支撑板对烧结过程的影响

工程科学学报，第38卷，第2期：200-206,2016年2月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.2:200-206,February 2016 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2016.02.007:http://journals.ustb.edu.cn 支撑板对烧结过程的影响 刘征建”，王耀祖”，张建良)区，张亚鹏”，左海滨) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京100083 ☒通信作者，E-mail:wangyozu@sina.com 摘要烧结料层上部荷重是造成烧结过程中燃烧熔融带透气性差的重要因素，而烧结料层透气性是制约我因厚料层烧结 技术进一步发展的限制性环节.从减轻烧结料层燃烧熔融带荷重以及改善烧结过程料层透气性的角度出发，通过在烧结料 层中安装支架研究不同荷重条件下对铁矿粉烧结行为的影响.烧结杯实验研究表明：安装支撑板后，烧结料层透气性明显改 善，烧结矿转鼓强度大于65%：垂直烧结速度显著提高，最高可达28.4 mm'min":成品率波动幅度不大，利用系数从1.89t· m2h增加到2.31tm2·h:燃耗有所降低，最大降幅达1.32%.理论分析和实验表明，支撑板对减轻烧结熔融带上部 荷重，提高料层透气性，以及改善燃耗和烧结矿质量具有重要意义. 关键词烧结：支撑结构：透气性：燃耗：机理 分类号TF046 Effects of stand-support on the sintering process LIU Zheng jian,WANG Yao-u,ZHANG Jian-liang,ZHANG Ya-peng",ZUO Hai-bin? 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:wangyozu@sina.com ABSTRACT The load from the upper sinter bed is one of the important factors which deteriorate the permeability of the combustion zone in the sintering process,which restricts the further development of thick bed sintering.To reduce the load of the sinter bed and improve the permeability of the combustion zone,the influences of different loads which were coordinated by the height of support stands on the combustion zone and sinter bed were researched.Sintering pot test results indicated that the permeability of the combus- tion zone and sinter bed was obviously improved after the support stand being installed in the sinter bed and the tumble index (TI)of sinter ores were more than 65%.The velocity of sintering dramatically increased and achieved the maximum value of 28.4mmmin The yield of sinter ores did not significantly change compared to ordinary sintering process.The sinter productivity increased from 1.89 tm.hto 2.31tm2h.The fuel consumption of the sintering process decreased by 1.32%.Theoretical analysis and experi- ments showed that load reduction sintering process had a positive impact on the permeability of the sinter bed,resulting in the decrease of fuel consumption and the improvement of sinter quality. KEY WORDS sintering:support structures:permeability;burnup;mechanisms 厚料层烧结技术是20世纪80年代开始发展起来结机料层厚度已达到700mm以上水平阿.厚料层烧 的烧结技术，近30年来得到广泛应用和快速发展- 结不仅能够提高烧结生产率，而且能够改善烧结矿质 我国的烧结料层在20世纪80年代只有300mm左右， 量，降低烧结燃耗，是实现钢铁行业节能减排的有效措 目前基本上达到500mm以上，一些钢铁企业的烧 施”.但是，随着料层厚度的增加，烧结生产也会出现 收稿日期：2015-08-05 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51174023)

