凝结：
实际PH2O>P’H2O（饱和蒸汽压）
2、蒸发：
100℃时：
P’H2O=0.1013MPa（1atm）
实际上：
烧结料层中PH2O＝0.9atm，因此水汽化的沸腾温度低于100℃。
烧结过程中汽化在120℃至125℃完成的原因有：
1）烧结过程传热速度快，烧结混合料快速加热。
2）分子水与固体颗粒之间的结合力大，不易去除。
3、凝结：
水分的再分布，温度是露点：
PH2O=P’H2O
烧结过程中露点一般为50℃-60℃，消除水分凝结的措施是将混合料温提高到露点以上。
4、结晶水分解：
分解吸热，增加燃料消耗。
褐铁矿：
250℃至300℃分解。
高岭土（Al2O3·SiO2·2H2O）：
400℃开始分解，500℃至600℃大量分解，完成去除结晶水要到1000℃左右。
五、碳酸盐分解及矿化作用
1、分解：
CaCO3=CaO+CO2MgCO3=MgO+CO2
CaCO3：
700℃开始分解，880℃沸腾分解；大量吸热
影响碳酸盐分解的因素有：
1）烧结温度：
高有利于分解。
2）石灰石粒度：
小有利于分解，要求小于3mm。
3）杂质（Al2O3、SiO2、Fe2O3）：
少有利于分解。
4）活性：
高有利于分解。
新破碎。
2、矿化作用：
固化反应，形成CaO·SiO2、CaO·Fe2O3等
如果没有发生矿化作用，则会形成白点（CaO）
CaO+H2O=Ca（HO）2体积膨胀，产生粉化。
影响矿化作用的因素有：
1）烧结温度：
高有利于矿化。
2）石灰石粒度：
小有利于分解，要求小于3mm。
3）矿粉粒度：
小有利于分解。
4）活性：
高有利于分解。
新破碎。
六、固体碳的燃烧
1、特征：
1）C少，稀而均匀。
重量比3-5%；体积比10%左右。
2）传热条件好。
抽风
3）具有一定量的空气过剩系数：
α=实际耗氧/理论耗氧
2、燃烧过程：
完全燃烧与不完全燃烧同时存在
xC+yO2=nCO+mCO2t<978℃CO2稳定
t>978℃CO稳定
t<1200℃CO/CO2=1，一级反应
t>1500℃CO/CO2=2，零级反应
烧结过程温度实际处在1200℃-1500℃，CO/CO2=1-2之间，中间过渡状态，烧结废气中CO和CO2共存。
烧结废气成分为：
CO、CO2、N2、H2、O2
菱铁矿和石灰厂多，则CO2升高；配碳量多，则CO升高，O2降低。
3、空气过剩系数：
α，一般为1.4-1.5,
定义=实际耗氧/理论耗氧计算：
α=N2/（N2-3.762O2）
根据空气过剩系数可以计算烧结漏风率：
β=（α2-α1）/α2×100%
4、烧结料层的气氛条件：
根据废气成分确定废气气氛条件
烧结过程中：
自由氧为2-6%，是氧化性或弱氧化性气氛。
但在固体燃料表面附近，则是还原性气氛。
可以说：
烧结过程宏观上氧化性气氛；微观上有还原性气氛。
固体燃料粒度过大时，还原气氛强，要求固体燃料粒度小于3mm>70%。
5、固体碳燃烧速度：
处于扩散速度范围内
固体燃料粒度增加，气流速度提高，气流中含氧增加，则料层温度升高。
七、烧结料层中的热交换
1、自动蓄热作用：
定义是热烧结矿将热量传给气体，气体温度上升，然后气体将热量带给下层燃烧带，这种现象称为自动蓄热作用。
自动蓄热作用对燃料带的温度影响很大，可以提供燃烧带全部热量的40%以上。
料层越厚，自动蓄热作用越强。
2、垂直烧结速度：
定义是燃烧带（高温区）向下移动的速度。
与料层内的风量（料层透气性）成正比；是决定烧结矿产量的重要因素。
垂直烧结速度过快；废气传给物料的热量不足，烧结温度降低，烧结矿强度下降，烧结矿成品率下降，烧结矿产量下降。
垂直烧结速度过慢；烧结矿产量下降，颗粒内部热量多，但表面温度低，液相生成量不足。
3、高温区的温度水平：
决定于高温区的热平衡和气流与物料间的传热条件。
Q1+Q2+Q3-Q4-Q5
T=--------------------------------
mc
Q1：
空气显热，kJ。
Q2：
烧结过程中燃料燃烧放热以及所发生的各种反应的热效应总和，kJ
Q3：
从烧结上层下来的废气中吸收的热量，kJ。
Q4：
废气带走的热量，kJ。
Q5：
高温区热损失，kJ
m：
高温区物料重量，kg。
C：
烧结料比热，kJ/kg.℃。
