【正文】 度液體和膏狀物的混合機(jī)械，一般具有強(qiáng)的剪切作用；熱塑性的物料混合機(jī)主要用于熱塑性物料(如橡膠和塑料)與添加劑混合；粉狀、粒狀固體物料混合機(jī)械多為間歇操作，也包括兼有混合和研磨作用的機(jī)械，如輪輾機(jī)等。 混合時(shí)要求所有參與混合的物料均勻分布?；旌系某潭确譃槔硐牖旌?、隨機(jī)混合和完全不相混三種狀態(tài)。各種物料在混合機(jī)械中的混合程度，取決于待混物料的比例、物理狀態(tài)和特性，以及所用混合機(jī)械的類型和混合操作持續(xù)的時(shí)間等因素。 液體的混合主要靠機(jī)械攪拌器、氣流和待混液體的射流等，使待混物料受到攪動(dòng)，以達(dá)到均勻混合。攪動(dòng)引起部分液體流動(dòng)，流動(dòng)液體又推動(dòng)其周圍的液體，結(jié)果在溶器內(nèi)形成循環(huán)液流，由此產(chǎn)生的液體之間的擴(kuò)散稱為主體對(duì)流擴(kuò)散。 當(dāng)攪動(dòng)引起的液體流動(dòng)速度很高時(shí)，在高速液流與周圍低速液流之間的界面上出現(xiàn)剪切作用，從而產(chǎn)生大量的局部性漩渦。這些漩渦迅速向四周擴(kuò)散，又把更多的液體卷進(jìn)漩渦中來，在小范圍內(nèi)形成的紊亂對(duì)流擴(kuò)散稱為渦流擴(kuò)散。 機(jī)械攪拌器的運(yùn)動(dòng)部件在旋轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生剪切作用，液體在流經(jīng)器壁和安裝在容器內(nèi)的各種固定構(gòu)件時(shí)，也要受到剪切作用，這些剪切作用都會(huì)引起許多局部渦流擴(kuò)散。 攪拌引起的主體對(duì)流擴(kuò)散和渦流擴(kuò)散，增加了不同液體間分子擴(kuò)散的表面積減少了擴(kuò)散距離，從而縮短了分子擴(kuò)散的時(shí)間。若待混液體的粘度不高，可以在不長(zhǎng)的攪拌時(shí)間內(nèi)達(dá)到隨機(jī)混合的狀態(tài)；若粘度較高，則需較長(zhǎng)的混合時(shí)間。 對(duì)于密度、成分不同、互不相溶的液體，攪拌產(chǎn)生的剪切作用和強(qiáng)烈的湍動(dòng)將密度大的液體撕碎成小液滴并使其均勻地分散到主液體中。攪拌產(chǎn)生的液體流動(dòng)速度必須大于液滴的沉降速度。 少量不溶解的粉狀固體與液體的混合機(jī)理，與密度成分不同，互不相溶的液體的混合機(jī)理相同，只是攪拌不能改變粉狀固體的粒度。若混合前固體顆粒不能使其沉降速度小于液體的流動(dòng)速度，無論采用何種攪拌方式都形不成均勻的懸浮液。 不同膏狀物的混合主要是將待混物料反復(fù)分割并使其受到壓、輾、擠等動(dòng)作所產(chǎn)生的強(qiáng)剪切作用，隨后又經(jīng)反復(fù)合并、捏合，最后達(dá)到所要求的混合程度。這種混合很難達(dá)到理想混合，僅能達(dá)到隨機(jī)混合。粉狀固體與少量液體混合后為膏狀物，其混合機(jī)理與膏狀物料混合的機(jī)理相同。 不同的熱塑性物料以及熱塑性物料與少量粉狀固體的混合，需要依靠強(qiáng)剪切作用，反復(fù)地揉搓和捏合，才能達(dá)到隨機(jī)混合。 流動(dòng)性好的顆粒狀固體物主要是靠容器本身的回轉(zhuǎn)，或靠裝在容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)部件的作用，反復(fù)地翻動(dòng)、摻和而得以混合，這類物料也可用氣流產(chǎn)生對(duì)流或湍流以達(dá)到混合。固體顆粒的對(duì)流或湍流不易產(chǎn)生渦流，混合速度遠(yuǎn)低于液體的混合，混合程度一般也只能達(dá)到隨機(jī)混合。 流動(dòng)性很差的、互相發(fā)生粘附的顆粒或粉狀固體，則常需用帶有機(jī)械翻動(dòng)和壓、輾等動(dòng)作的混合機(jī)械。鐵礦粉燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程四、圓盤造球機(jī)工作原理圖片： 圓盤造球機(jī)用于鐵礦粉造球，它是各類球團(tuán)廠的主要配套設(shè)備之一。