烧结过程水分的蒸发（二）

   （二）水分的凝结
    烧结混合料中，废气经过干燥带后温度由1100～1500℃下降到200～300℃,此时P′_H2O下降很多，含有许多水气的废气在下部混合料层中形成凝结水，烧结物料表面开始过湿。此时P_H2O＞P′_H2O。这就是下部料层中产生过湿带的机理。烧结料层过湿的表现，一般在点火后两钟开始，直到干燥带移动到炉箅上才结束。这可从废气温度曲线看出来。

    从图3可以看到烧结两分钟后废气温度从15～20℃跳跃到40～50℃,并一直保持不变，直至烧结终了前。此种跳跃是由于废气中水分冷凝放热反应所致。图4记录安放在烧结料层中不同位置四个热电偶烧结后的温度变化，它们约在1分钟后开始上跃,2分钟内达到52～53℃,这个试验也证明了料层过湿带形成的情况。

    图5是烧结杯解剖后测出水分的分布状况。点火后1分钟，出现20毫米干燥带，此时废气排出水分很少，在距料面80毫米处开始水分凝结，过湿带厚为60毫米;2分钟后，排出水分增加，过湿带为130毫米，最高水分为8.9%;3分钟后，过湿带为80毫米，过湿水分仍高达8.9%;5分钟后过湿带缩小为30毫米，过湿水分8.6%.整个过程过湿水分高出原水分1.3～1.4%;即增加17%,最大过湿值在.2～3分钟。[next]
   （三）烧结露点的计算及防止过湿的措施
    从水分凝结的理论来分析，防止烧结产生过湿现象，应该使物料的温度保持在露点以上，即P_H2O≤P′_H2O,这样就从根本上防止水分的凝结。因此使废气通过料层后其温度不降低到露点温度以下，就可以防止废气中水分的析出。此温度可计算如下：
    设混合料含水7%,混合料质量8千克，烧结时间10分，废气量450升/分，则带入水的体积：

    此项即为废气中水气的蒸气压P_H2O
    若P′_H2O=P_H2O就不凝结，查表得知该水的饱和蒸气压时的废气温度应达到t=52.50℃,因此若使废气温度大于52.5℃就不会发生水分凝结。
    减少过湿的途径：
    (1)降低废气中的含水量，实际上是降低废气中水气的分压。烧结混合料中加入适当的水分可以得到较好的料层透气性，以保证获得最高的烧结机生产率。但是原始透气性高的水分，并不能保证获得最高的生产率，即生产率最高的水分值比原始透气性最高值的水分要小。这是因为细精矿烧结时，水气的大量凝结而产生过湿层，下层料甚至可能成为稀泥状而使烧结条件恶化。适当降低烧结混合料的原始水分，虽然可能使烧结成球性差一些，初始透气性有所降低，但是由于水分减少，平均透气性增加，同时水分凝结少，干燥时间缩短，整个烧结速度就加快了。所以通常烧结混合料的初始水分要比初始透气性最适宜的水分低2%左右。
    (2)提高混合料的温度。提高混合料的温度至废气中水的露点温度以上即可防止废气中水分的凝结。使用热返矿预热混合料是一种最经济的方法，但此预热方法只能使混合料预热到40～50℃,达不到露点温度以上。此外热返矿给料量不易控制而劳动条件也差。尽管如此对过湿现象的消除仍起了一部分的作用。
    蒸气预热，即在二次混合机上加入蒸气，利用蒸气凝结热加热物料(在加热物料到60℃时，由于蒸气凝结使物料水分增加1%),根据首钢1962年在0.4机进行的试验表明：当料温由57.4℃(不用蒸气预热)升至87.7℃(用蒸气预热),烧结垂直速度由27.1mm/min增到35.7mm/min,提高产量31.9%,1981年7月首钢一烧停止蒸气试验，混合料中只有热返矿预热，料温由70℃下降到52℃,烧结利用系数由1.55t/m²·h降到1.456/m²·h,下降了10%.蒸气预热方法的缺点是热效率太低，最近首钢改进结构使蒸气喷嘴插入料中以提高其热利用率，蒸气费用由于增产收益得到补偿而有富裕。
    使用烧结废气预热烧结混合料正在试验研究阶段，太钢试验室使用250～350℃的热废气在不增加抽风面积下预热混合料，烧结增产4%,燃耗下降10kg/t.