工程科学学报，第 38 卷，第 2 期: 200--206，2016 年 2 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 2: 200--206，February 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 02． 007; http: / /journals． ustb． edu． cn 支撑板对烧结过程的影响 刘征建1) ，王耀祖1) ，张建良1) ，张亚鹏1) ，左海滨2) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083  通信作者，E-mail: wangyozu@ sina． com 摘 要 烧结料层上部荷重是造成烧结过程中燃烧熔融带透气性差的重要因素，而烧结料层透气性是制约我国厚料层烧结 技术进一步发展的限制性环节． 从减轻烧结料层燃烧熔融带荷重以及改善烧结过程料层透气性的角度出发，通过在烧结料 层中安装支架研究不同荷重条件下对铁矿粉烧结行为的影响． 烧结杯实验研究表明: 安装支撑板后，烧结料层透气性明显改 善，烧结矿转鼓强度大于 65% ; 垂直烧结速度显著提高，最高可达 28. 4 mm·min － 1 ; 成品率波动幅度不大，利用系数从 1. 89 t· m － 2·h － 1增加到 2. 31 t·m － 2·h － 1 ; 燃耗有所降低，最大降幅达 1. 32% ． 理论分析和实验表明，支撑板对减轻烧结熔融带上部 荷重，提高料层透气性，以及改善燃耗和烧结矿质量具有重要意义． 关键词 烧结; 支撑结构; 透气性; 燃耗; 机理 分类号 TF046 Effects of stand-support on the sintering process LIU Zheng-jian1) ，WANG Yao-zu1) ，ZHANG Jian-liang1)  ，ZHANG Ya-peng1) ，ZUO Hai-bin2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: wangyozu@ sina． com ABSTＲACT The load from the upper sinter bed is one of the important factors which deteriorate the permeability of the combustion zone in the sintering process，which restricts the further development of thick bed sintering． To reduce the load of the sinter bed and improve the permeability of the combustion zone，the influences of different loads which were coordinated by the height of support stands on the combustion zone and sinter bed were researched． Sintering pot test results indicated that the permeability of the combus￾tion zone and sinter bed was obviously improved after the support stand being installed in the sinter bed and the tumble index ( TI) of sinter ores were more than 65% ． The velocity of sintering dramatically increased and achieved the maximum value of 28. 4 mm·min － 1 ． The yield of sinter ores did not significantly change compared to ordinary sintering process． The sinter productivity increased from 1. 