將焦炭粉、石灰石粉或生石灰、鐵精礦粉混合后，輸入圓盤造球機(jī)上部的混合料倉(cāng)內(nèi)，均勻地向造球機(jī)布料，同時(shí)由水管供給霧狀噴淋水，傾斜（傾角一般為40一50176。）布置的圓盤造球機(jī)，由機(jī)械傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，混合料加噴淋水在圓盤內(nèi)滾動(dòng)成球，通過粒度刮刀將球的粒度控制在5一15毫米。造好的生球落入輸送皮帶上，經(jīng)輥軸篩進(jìn)行篩分，小于5毫米和大于15毫米的返回到混合機(jī)。附件二：鐵礦粉燒結(jié)工藝流程將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過程。2. 燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖2—4所示。主要包括燒結(jié)料的準(zhǔn)備，配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。圖24 抽風(fēng)燒結(jié)工藝流程 ◆燒結(jié)原料的準(zhǔn)備 ①含鐵原料含鐵量較高、粒度5mm的礦粉，鐵精礦，高爐爐塵，軋鋼皮，鋼渣等。一般要求含鐵原料品位高，成分穩(wěn)定，雜質(zhì)少。②熔劑要求熔劑中有效CaO含量高，雜質(zhì)少，成分穩(wěn)定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。在燒結(jié)料中加入一定量的白云石，使燒結(jié)礦含有適當(dāng)?shù)腗gO，對(duì)燒結(jié)過程有良好的作用，可以提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。③燃料 主要為焦粉和無煙煤。對(duì)燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，揮發(fā)分低，含硫低，成分穩(wěn)定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。對(duì)入廠燒結(jié)原料的一般要求見表2—2。表22　入廠燒結(jié)原料一般要求◆配料與混合①配料配料目的：獲得化學(xué)成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定的燒結(jié)礦，滿足高爐冶煉的要求。常用的配料方法：容積配料法和質(zhì)量配料法。容積配料法是基于物料堆積密度不變，原料的質(zhì)量與體積成比例這一條件進(jìn)行的。準(zhǔn)確性較差。質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量配料。比容積法準(zhǔn)確，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。②混合混合目的：使燒結(jié)料的成分均勻，水分合適，易于造球，從而獲得粒度組成良好的燒結(jié)混合料，以保證燒結(jié)礦的質(zhì)量和提高產(chǎn)量?；旌献鳂I(yè)：加水潤(rùn)濕、混勻和造球。根據(jù)原料性質(zhì)不同，可采用一次混合或二次混合兩種流程。一次混合的目的：潤(rùn)濕與混勻，當(dāng)加熱返礦時(shí)還可使物料預(yù)熱。二次混合的目的：繼續(xù)混勻，造球，以改善燒結(jié)料層透氣性。用粒度10～Omm的富礦粉燒結(jié)時(shí)，因其粒度已經(jīng)達(dá)到造球需要，采用一次混合，混合時(shí)間約50s。使用細(xì)磨精礦粉燒結(jié)時(shí)，因粒度過細(xì)，料層透氣性差，為改善透氣性，必須在混合過程中造球，所以采用二次混合，混合時(shí)間一般不少于2．5～3min。我國(guó)燒結(jié)廠大多采用二次混合。◆燒結(jié)生產(chǎn)燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等主要工序。①布料 將鋪底料、混合料鋪在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上的作業(yè)。 