烧结过程水分的蒸发（一）

    为了造球的需要，在烧结混合料中加一部分水，加水量随矿石性质而定，精矿加水约8%,粉矿烧结加水4～5%.烧结时水分在烧结过程中发生的变化对烧结矿产量及质量影响很大。例如水分冷凝形成过湿带，料层阻力增加，同时破坏已造好的料球。为了克服阻力，提高烧结产量和质量，必须研究水蒸发及冷凝规律。
   （一）水分蒸发的机理
    水分在烧结过程的蒸发可分为以下几个阶段：
    (1)预热阶段。由于温度低，造球水分蒸发缓慢，物料中含水量基本无变化，温度却慢慢上升了。
    (2)等速干燥阶段。由于温度上升，物料表面产生水的蒸气压(P_H2O),当该压力大大小于高温废气中水的饱和蒸气压(P′_H2O)时，即P_H2O＜P′_H2O，物料表面的水开始大量的蒸发.
    (3)沸腾阶段。物料表面水蒸气的P_H2O等于废气中的全压P,即P_H2O=P,水蒸发达到最剧烈阶段。
    (4)降速干燥阶段。物料温度上升与废气温度接近时，干燥过程慢慢减速，当P_H2O= P′_H2O时，干燥停止了。由于废气中温度下降，此时的P′_H2O比上述的饱和蒸气压P′_H2O低得多.
    水分蒸发量的计算公式

    式中  W———蒸发的水量，克；
          Z———干燥或蒸发的时间，小时；
          C———系数，当气流速度＜2米/秒时,C=33克/米²;当气流速度＞2米/秒时C=52克/米²;
          F———表面积,米²;
          P———标准大气压,帕；
          P₁———实际大气压力,帕；
          P′_H2O———饱和蒸气压,帕；
          P_H2O———现有水的蒸气压,帕。
    表面积F、废气中水蒸气饱和蒸气压与物料水气分压之差和蒸发水量有很大关系。由于烧结过程中上述两值均很大，所以干燥带很窄。
    等速干燥速度R_ω可用热平衡法求得：

    式中  ΔH_ω———水的蒸发热,千焦/千克；
          R_ω———干燥速度,千克/分；
          h———气体对物料的给热系数,千焦/米²·分·℃;
          a———蒸发面积, 米²;
          T_g,T_s———气体及物料的温度, ℃.[next]

    降速干燥区的干燥速度，假设下降是线性的，则可按图1所示求得：

    式中  W_s———固体料的水分,%;
          W_c———临界的水分,%;
                  0＜W_s＜W_c
          H_T———干燥带宽度。
    从干燥速度可知：当混合料粒度越大、比表面积愈小时,干燥时间愈长、干燥带也愈宽。同时气流速度越大，干燥带也愈宽。见图2.