89 t·m － 2·h － 1 to 2. 31 t·m － 2·h － 1 ． The fuel consumption of the sintering process decreased by 1. 32% ． Theoretical analysis and experi￾ments showed that load reduction sintering process had a positive impact on the permeability of the sinter bed，resulting in the decrease of fuel consumption and the improvement of sinter quality． KEY WOＲDS sintering; support structures; permeability; burnup; mechanisms 收稿日期: 2015--08--05 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51174023) 厚料层烧结技术是 20 世纪 80 年代开始发展起来 的烧结技术，近30 年来得到广泛应用和快速发展［1--3］． 我国的烧结料层在 20 世纪 80 年代只有 300 mm 左右， 目前基本上达到 500 mm 以上［4--5］，一些钢铁企业的烧 结机料层厚度已达到 700 mm 以上水平［6］． 厚料层烧 结不仅能够提高烧结生产率，而且能够改善烧结矿质 量，降低烧结燃耗，是实现钢铁行业节能减排的有效措 施［7］． 但是，随着料层厚度的增加，烧结生产也会出现

刘征建等：支撑板对烧结过程的影响 201 一系列问题.在烧结前期，料层透气性主要取决于烧 层透气性及燃耗的影响规律：并综合研究结果提出支 结料的粒度、燃烧带液相量和燃烧带的厚度.由于烧 架减轻烧结料层荷重的作用机理.理论分析和实验证 结过程的自动蓄热作用，随着烧结过程的持续进行，燃 实，支撑板对减轻烧结熔融带上部荷重，提高料层透气 烧带的温度会逐渐上升，液相量增加，并且下部烧结矿 性，以及改善燃耗和烧结矿质量具有十分重要的意义 所承受上部成品烧结矿的荷重逐渐增加.在荷重作用 下，燃烧熔融带内的矿石和生成的液相被充分压缩，气 1实验条件与方案 流流动受阻，料层透气性急剧下降，烧结矿质量恶 1.1实验原料与方案 化网.因此，烧结料层上部荷重是导致烧结过程中熔 为了考察不同料层荷重对烧结料层透气性和烧结 融带透气性差的重要因素之一，充分发展厚料层烧结 矿指标的影响，实验对基准（无支撑板）及安装高度分 技术的关键在于减轻烧结料层燃烧熔融带上部荷重以 别为200、250、300和400mm的支撑板进行考察，即不 及改善料层透气性 同料层荷重条件下进行实验，实验原料和燃料均取自 当前，国内外治金工作者在如何通过减轻烧结料 钢铁企业的现场，主要成分和配料比例如表1所示 层燃烧熔融带上部荷重改善料层透气性方面的研究尚 表1不同料层荷重条件下实验用原料和燃料化学成分（质量 少.日本治金学者-@以支撑板的方式减轻烧结料层 分数) 荷重，通过烧结杯实验和工业实验研究了支撑板对烧 Table 1 Chemical composition of experimental materials for different 结指标的影响，结果表明安装支撑板可以使效率提高 loads of the sinter bed % 20%.在国内，左海滨等1-完成烧结支撑板的优化 原料名称 TFe Cao Mgo TiO, 配比 研究，并讨论了支撑板对烧结矿质量的影响.综合以 自产精粉 62.48 5.14 1.03 2.52 1.92 20 往的研究，主要集中在支撑板对烧结矿质量的影响，而 进口粉 62.58 3.29 27 对支撑板在改善烧结料层透气性和燃耗方面的研究较 混匀料 50.576.63 6.95 2.9 少，对支撑减荷烧结机理的报道更少.本研究项目针 2 返矿 52.31 5.98 12.67 2.71 对荷重对铁矿旷粉烧结行为的影响，从减轻烧结料层燃 5 烧熔融带上部荷重及改善烧结过程的透气性出发，通 生灰石 3.88 82.14 1.54 10 过在料层内部安装支撑板，支撑起上部烧结饼，降低成 焙烧白云石 3.12 51.43 32.72 2 矿带重力对下部燃烧熔融带的影响，改善加厚料层烧 固定C挥发分灰分 配比 煤粉 结带来的料层透气性变差，尤其是下部料层透气性恶 75.345.4616.740.64 4 化、使得下部烧结矿质量差等问题，从而达到提高料层 厚度的目的.本文通过烧结杯实验研究在不同荷重条 为了考察烧结料层荷重对降低烧结能耗的作用， 件下，烧结参数（包括利用系数、转鼓强度、成品率和 设计不同燃料配比下烧结杯实验.