燥速率越大,干燥时间越短。解析研究中,基于移动错流干燥一维数学模型建立了烧结料干燥过程模型,进行了干燥速率、干燥时间等基本参数的解析计算,并以穿流实验结果进行了模型验证。在此基础上,运用上述模型进行了鞍钢某360m2烧结机干燥过程的解析研究。研究结果表明：（1）烧结料在干燥过程有较短的恒速干燥段和较长的降速干燥段,且降速干燥段干燥速率近似为直线；（2）热风温度和流量、料层空隙率和粒径是干燥过程的主要影响因素,其中,热风温度和流量对干燥过程的影响远远大于料层空隙率和粒径的影响,且热风温度的影响要大于流量的影响；（3）热风温度在200℃以前对干燥影响较大,250℃以后,尤其是300℃以后,几乎没有影响,建议热风温度范围在200℃-250℃；（4）在200℃-250℃温度区间,为了获得适宜含水率,建议干燥风速在1.5m/s以上。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 课题的提出与意义
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 烧结热工过程概述
• 1.2.2 烧结余热回收与利用现状、趋势分析
• 1.3 研究内容与方法
• 第2章 干燥基本原理
• 2.1 基本概念
• 2.2 干燥过程曲线
• 2.3 影响干燥速率的因素
• 第3章 干燥过程的实验研究
• 3.1 目的及意义
• 3.2 综合热重实验
• 3.2.1 实验装备
• 3.2.2 实验原理
• 3.2.3 结果分析
• 3.3 厢式干燥箱实验
• 3.3.1 实验装备
• 3.3.2 实验原理
• 3.3.3 结果分析
• 3.4 洞道穿流实验
• 3.4.1 实验装备
• 3.4.2 实验原理
• 3.4.3 结果分析
• 3.5 半工业性实验
• 3.5.1 实验装备
• 3.5.2 实验原理
• 3.5.3 结果分析
• 第4章 干燥过程的解析研究
• 4.1 目的及意义
• 4.2 基本假设
• 4.3 烧结混合料干燥模型的建立与验证
• 4.3.1 烧结混合料恒速干燥阶段数学模型
• 4.3.2 烧结混合料降速干燥阶段数学模型
• 4.3.3 关键参数的确定
• 4.3.4 模型验证
• 4.4 干燥基本规律及影响因素分析
• 4.4.1 干燥规律分析
• 4.4.2 影响因素分析
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