當(dāng)采用鋪底料工藝時(shí)，在布混合料之前，先鋪一層粒度為10～25mm，厚度為20～25mm的小塊燒結(jié)礦作為鋪底料，其目的是保護(hù)爐箅，降低除塵負(fù)荷，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子壽命，減少或消除爐箅粘料。鋪完底料后，隨之進(jìn)行布料。布料時(shí)要求混合料的粒度和化學(xué)成分等沿臺(tái)車縱橫方向均勻分布，并且有一定的松散性，表面平整。目前采用較多的是圓輥布料機(jī)布料。②點(diǎn)火　點(diǎn)火操作是對(duì)臺(tái)車上的料層表面進(jìn)行點(diǎn)燃，并使之燃燒。點(diǎn)火要求有足夠的點(diǎn)火溫度，適宜的高溫保持時(shí)間，沿臺(tái)車寬度點(diǎn)火均勻。 點(diǎn)火溫度取決于燒結(jié)生成物的熔化溫度。?？刂圃?250177。50℃。 點(diǎn)火時(shí)間通常40～60s。 點(diǎn)火真空度4～6kPa。點(diǎn)火深度為10～20mm。③燒結(jié)準(zhǔn)確控制燒結(jié)的風(fēng)量、真空度、料層厚度、機(jī)速和燒結(jié)終點(diǎn)。燒結(jié)風(fēng)量：平均每噸燒結(jié)礦需風(fēng)量為3200m3，按燒結(jié)面積計(jì)算為(70～90)m3／(cm2．min)。真空度：決定于風(fēng)機(jī)能力、抽風(fēng)系統(tǒng)阻力、料層透氣性和漏風(fēng)損失情況。料層厚度：合適的料層厚度應(yīng)將高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)結(jié)合起來考慮。國(guó)內(nèi)一般采用料層厚度為250～500mm。 機(jī)速：合適的機(jī)速應(yīng)保證燒結(jié)料在預(yù)定的燒結(jié)終點(diǎn)燒透燒好。實(shí)際生產(chǎn)中，～4m／min為宜。 燒結(jié)終點(diǎn)的判斷與控制：控制燒結(jié)終點(diǎn)，即控制燒結(jié)過程全部完成時(shí)臺(tái)車所處的位置。中小型燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)一般控制在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱處，大型燒結(jié)機(jī)控制在倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱處。 帶式燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)燒結(jié)過程是自上而下進(jìn)行的，沿其料層高度溫度變化的情況一般可分為5層，各層中的反應(yīng)變化情況如圖2—5所示。點(diǎn)火開始以后，依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層，燃燒層，預(yù)熱層，干燥層和過濕層。然后后四層又相繼消失，最終只剩燒結(jié)礦層。圖25燒結(jié)過程各層反應(yīng)示意圖①燒結(jié)礦層 經(jīng)高溫點(diǎn)火后，燒結(jié)料中燃料燃燒放出大量熱量，使料層中礦物產(chǎn)生熔融，隨著燃燒層下移和冷空氣的通過，生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶(1000—1100℃)凝固成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦。這層的主要變化是熔融物的凝固，伴隨著結(jié)晶和析出新礦物，還有吸入的冷空氣被預(yù)熱，同時(shí)燒結(jié)礦被冷卻，和空氣接觸時(shí)低價(jià)氧化物可能被再氧化。②燃燒層 燃料在該層燃燒，溫度高達(dá)1350～1600℃，使礦物軟化熔融黏結(jié)成塊。該層除燃燒反應(yīng)外，還發(fā)生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應(yīng)。③預(yù)熱層 由燃燒層下來的高溫廢氣，把下部混合料很快預(yù)熱到著火溫度，一般為400～800℃。此層內(nèi)開始進(jìn)行固相反應(yīng)，結(jié)晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解，磁鐵礦局部被氧化。