При агломерации зажигание слоя осуществляется в месте подачи окис­лителя, а газообразные продукты реакции отводятся к противоположному торцу слоя и в результате в слое аглошихты формируется волна горения с ха­рактерными профилями температуры, распространяющаяся в направлении фильтрационного потока.

Кинетика происходящих в зоне горения процессов достаточно сложна и включает в себя следующие стадии:

- подвод окислителя к горящим частицам топлива путем фильтрации из внешней среды;

- диссоциацию молекул газа при переходе в связанное состояние на поверхности частиц (хемосорбция);

- диссоциацию молекул флюса;

- диффузию газообразного реагента к реакционной зоне через нарас­тающий слой продуктов;

- собственно химическую реакцию на поверхности контакта продукта с твердым реагентом.

В отличие от режимов естественной фильтрации горение в потоке газа развивается в условиях сквозной продувки слоя смесью активного и инертно­го газообразных компонентов. Интенсивность фильтрации в данном случае определяется не только потреблением окислителя в реакции, но и структурой слоя, а также действием нагнетающего или откачивающего устройства на границах слоя. Г орение в супутном потоке характеризуется сильной чувстви­тельностью к интенсивности продувки. Поступление холодного газа через слой горячего продукта ведет к локальному снижению температуры вещества и формированию в зоне готового агломерата волны охлаждения. Профиль температуры становится неоднородным и характеризуется температурным максимумом на участке между фронтом горения и охлаждения. Из-за пере­носа тепла потоком газа к фронту горения вещество в этой зоне находится в перегретом состоянии при температуре, превышающей адиабатную.

Распространение горения и прогрев нижележащих слоев происходит од­новременно и непосредственно связаны между собой. Интенсивный процесс химического превращения не может проникнуть в предварительно не про­гретую зону слоя, так как переходит в кинетическую область и практически прекращается вследствие температурного торможения. С другой стороны, тепловая волна зоны сушки не может “оторваться” от поддерживающего ее теплового источника, каковым является зона экзотермической реакции. В це­лом скорость спекания определяется совокупностью физико-химических ха­рактеристик реагентов.

При высоких температурах свойственных аглопроцессу скорость хими­ческих реакций достаточно велика. Поэтому в роли лимитирующих факторов выступают механизмы переноса газообразного реагента адсорбционный или диффузионный.

В спекаемом слое существуют две явно выраженные зоны теплообмена: над зоной горения твердого топлива, где тепло готового агломерата переда­ется просасываемому холодному воздуху, и под зоной горения, где теплом горячих газов нагревается не спеченная шихта. Движение газового потока через спекаемый слой, таким образом, определяет перемещение зоны горения и теплообмен в слое. Фильтрация стимулируется не только градиентом дав­ления, но и воздействием со стороны протекающих в слое реакций, активно потребляющих окислитель и выделяющих газообразные продукты реакции.

При неизменной скорости фильтрации газов через спекаемый слой ско­рость перемещения зоны горения определяется процессами теплообмена. В слое спекаемой шихты преобладает конвективный теплообмен, но при высо­ких температурах в зонах горения твердого топлива и подогрева шихты зна­чение приобретают радиационный и контактный теплообмен.

С увеличением скорости фильтрации перемещение горизонта макси­мальной температуры прогрессивно отстает от горизонта температуры, рав­ной температуре воспламенения твердого топлива, что приводит к расшире­нию зоны формирования агломерата. При улучшении газопроницаемости слоя увеличиваются скорость фильтрации и количество просасываемых га­зов, что повышает максимальную температуру в зоне горения. Коэффициент теплоотдачи повышается в меньшей степени, ввиду чего шихта под зоной го­рения прогревается недостаточно и процессы дегидратации и декарбониза­ции заканчиваются в зоне горения. Эндотермичность этих процессов приво­дит к температурному торможению расширения зоны горения.