球团理论与工艺之造球理论.doc

球团理论与工艺-2造球理论 2 造球理论球团生产的基本工艺过程 含铁原料 水 配料混合 造 球 生球筛分 干燥预热 煤粉 焙烧均热 冷却筛分 成品球团矿 返矿 高炉冶炼 添加剂 返料 2 造球理论造球（ 造球（balling）又叫滚动成型，是细磨物料在造球设备中被 ）又叫滚动成型， 细磨物料在造球设备中被 水润湿并在机械力及毛细力作用下的连续过程。 机械力及毛细力作用下的连续过程 水润湿并在机械力及毛细力作用下的连续过程。 生球质量与：造球工艺过程、原料的物理化学性质和 生球质量与：造球工艺过程、原料的物理化学性质和准备方 等有关。 法等有关。 各种物料的成球性能取决于： 各种物料的成球性能取决于： 物料表面性质； 与水的亲和能力。 ①物料表面性质；②与水的亲和能力。 2 造球理论 2.1 物料的表面性质 2.1.1 液体的表面性质 （1） 液体的表面层、表面能和表面张力 不平衡力场 液面下厚度约等于分子作 液面下厚度约等于分子作 用半径的一层液体 的一层液体， 用半径的一层液体，叫表 面层。 面层。 表面层内分子比液体内部所具有 的更大的位能，称作表面能 表面能。 的更大的位能，称作表面能。 2 造球理论 2.1.1 液体的表面性质 （1） 液体的表面层、表面能和表面张力 不平衡力场 液体具有尽可能缩小其表面的趋势， 液体具有尽可能缩小其表面的趋势，液体表面就好像 一拉紧了的弹性膜， 一拉紧了的弹性膜，处在沿着表面的使表面有收缩倾 向的张力作用下，这种力称作表面张力 表面张力。 向的张力作用下，这种力称作表面张力。 f = αL 2 造球理论 2.1.1 液体的表面性质 （2） 弯曲液面下的附加压强 水平液面的表面张力也是水平的 弯曲液膜有取平面的趋势： 弯曲液膜有取平面的趋势： 凸膜变平的趋势对下层的液体施以压力； 凸膜变平的趋势对下层的液体施以压力； 凹膜变平的趋势对下层的液体起着拉伸的作用； 凹膜变平的趋势对下层的液体起着拉伸的作用； 2 造球理论（2） 弯曲液面下的附加压强 弯曲液面对液体内部都施以附加压强，凸面为正， 弯曲液面对液体内部都施以附加压强，凸面为正，凹 面为负。 面为负。 1 1 P附 = α （ + ） R1 R 2 （2-3） ） P附 = 2α R （2-4） ） 2 造球理论 2.1.2 液体和固体的作用（1） 润湿现象 附着力是两种不同物质接触部分的相互吸引力。 附着力是两种不同物质接触部分的相互吸引力。 是两种不同物质接触部分的相互吸引力 内聚力又叫粘聚力， 内聚力又叫粘聚力，是在同种物质内部相邻各部分之间的 又叫粘聚力 相互吸引力。 相互吸引力。由于液体分子与固体分子之 由于液体分子与固体分子之 的相互引力大于或小于液 间的相互引力大于或小于液 体分子之间的相互引力 的相互引力， 体分子之间的相互引力，同 一种液体， 一种液体，能润湿某些固体 的表面， 的表面，而不能润湿另一些 固体的表面。 固体的表面。 2 造球理论 2.1.2 液体和固体的作用 （1） 润湿现象 在液体和固体接触处， 在液体和固体接触处， 厚度等于分子作用半 厚度等于分子作用半 的一薄层液体叫附 径的一薄层液体叫附 着层。 着层。 平衡时位能 最小原理附着力内聚力 附着力 内聚力 附着力内聚力 附着力 内聚力 2 造球理论 2.1.2 液体和固体的作用 （1） 润湿现象 润湿： 润湿： ①附着层的伸张力向上 表面张力与表面相切， ②表面张力与表面相切， 一分力向下 ③形成凹形液面 不润湿： 不润湿： ①附着层的收缩力向下 表面张力与表面相切， ②表面张力与表面相切， 一分力向上 ③形成凸形液面 2 造球理论 2.1.2 液体和固体的作用 （1） 润湿现象 在液体和固体接触处， 在液体和固体接触处，液体表面 的切面和固体表面所成的角称为 接触角。 接触角。 完全不润湿 不润湿 润湿 完全润湿 2 造球理论 2.1.2 液体和固体的作用 （2） 毛细现象管径小于2mm的管子 的管子 管径小于 毛细管。 叫毛细管。 浸润液体在毛细管里升高 的现象和不浸润液体在毛 细管里降低的现象， 细管里降低的现象，叫做 毛细现象。 毛细现象。 P附 = 2α = ρgh R （2-5） ） 2α cos ? h= 管子越细， 管子越细，液体上升高度越高 r r ρg R= （2-6） ） 凹液面附加压强为负，液面上升高度为正； 凹液面附加压强为负，液面上升高度为正； cos ? Julen公式 公式 凸液面附加压强为正，液面上升高度为负 凸液面附加压强为正， 2 造球理论 2.1.3 细磨物料的表面特性 细磨物料特点： 细磨物料特点： 分散度和比表面积较大 较大表面能 表面电性 荷负电：方解石、石英、膨润土、 荷负电：方解石、石英、膨润