实验原料如表2 垂直烧结速度)的变化情况：分析不同荷重条件对料 所示 表2烧结杯实验原料和燃料成分（质量分数） Table 2 Chemical composition of experimental materials for sintering pot test 名 品名 TFe FeO Si0, Ca0 Mgo Al2O3 g 混合粉 60.04 18.90 5.44 2.34 0.85 2.06 0.94 现场返矿 47.74 9.52 6.45 15.50 3.23 1.70 2.70 高炉返矿 54.87 13.70 5.29 10.36 3.15 1.64 0 石灰石 一 0.33 52.30 2.78 0.28 43.39 白云石 0.28 32.04 19.87 0.20 46.20 挥发分 灰分 固定碳 水分 Si02 Ca0 焦粉 2.22 15.01 82.11 0.672 8.5 0.88 配料时，混合粉，现场返矿和高炉返矿按照70%、 层荷重实验，实验方案如表3所示.实验用特制的高 15%和15%混合后参加配料，石灰石8%和白云石4% Cr耐热钢支撑板，支撑板宽为100mm,厚10mm,高为 的配比保持不变，改变焦粉配比.选取2种不同燃料 300mm. 配比和料层高度分别进行正常实验和支架减轻烧结料

刘征建等: 支撑板对烧结过程的影响 一系列问题． 在烧结前期，料层透气性主要取决于烧 结料的粒度、燃烧带液相量和燃烧带的厚度． 由于烧 结过程的自动蓄热作用，随着烧结过程的持续进行，燃 烧带的温度会逐渐上升，液相量增加，并且下部烧结矿 所承受上部成品烧结矿的荷重逐渐增加． 在荷重作用 下，燃烧熔融带内的矿石和生成的液相被充分压缩，气 流流动 受 阻，料 层 透 气 性 急 剧 下 降，烧 结 矿 质 量 恶 化［8］． 因此，烧结料层上部荷重是导致烧结过程中熔 融带透气性差的重要因素之一，充分发展厚料层烧结 技术的关键在于减轻烧结料层燃烧熔融带上部荷重以 及改善料层透气性． 当前，国内外冶金工作者在如何通过减轻烧结料 层燃烧熔融带上部荷重改善料层透气性方面的研究尚 少． 日本冶金学者［9--10］以支撑板的方式减轻烧结料层 荷重，通过烧结杯实验和工业实验研究了支撑板对烧 结指标的影响，结果表明安装支撑板可以使效率提高 20% ． 在国内，左海滨等［11--16］完成烧结支撑板的优化 研究，并讨论了支撑板对烧结矿质量的影响． 综合以 往的研究，主要集中在支撑板对烧结矿质量的影响，而 对支撑板在改善烧结料层透气性和燃耗方面的研究较 少，对支撑减荷烧结机理的报道更少． 本研究项目针 对荷重对铁矿粉烧结行为的影响，从减轻烧结料层燃 烧熔融带上部荷重及改善烧结过程的透气性出发，通 过在料层内部安装支撑板，支撑起上部烧结饼，降低成 矿带重力对下部燃烧熔融带的影响，改善加厚料层烧 结带来的料层透气性变差，尤其是下部料层透气性恶 化、使得下部烧结矿质量差等问题，从而达到提高料层 厚度的目的． 本文通过烧结杯实验研究在不同荷重条 件下，烧结参数( 包括利用系数、转鼓强度、成品率和 垂直烧结速度) 的变化情况; 分析不同荷重条件对料 层透气性及燃耗的影响规律; 并综合研究结果提出支 架减轻烧结料层荷重的作用机理． 理论分析和实验证 实，支撑板对减轻烧结熔融带上部荷重，提高料层透气 性，以及改善燃耗和烧结矿质量具有十分重要的意义． 1 实验条件与方案 1. 1 实验原料与方案 为了考察不同料层荷重对烧结料层透气性和烧结 矿指标的影响，实验对基准( 无支撑板) 及安装高度分 别为 200、250、300 和 400 mm 的支撑板进行考察，即不 同料层荷重条件下进行实验，实验原料和燃料均取自 钢铁企业的现场，主要成分和配料比例如表 1 所示． 表 1 不同料层荷重条件下实验用原料和燃料化学成分 ( 质量 分数) Table 1 Chemical composition of experimental materials for different loads of the sinter bed % 原料名称 TFe SiO2 CaO MgO TiO2 配比 自产精粉 62. 48 5. 14 1. 03 2. 52 1. 92 20 进口粉 62. 58 3. 29 — — — 27 混匀料 50. 57 6. 63 6. 95 2. 9 — 12 返矿 52. 31 5. 98 12. 67 2. 71 — 25 生灰石 — 3. 88 82. 14 1. 54 — 10 焙烧白云石 — 3. 12 51. 43 32. 72 — 2 煤粉 固定 C 挥发分 灰分 S 配比 75. 34 5. 46 16. 74 0. 64 4 为了考察烧结料层荷重对降低烧结能耗的作用， 设计不同燃料配比下烧结杯实验． 实验原料如表 2 所示． 表 2 烧结杯实验原料和燃料成分( 质量分数) Table 2 Chemical composition of experimental materials for sintering pot test % 品名 TFe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 Ig 混合粉 60. 