含碳球团转底炉直接还原工艺是目前处理冶金粉尘较为合理的技术,而干燥是球团进入转底炉还原前必不可少的环节,球团的干燥过程直接影响球团的质量和产量,同时,干燥过程是球团生产的主要耗能环节,因此,改善球团的干燥过程有利于实现球团生产过程的节能降耗,提高产品的产量和质量。本文采用实验与数值模拟相结合的手段,研究球团干燥特性及链式烘干机干燥工艺的影响因素,对球团链式烘干机的设计、调试及生产均具有实际意义。以某厂冶金粉尘灰含碳球团为研究对象,建立单个含碳球团干燥过程数学模型。在模型中考虑了球团干燥过程中传热、传质、孔隙率和物性参数的变化,并搭建了含碳球团干燥实验平台,实验中测定了含碳球团的失重变化,实验结果和模型计算吻合较好,说明建立的单球模型是可靠的。计算结果表明:球团干燥特性表现为:球团干燥过程主要分为升速干燥和降速干燥两个阶段,没有出现恒速干燥阶段,且升速干燥阶段较短。同时分析了风温、风速、球团含湿量、球团直径等对球团干燥的影响,发现风温、风速对于球团的干燥影响较大,风温越高,球团干燥速率越大,干燥时间越短,风温由150℃提高到250℃,干燥时间缩短近一半,风温在200℃以上,风速超过1m/s时,球团干燥效果较好;而球团直径和湿含量虽然也影响干燥过程,但效果不明显。因此,实际干燥过程一般通过调节风速和风温来缩短干燥时间,提高干燥效率。以单个含碳球团干燥数学模型为基础,建立了链式烘干机干燥过程的多料层数学模型。在模型中不仅考虑了含碳球团干燥过程的传热、传质、孔隙率和物性参数的变化,还考虑了机速以及球团层之间水分的凝结、热量的耗散等因素。控制方程的离散采用隐式差分法,离散方程的求解采用交替方向隐式算法,并利用球团厂提供的实际生产数据对模型进行了验证,结果表明:各段中模拟值与生产检测值之间的最大误差不超过10%,说明模型适用于生产实际。对链式烘干机模型求解表明:鼓风段中,料层温度随着其高度的增加而减小,湿度则随着高度的减小而逐渐减小;抽风段中,料层温度随高度的增加而增大,湿度则随着料层高度的增加而逐渐减小,至抽风段结束时,基本完成了干燥的任务。并对干燥过程的风温、风速以及链式烘干机篦床移动速度等参数进行了优化,优化后鼓风段的球团温度与优化前较为接近,而抽风段球团温度升高53K,干燥速率提高了12.5%。