④干燥層 干燥層受預(yù)熱層下來的廢氣加熱，溫度很快上升到100℃以上，混合料中的游離水大量蒸發(fā)，此層厚度一般為l0～30mm。實(shí)際上干燥層與預(yù)熱層難以截然分開，可以統(tǒng)稱為干燥預(yù)熱層。該層中料球被急劇加熱，迅速干燥，易被破壞，惡化料層透氣性。⑤過濕層從干燥層下來的熱廢氣含有大量水分，料溫低于水蒸氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，廢氣中的水蒸氣會(huì)重新凝結(jié)，使混合料中水分大量增加而形成過濕層。此層水分過多，使料層透氣性變壞，降低燒結(jié)速度。 燒結(jié)過程中的基本化學(xué)反應(yīng) ①固體碳的燃燒反應(yīng)固體碳燃燒反應(yīng)為：反應(yīng)后生成C0和C02，還有部分剩余氧氣，為其他反應(yīng)提供了氧化還原氣體和熱量。燃燒產(chǎn)生的廢氣成分取決于燒結(jié)的原料條件、燃料用量、還原和氧化反應(yīng)的發(fā)展程度、以及抽過燃燒層的氣體成分等因素。②碳酸鹽的分解和礦化作用 燒結(jié)料中的碳酸鹽有CaC0MgC0FeC0MnC03等，其中以CaC03為主。在燒結(jié)條件下，CaC03在720℃左右開始分解，880℃時(shí)開始化學(xué)沸騰，其他碳酸鹽相應(yīng)的分解溫度較低些。碳酸鈣分解產(chǎn)物Ca0能與燒結(jié)料中的其他礦物發(fā)生反應(yīng)，生成新的化合物，這就是礦化作用。反應(yīng)式為：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CaCO3+Fe2O3=CaO Fe2O3+ CO2如果礦化作用不完全，將有殘留的自由Ca0存在，在存放過程中，它將同大氣中的水分進(jìn)行消化作用：CaO+H2O=Ca(OH)2使燒結(jié)礦的體積膨脹而粉化。 ③鐵和錳氧化物的分解、還原和氧化 鐵的氧化物在燒結(jié)條件下，溫度高于l300℃時(shí)，F(xiàn)e203可以分解：Fe3O4在燒結(jié)條件下分解壓很小，但在有Si02存在、溫度大于1300℃時(shí)，也可能分解：附件三、帶式焙燒機(jī)工作原理介紹帶式焙燒機(jī)工作原理介紹帶式焙燒工藝可以說是受帶式燒結(jié)機(jī)的啟示而發(fā)展起來的。1 、帶式焙燒機(jī)不同于帶式燒結(jié)機(jī) 　　細(xì)磨鐵精礦球團(tuán)的焙燒和鐵礦粉的燒結(jié)，在固結(jié)原理上有著本質(zhì)上的不同，致使其在工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上也有著很大的不同。因而要想把一般的燒結(jié)機(jī)改造成帶式焙燒機(jī)將是十分復(fù)雜和困難的?！　奖簾龣C(jī)從外形上看，和燒結(jié)機(jī)十分相似，但在設(shè)備結(jié)構(gòu)上存在很大的區(qū)別。如，臺(tái)車的結(jié)構(gòu)和支架的承力，風(fēng)箱的分布和密封的要求．上部爐罩的設(shè)置和密封，風(fēng)流的走向（不像燒結(jié)機(jī)那樣是單一的抽風(fēng)，而是既有抽風(fēng)又有鼓風(fēng)），布料方式，成品的排出和臺(tái)車運(yùn)行速度等，都不相同，特別是本體的材質(zhì)更是完全不同。為了能長(zhǎng)期安全地承受最高焙燒氣體的溫度（≥1300 ℃），而不得不采用耐高溫性能極好的特殊合金鋼。在國(guó)外帶式焙燒機(jī)發(fā)展的過程中，曾因材質(zhì)不過關(guān)而一度受挫，而使得同時(shí)正在開發(fā)的鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯得到了極大的發(fā)展。因?yàn)殒滙鳈C(jī)—回轉(zhuǎn)窯工藝是將焙燒過程的最高溫度段放在設(shè)有耐火爐襯的回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行，這樣就順利解決了在高溫焙燒中的材質(zhì)問題。而帶式焙燒機(jī)在使用鋪底鋪邊料和臺(tái)車采用耐高溫合金特殊鋼的材質(zhì)后才得以過關(guān)并獲得大發(fā)展。