04 18. 90 5. 44 2. 34 0. 85 2. 06 0. 94 现场返矿 47. 74 9. 52 6. 45 15. 50 3. 23 1. 70 2. 70 高炉返矿 54. 87 13. 70 5. 29 10. 36 3. 15 1. 64 0 石灰石 — — 0. 33 52. 30 2. 78 0. 28 43. 39 白云石 — — 0. 28 32. 04 19. 87 0. 20 46. 20 焦粉 挥发分 灰分 固定碳 水分 SiO2 CaO 2. 22 15. 01 82. 11 0. 672 8. 5 0. 88 配料时，混合粉，现场返矿和高炉返矿按照 70% 、 15% 和 15% 混合后参加配料，石灰石 8% 和白云石 4% 的配比保持不变，改变焦粉配比． 选取 2 种不同燃料 配比和料层高度分别进行正常实验和支架减轻烧结料 层荷重实验，实验方案如表 3 所示． 实验用特制的高 Cr 耐热钢支撑板，支撑板宽为 100 mm，厚 10 mm，高为 300 mm． · 102 ·

·202· 工程科学学报，第38卷，第2期 表3支撑板对降低燃耗的影响 Table 3 Effects of stand-support on the bumnup of the sinter process 实验号 烧结工艺 料层高/mm 料厚与板高比焦粉配比/%混和粉配比（含返矿）/% 石灰石/% 白云石/% 1-1 正常烧结 600 3.52 84.48 1-2 减荷烧结 2-1 正常烧结 600 4.00 84.00 2-2 减荷烧结 3-1 正常烧结 720 2.4 4.00 84.00 8 4 3-2 减荷烧结 1.2实验设备 渐增大，说明当烧结进行到支撑板位置后，支撑板开始 烧结实验在直径中300mm,高度可变600mm和 支撑起上部烧结饼，烧结饼荷重对不同烧结状态下的 720mm的烧结杯中进行，如图1所示.实验用特制的 影响开始显现，烧结料层透气性得到很大改善.从 高Cr耐热钢支撑板调整料层荷重，宽为100mm,厚 图2(b)中可以看出，以烧结风温从最高温度开始降低 10mm,高度分别为200、250、300和400mm四种的支 为烧结结束温度，则不同支撑板高度、不同荷重条件 撑板（支撑板放置在烧结杯底部中心位置，见图1）. 下，烧结速度略有不同.当使用高度为300mm和 布料后，负压4000Pa抽风压料，然后进行点火、烧结. 400mm的支撑板时，废气最高温度提前，烧结速度较 点火温度为(1050±50)℃，点火时间为90s,点火负压 快.安装有高度为200mm支撑板的实验中，烧结速度 为6000Pa:烧结负压为9600Pa.烧结点火5min后，在 和风温略高于基准实验。由此可见，使用支撑板有助 烧结杯固定位置放置Testo425热敏风速仪，测量风 于提高料层的透气性，提高烧结速度，支撑板高度大于 速，每隔lmin读取风速值. 300mm时，即可起到明显的效果. 液化天然气· 在风机能力一定的情况下，料层透气性越好，通过 料层的风量越大，垂直烧结速度越大，烧结机生产率也 ·点火器 会相应提高。一般而言，给定烧结机上烧结给定的物 料时，烧结机的生产率主要与垂直烧结速度成正比，垂 直烧结速度与单位时间内通过料层的空气量近似成正 ·烧结料 比.为了更直观地对比不同荷重条件下风速和风温沿 时间的变化，定义几何平均风速)和风温T如下： ·烧结杯 vdT ·绕结支撑板 U= (1) 热敏风速仪4 ·热电偶 T To ·风箱 Tdr 烧结废气← 7= (2) T-To 图1烧结杯实验装置 式中，为任意时刻风速，T为任意时刻风温，？表示时 Fig.1 Sintering pot test setup 间，T。表示初始时间.求得几何均值，见图3.从图3 中看出，不同高度支撑板的料面平均风速排序与垂直 2结果与讨论 烧结速度排序相对应，但并不是绝对的1：1关系.这一 2.1荷重对料层透气性的影响 方面解释了料层的垂直烧结速度与通过料层风量的对 不同荷重条件下烧结风速和风温的变化分别如 应关系，同时也说明烧结过程的复杂性.废气的平均 图2所示.从图2(a)中可看出，在点火5min后，基本 温度也随着支撑板高度的增加而升高，即当添加支撑 已经度过了烧结开始阶段料层阻力增大的阶段，随着 板后，烧结过程会有更多的热量损失，而且支撑板高度 烧结成矿比例增大，料层透气性变好，风速开始快速增 越高，热量损失越严重.这主要是因为支撑板的边缘 加，而且增幅逐渐增大.对比几种不同烧结情况，除几 效应和支撑板自身传热作用引起烧结过程热损增加 个特殊点外，其他应用支撑板的减荷烧结料面风速均 热量损失使得烧结矿冷却过快，对烧结矿的强度带来 比正常烧结时大.在开始阶段，风速相差不大，说明对 不利的影响.总的来看，实施减荷支撑烧结改变料层 开始阶段料层透气性的改善只局限在支撑板的边缘效 荷重，使透过料层的透气性阻力降低，透过料层的风量 应，改善效果不明显.随着烧结的进行，风速的差距逐 增加，垂直烧结速度增加，利用系数提高