有关的分析：
配碳量增加，石灰石量减少，Q2增加，T升高。
烧结过程越往下，Q3增加越多，T升高，抽风烧结的特点。
热风烧结，Q1增加，T升高。
最好在烧结过程的前期供热风，因为此时的Q3=0
4、高温区的厚度：
高温区是料层透气性最差的一层。
燃烧速度与传热速度的配合对高温区的温度和厚度有重要的影响。
燃烧速度<传热速度：
废气传入颗粒内部的热量增多，料层温度水平降低，高温区加厚。
燃烧速度>传热速度：
废气传入颗粒内部的热量减少，废气温度升高，带走的热量增加，高温区加厚。
燃烧速度≈传热速度：
料层温度最高，高温区厚度最小。
燃料粒度大，则燃烧速度下降，高温区水平下降，高温区厚度增加。
混合料中配碳量增加，高温区水平升高，高温区厚度增加。
八、烧结料层中的气体流动
气体流动阻力△P=f（ε、w、d、H）,
ε、w、d、H：
分别为孔隙度、气体流速、物料直径、料层高度。
有许多计算公式，但这些公式中都包含一些常数。
垂直烧结速度取决于烧结料层在烧结过程中的透气性，不是烧结料层的原始透气性。
烧结矿层：
透气性比较好。
燃烧层有液相：
△P最大，此层越薄越好。
预热干燥层：
透气性主要取决于干燥后混合料中小球的强度。
过湿层：
透气性比较差。
烧结点火后，烧结矿层未形成，△P升高，而后逐渐降低。
气流分布均匀，则垂直烧结速度均匀，烧结成品率升高。
九、烧结过程中的氧化和还原反应
烧结过程宏观上是氧化气氛，但也存在还原气氛，尤其在配碳量比较高和燃料粒度比较大时比较明显。
1、Fe2O3：
在烧结过程中会发生热分解和还原。
3Fe2O3=2Fe3O4+1/2O2热分解
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2还原，CO的平衡浓度很低。
若固相反应形成CaO·Fe2O3系列，则难还原，FeO含量低。
2、Fe3O4：
在烧结过程中分解难，但在1300℃--1350℃会发生下面的反应
2Fe3O4+3SiO2=3（2FeO·SiO2）+O2
在烧结过程中可以还原，
Fe3O4+CO=FeO+CO2900℃,平衡CO/CO2=3.47
同时也可以发生下面的反应：
3Fe3O4+3SiO2+2CO=3（2FeO·SiO2）+2CO2，CaO存在，则不利于2FeO·SiO2的形成。
在烧结过程中也可以氧化成Fe2O3：
条件是料层透气性好，配碳量比较低，氧化反应是放热反应。
3、FeO：
在烧结过程中还原比较困难，只有在配碳量特别高时才有可能。
在烧结过程中可以被氧化成Fe3O4，条件是料层透气性好，配碳量比较低，供氧充足。
4、锰氧化物：
MnO2和Mn2O3易进行热分解；
Mn3O4不易进行热分解，但可还原成MnO；
MnO不易还原。
5、降低FeO的条件：
目的是降低烧结矿中的2FeO·SiO2的含量。
降低配碳量；热风烧结；提高料层厚度；降低燃料粒度；改善料层透气性；降低SiO2含量；提高CaO含量。
十、固相反应：
开始温度=（0.8--0.9）T熔点这时质点具有可移动性，并发生化学反应。
影响固相反应的因素有：
矿粉粒度；混匀程度；燃料用量；烧结气氛。
十一、烧结过程中液相的生成：
这些液相就是粘结相，对烧结矿质量和产量有非常重要的影响。
1、铁氧（Fe-O）体系：
铁氧化物固溶体。
高品位烧结矿的主要粘结相，脉石成分比较小。
2、FeO--SiO2体系：
酸性烧结矿的主要粘结相。
烧结矿碱度与高炉炉渣碱度的区别和联系。
2FeO·SiO2熔点：
1205℃
FeO·SiO2--FeO熔点：
1177℃
FeO·SiO2--SiO2熔点：
1178℃
特点：
强度比较高；但还原性比较差。
生成条件：
比较低的碱度，有SiO2，比较高的温度；还原性气氛。
工艺是燃料用量高。
3、CaO--SiO2体系：
熔剂性烧结矿的主要粘结相。
CaO·SiO2熔点：
1544℃
CaO·SiO2--SiO2熔点：
1436℃
2CaO·SiO2熔点：
2130℃固相反应生成，生成能力强。
3CaO·SiO2熔点：
1460℃
特点：
强度比较低；原因是2CaO·SiO2有相变问题；不存在还原性问题
830-850℃
α-2CaO·SiO2→γ-2CaO·SiO2体积膨胀12%