帶式焙燒機(jī)工藝的優(yōu)點(diǎn) 　　1）球團(tuán)焙燒的整個(gè)工藝過程——干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻都在一個(gè)設(shè)備上完成，具有工藝過程簡(jiǎn)單、布置緊湊、所需設(shè)備噸位輕等特點(diǎn)，為工廠縮小占地面積、減少工程量、實(shí)現(xiàn)焙燒氣體的循環(huán)利用以及降低熱耗和電耗創(chuàng)造了條件?！　?）能適應(yīng)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的要求和實(shí)現(xiàn)大型化的要求。其最大已達(dá)到750 m2，單機(jī)產(chǎn)量達(dá)500萬t以上。　　3）對(duì)原料的適應(yīng)性比豎爐強(qiáng)。這是因?yàn)樵谡麄€(gè)焙燒過程中，球團(tuán)都處于靜料層狀態(tài)，不會(huì)因升溫過程中球團(tuán)本身強(qiáng)度的變化（時(shí)高時(shí)低）和球與球之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生粉末。因而帶式焙燒工藝基本適應(yīng)于所有的礦種。 　　4）由于熱系統(tǒng)的合理設(shè)置和管路短，在理論上講，帶式焙燒機(jī)的熱耗可以達(dá)到最低水平，而且在實(shí)踐中也創(chuàng)造出了最好記錄。3 帶式培燒機(jī)的缺點(diǎn) 　　1）耐高溫特殊合金鋼的用量大、檔次高。在目前國(guó)產(chǎn)化的條件下有較大的難度，特別在質(zhì)量方面很難保證。 　　2）在生產(chǎn)過程中，對(duì)原料的穩(wěn)定性要求高。這是由于焙燒（干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻）的全過程均在同一個(gè)設(shè)備上進(jìn)行，靠調(diào)整機(jī)速來改變球團(tuán)在各階段的停留時(shí)間是不可能的。如要改變，除非改變上部爐罩的分段和風(fēng)箱的配置，這將是十分麻煩的。 　　因而帶式焙燒機(jī)的建設(shè)一般適合于大型礦業(yè)公司和原料供應(yīng)長(zhǎng)期相當(dāng)穩(wěn)定的鋼鐵廠，例如南美的一些廠家等。在日本，鋼鐵工業(yè)發(fā)展早期建設(shè)球團(tuán)廠時(shí)，由于考慮到了原料來源的復(fù)雜性，在設(shè)計(jì)和制造了帶式焙燒機(jī)后，也沒有采用。這是值得我們注意和思考的?！　?）成品球團(tuán)的質(zhì)量有不均勻的現(xiàn)象。由于球團(tuán)在升溫過程中，上下料層在各段爐罩的最高溫度下停留時(shí)間的長(zhǎng)短相差很大，因而會(huì)影響到成品球團(tuán)礦的最終強(qiáng)度。另外．爐罩內(nèi)溫度和在臺(tái)車上多多少少存在的邊緣效應(yīng)，也會(huì)影響成品球團(tuán)礦的質(zhì)量。 　　4）必須使用高熱值的煤氣和重油作燃料。使用煤的實(shí)踐在工業(yè)上沒有長(zhǎng)期成功的經(jīng)驗(yàn)。魯奇公司曾研究過一項(xiàng)在上部風(fēng)罩中噴煤燃燒的專利技術(shù)，但僅在印度德穆克雷得廠使用了一個(gè)月后就不再繼續(xù)了。 　　帶式焙燒機(jī)工藝是一項(xiàng)十分成熟的球團(tuán)生產(chǎn)工藝，但也受到一些條件（如原料、燃料和設(shè)備制造材料）的制約，在采用該工藝時(shí)，需要十分認(rèn)真地對(duì)待。附件四、球團(tuán)礦生產(chǎn)工藝流程把細(xì)磨鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合后，在加水潤(rùn)濕的條件下，通過造球機(jī)滾動(dòng)成球，再經(jīng)過干燥焙燒，固結(jié)成為具有一定強(qiáng)度和冶金性能的球型含鐵原料。 ：◆天然富礦日趨減少，大量貧礦被采用。鐵礦石經(jīng)細(xì)磨、選礦后的精礦粉，品位易于提高。過細(xì)精礦粉用于燒結(jié)生產(chǎn)會(huì)影響透氣性，降低產(chǎn)量和質(zhì)量。細(xì)磨精礦粉易于造球，粒度越細(xì)，成球率越高，球團(tuán)礦強(qiáng)度也越高?！羟?