工程科学学报，第 38 卷，第 2 期 表 3 支撑板对降低燃耗的影响 Table 3 Effects of stand-support on the burnup of the sinter process 实验号 烧结工艺 料层高/mm 料厚与板高比 焦粉配比/% 混和粉配比( 含返矿) /% 石灰石/% 白云石/% 1--1 正常烧结 600 2 3. 52 84. 48 8 4 1--2 减荷烧结 2--1 正常烧结 600 2 4. 00 84. 00 8 4 2--2 减荷烧结 3--1 正常烧结 720 2. 4 4. 00 84. 00 8 4 3--2 减荷烧结 1. 2 实验设备 烧结实验在直径 300 mm，高度可变 600 mm 和 720 mm 的烧结杯中进行，如图 1 所示． 实验用特制的 高 Cr 耐热钢支撑板调整料层荷重，宽为 100 mm，厚 10 mm，高度分别为 200、250、300 和 400 mm 四种的支 撑板( 支撑板放置在烧结杯底部中心位置，见图 1) ． 布料后，负压 4000 Pa 抽风压料，然后进行点火、烧结． 点火温度为( 1050 ± 50) ℃，点火时间为 90 s，点火负压 为 6000 Pa; 烧结负压为 9600 Pa． 烧结点火 5 min 后，在 烧结杯固定位置放置 Testo 425 热敏风速仪，测量风 速，每隔 1 min 读取风速值． 图 1 烧结杯实验装置 Fig． 1 Sintering pot test setup 2 结果与讨论 2. 1 荷重对料层透气性的影响 不同荷重条件下烧结风速和风温的变化分别如 图 2 所示． 从图 2( a) 中可看出，在点火 5 min 后，基本 已经度过了烧结开始阶段料层阻力增大的阶段，随着 烧结成矿比例增大，料层透气性变好，风速开始快速增 加，而且增幅逐渐增大． 对比几种不同烧结情况，除几 个特殊点外，其他应用支撑板的减荷烧结料面风速均 比正常烧结时大． 在开始阶段，风速相差不大，说明对 开始阶段料层透气性的改善只局限在支撑板的边缘效 应，改善效果不明显． 随着烧结的进行，风速的差距逐 渐增大，说明当烧结进行到支撑板位置后，支撑板开始 支撑起上部烧结饼，烧结饼荷重对不同烧结状态下的 影响开始显现，烧结料层透气性得到很大改善． 从 图 2( b) 中可以看出，以烧结风温从最高温度开始降低 为烧结结束温度，则不同支撑板高度、不同荷重条件 下，烧结速度略有不同． 当 使 用 高 度 为 300 mm 和 400 mm的支撑板时，废气最高温度提前，烧结速度较 快． 安装有高度为 200 mm 支撑板的实验中，烧结速度 和风温略高于基准实验． 由此可见，使用支撑板有助 于提高料层的透气性，提高烧结速度，支撑板高度大于 300 mm 时，即可起到明显的效果． 在风机能力一定的情况下，料层透气性越好，通过 料层的风量越大，垂直烧结速度越大，烧结机生产率也 会相应提高． 一般而言，给定烧结机上烧结给定的物 料时，烧结机的生产率主要与垂直烧结速度成正比，垂 直烧结速度与单位时间内通过料层的空气量近似成正 比． 为了更直观地对比不同荷重条件下风速和风温沿 时间的变化，定义几何平均风速 v 和风温 T 如下: v = ∫ τ τ0 vdτ τ － τ0 ， ( 1) T = ∫ τ τ0 Tdτ τ － τ0 ． ( 2) 式中，v 为任意时刻风速，T 为任意时刻风温，τ 表示时 间，τ0 表示初始时间． 求得几何均值，见图 3． 从图 3 中看出，不同高度支撑板的料面平均风速排序与垂直 烧结速度排序相对应，但并不是绝对的 1∶ 1关系． 这一 方面解释了料层的垂直烧结速度与通过料层风量的对 应关系，同时也说明烧结过程的复杂性． 废气的平均 温度也随着支撑板高度的增加而升高，即当添加支撑 板后，烧结过程会有更多的热量损失，而且支撑板高度 越高，热量损失越严重． 这主要是因为支撑板的边缘 效应和支撑板自身传热作用引起烧结过程热损增加． 热量损失使得烧结矿冷却过快，对烧结矿的强度带来 不利的影响． 总的来看，实施减荷支撑烧结改变料层 荷重，使透过料层的透气性阻力降低，透过料层的风量 增加，垂直烧结速度增加，利用系数提高． · 202 ·