675℃
β-2CaO·SiO2→γ-2CaO·SiO2体积膨胀10%
应控制或减少2CaO·SiO2的生成量和晶体转变。
生成条件：
比较高的碱度，有CaO；高温（生成的液相量是不多的）。
4、CaO--Fe2O3体系：
熔剂性烧结矿的主要粘结相。
2CaO·Fe2O3熔点：
1449℃
CaO·Fe2O3熔点：
1216℃
CaO·2Fe2O3熔点：
1226℃
特点：
强度比较高；还原性比较好，最好的粘结相。
生成条件：
1）高碱度，CaO多。
2）低温，因为高温（1300℃以上）条件下Fe2O3会分解。
3）氧化性气氛，固体燃料配量比较低。
4）SiO2含量比较低，因为SiO2与FeO和CaO的结合力都比较大。
此外，针状铁酸钙比片状和柱状铁酸钙的强度高，还原性好。
发展针状铁酸钙是烧结发展的一个趋势，低温烧结就是这个目的。
5、CaO--FeO--SiO2体系：
熔剂性烧结矿的主要粘结相。
典型矿物：
黄长石：
2CaO·FeO·SiO2
钙铁辉石：
CaO·FeO·2SiO2
特点：
强度比较高；还原性比较差。
生成条件：
高碱度；高温；还原性气氛。
6、CaO--SiO2--TiO2体系：
钒钛磁铁烧结矿的主要粘结相。
特点：
硬而脆，粉末比较多；还原性比较好。
生成条件：
钒钛磁铁矿。
十二、烧结过程中有害杂质的去除
脱S可以达到90%以上；脱F一般为10-15%，最高为40%左右。
1、S的去除：
S的存在状态：
1）有机S：
含量一般比较低，仅在个别年轻煤中含量较高。
2）硫化物：
如FeS2、FeS。
3）硫酸盐：
如FeSO4、CaSO4、BaSO4等，硫酸盐在新鲜煤中含量极少，在氧化后的煤中含量比较高。
烧结过程脱硫是氧化脱硫，分解只是一小部分。
硫化物脱硫的主要反应有：
650℃以下：
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2
650℃以上：
2FeS2=2FeS+S2S+O2=SO2
4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2
3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2
1350℃以下，铁氧化物以生成Fe2O3为主；1350℃以上，铁氧化物以生成Fe3O4为主。
上述反应都是放热反应。
硫化物中的硫去除比较容易，硫酸盐中的硫去除比较困难。
但在Fe2O3和SiO2等存在的条件下，CaSO4、BaSO4分解变得容易。
CaSO4+Fe2O3=CaO·Fe2O3+SO2+1/2O2吸热
BaSO4+SiO2=CaO·SiO2+SO2+1/2O2吸热
影响烧结过程脱硫的因素：
1）矿粉粒度：
粒度细有利于脱硫，原因是有利于氧化，各类矿粉的粒度要求小于10mm。
2）矿石品位：
品位高有利于脱硫，品位高则熔点高。
3）烧结矿碱度：
碱度低有利于烧结脱硫，烧结脱硫的实现是S进入废气，碱度高有利于形成CaS，没有实现脱硫。
4）燃料用量：
恰当则有利于脱硫。
燃料多易形成还原性气氛，硫负荷高，不利于烧结脱硫；燃料少烧结温度低，同样不利于脱硫。
烧结脱硫发热，1kgFeS2可代替0.3kg含C为80%的焦粉。
5）返矿用量：
恰当则有利于脱硫。
改善料层透气性，有利于烧结脱硫；液相量增加，不利于脱硫。
2、脱F：
2CaF2+SiO2==2CaO+SiF4
CaO不利于去F；SiO2有利于去F；H2有利于去F。
F对人体有害、腐蚀设备。
3、去As:
氧化去As，烧透是前提。
As有毒。
2FeAsS+5O2==Fe2O3+As2O3+2SO2
4、Pb和Zn的去除
燃料增加到10%至11%，脱锌率可以达到20%。
加入CaCl2，可以脱除90%左右的铅和65%左右的锌。
P在烧结过程中不能去除。
第六节烧结生产工艺
一、烧结配料
采用重量法配料，根据配料计算
二、混匀与制粒
一混的主要作用是混匀；二混的主要作用是造球制粒，要加入一定量的水分。
影响混匀和制粒的因素：
1、原料性质：
粘性大，比重相差小，粒
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