刘征建等：支撑板对烧结过程的影响 203· L.2 600 (a b -■一基准 无支撑 1.0 ●200mm支撑板 500 200mm支撑板 -300mm支撑板 300mm支撑板 膏一400mm支撑板 400mm支撑板 0.8 400 三0.6 300 0.4 200 0.2 100 246810121416182022242628 10 15 20 25 点火后时间/min 点火后时间min 图2 不同支撑板高度对风速和风温变化情况.()支撑板高度对风速的影响：(b)支撑板高度对风温的影响 Fig.2 Effect of the stand's height on wind speed and temperature:(a)effect of the stand's height on wind speed;(b)effect of the stand's height on wind temperature 0.420 图4(b)展示不同荷重条件下垂直烧结速度的变 ·一风温 0.408 0.4086 216g220 化.从图4(b)中可以看出，无支撑板时的垂直烧结速 ·一风速 210 0.396 200 度为23.10mm'minl,随着支撑板高度的增加，下部料 195.6 0.384 0.388 190三 层荷重减少，垂直烧结速度明显提高.这是因为较高 E 0.372 0.3734 1w星 的支撑板能够在烧结的早期起到支撑上部料层、减少 170 下部载荷的作用，增加烧结料层的透气性，使垂直烧结 0.360 160 速度提高.当支撑板的高度从300mm变化到400mm 0.348 0.3495154.8 148.4 150 时，垂直烧结速度并没有明显的变化，说明支撑板高度 0.336 无支撑板 200 300 400 的增加不会持续地增加垂直烧结速度，而是存在一个 支撑板高度mm 转折点.即当支撑板的高度为烧结料层的一半时，垂 图3不同烧结条件下料层风速和风温平均值 直烧结速度便不再明显变化 Fig.3 Average wind speed and temperature under different sintering 不同高度支撑板改变烧结料层荷重的烧结矿成品 conditions 2.2荷重对烧结指标的影响 67.1 66.0 图4给出不同高度支撑板、不同荷重条件下烧结 64.9 ★(a 技术经济指标的比较.图4(a)主要反映烧结矿转鼓 28.8 27.0 指数的变化.从图4(a)中可得，无支撑板烧结（基准 25.2 条件)的烧结矿转鼓强度为68.85%，随着支撑板高度 )34 88 的增加、熔融区荷重的降低，烧结矿转鼓强度逐渐降 84 低.这是因为在烧结杯实验过程中，支撑板的存在降 低了熔融区的荷重，加强了料层透气性，一方面气流带 (e) 2.31 走的热量增加，另一方面钢制支撑板传热速度快，也加 2.10 快了熔融区热量的损失，使得烧结矿冷却速度加快，矿 1.89 相中玻璃相增加，从而降低烧结矿的强度.这与2.1 基准 200 90 300 400 支撑板高度/mm 节得到风温曲线的均值的变化相一致.从整体上看， 去除支撑板为400mm时烧结烧结矿强度略小于 图4支撑板高度对烧结指标的影响.()支撑板高度对烧结矿 转鼓强度的影响：(b)支撑板高度对垂直烧结速度的影响：() 66%,其他情况下，烧结矿转鼓指数均大于66%，超过 支撑板高度对烧结矿成品率的影响：(d)支撑板高度对烧结利用 一级品烧结矿对强度的要求，亦满足生产现场对烧结 系数的影响 矿的强度要求.然而在实际生产的应用中，由于烧结 Fig.4 Effect of the stand's height on the sintering index:(a)effect 机中料层的整体热容的增加，生产过程中热量的损失 of the stand's height on the tumble index:(b)effect of the stand's 率将有效减少.烧结矿的强度相比烧结杯实验也会有 height on the velocity of sintering:(c)effect of the stand's height on 一定程度的改善. the sintering yield:(d)effect of the stand's height on the productivity

刘征建等: 支撑板对烧结过程的影响 图 2 不同支撑板高度对风速和风温变化情况． ( a) 支撑板高度对风速的影响; ( b) 支撑板高度对风温的影响 Fig． 2 Effect of the stand's height on wind speed and temperature: ( a) effect of the stand's height on wind speed; ( b) effect of the stand's height on wind temperature 图 3 不同烧结条件下料层风速和风温平均值 Fig． 3 Average wind speed and temperature under different sintering conditions 2. 2 荷重对烧结指标的影响 图 4 给出不同高度支撑板、不同荷重条件下烧结 技术经济指标的比较． 图 4( a) 主要反映烧结矿转鼓 指数的变化． 从图 4( a) 中可得，无支撑板烧结( 基准 条件) 的烧结矿转鼓强度为 68. 85% ，随着支撑板高度 的增加、熔融区荷重的降低，烧结矿转鼓强度逐渐降 低． 这是因为在烧结杯实验过程中，支撑板的存在降 低了熔融区的荷重，加强了料层透气性，一方面气流带 走的热量增加，另一方面钢制支撑板传热速度快，也加 快了熔融区热量的损失，使得烧结矿冷却速度加快，矿 相中玻璃相增加，从而降低烧结矿的强度． 这与 2. 1 节得到风温曲线的均值的变化相一致． 从整体上看， 去除 支 撑 板 为 400 mm 时 烧 结 烧 结 矿 强 度 略 小 于 66% ，其他情况下，烧结矿转鼓指数均大于 66% ，超过 一级品烧结矿对强度的要求，亦满足生产现场对烧结 矿的强度要求． 然而在实际生产的应用中，由于烧结 机中料层的整体热容的增加，生产过程中热量的损失 率将有效减少． 烧结矿的强度相比烧结杯实验也会有 一定程度的改善． 图 4( b) 展示不同荷重条件下垂直烧结速度的变 化． 从图 4( b) 中可以看出，无支撑板时的垂直烧结速 度为23. 10 mm·min － 1，随着支撑板高度的增加，下部料 层荷重减少，垂直烧结速度明显提高． 这是因为较高 的支撑板能够在烧结的早期起到支撑上部料层、减少 下部载荷的作用，增加烧结料层的透气性，使垂直烧结 速度提高． 当支撑板的高度从 300 mm 变化到 400 mm 时，垂直烧结速度并没有明显的变化，说明支撑板高度 的增加不会持续地增加垂直烧结速度，而是存在一个 转折点． 即当支撑板的高度为烧结料层的一半时，垂 直烧结速度便不再明显变化． 图 4 支撑板高度对烧结指标的影响． ( a) 支撑板高度对烧结矿 转鼓强度的影响; ( b) 支撑板高度对垂直烧结速度的影响; ( c) 支撑板高度对烧结矿成品率的影响; ( d) 支撑板高度对烧结利用 系数的影响 Fig． 4 Effect of the stand's height on the sintering index: ( a) effect of the stand's height on the tumble index; ( b) effect of the stand's height on the velocity of sintering; ( c) effect of the stand's height on the sintering yield; ( d) effect of the stand's height on the productivity 不同高度支撑板改变烧结料层荷重的烧结矿成品 · 302 ·

·204· 工程科学学报，第38卷，第2期 率变化见图4（℃）.从图中看出，料层荷重减轻后，烧 结果如表4所示. 结矿的成品率变化不大.有前文的透气性和热损失分 由表4中可以看出，与2.1中得到的实验结论相 析可知，随着支撑板高度的增加，料层荷重逐渐减轻， 同，通过加装支撑板改变烧结料层荷重的烧结利用系 烧结过程热损失逐渐增加，烧结矿冷却速度加快，烧结 数都有不同程度的提高.同时由表4中还可以看到， 质量恶化，所以烧结矿的成品率略有下降的趋势.然 烧结矿转鼓强度都略有下降.对比燃料配比相同的实 而，工业生产中边缘效应改善，烧结料热量损失率少， 验2-1和3-1，虽然料层厚度从600mm增加到 所以这一现象在实际的工业生产中可以大大减轻 720mm,但利用系数并没有明显增大.这是由于料层 图4(d)表示烧结利用系数的变化.从图4(d)可 增加后，透气性降低，垂直烧结速度降低导致的.所以 以看出，当烧结过程中料层荷重尤其是下部料层荷重 不改变料层透气性而单纯靠增加料层高度来提高生产 减轻后，利用系数明显提高，且利用系数随着支撑板高 率是不可取的.应用支架减轻烧结料层荷重烧结，第1 度的增加而增加.当支撑板高度超过300mm时生产 组对比实验(1-2相比1-1)实验利用系数的提高不如 率增幅最大，此时烧结下部料层荷重减轻幅度最大，而 400mm高支撑板比300mm高支撑板利用系数略有降 第2组(2-2相比2-1)明显，主要是由于第1组减荷 低.这说明安装支撑板后，烧结料层的荷重减轻，烧结 烧结混合料水分明显偏低造成的.对比料层厚度相 利用系数随着支撑板高度的增加而增加，当支撑板的 同，燃料配比不同的实验21和1H可以看出，由于燃 高度等于料层厚度的一半时，增幅最为明显. 料配比降低，利用系数有所下降：对比实验2一2和 2.3荷重对烧结燃耗的影响 1-2,应用支架减轻烧结料层荷重烧结后，由于料层透 从计算的碱度和Mg0含量来看，3组实验碱度和 气性改善，通过料层的风量增大，使料层内燃料的燃烧 Mg0含量相差很小，可以忽略其影响，在保证水分相 更加充分，因此即使燃料配比降低，利用系数仍然能够 近的条件下，可以单独看作是燃料消耗的影响.实验 达到高燃料配比的正常烧结时的水平 表4不同燃料配比及料层高度实验结果 Table 4 Experimental results of different fuel ratios and layer heights 实验号 烧结工艺 水质量分数/% 利用系数/(tm2h1)转鼓强度1%燃耗/(kgt1) 成品率/% 烧成率/% 1- 正常烧结 6.25 1.544 66.93 54.59 83.97 88.52 1-2 减荷烧结 6.23 1.600 64.99 55.42 82.90 88.30 2-1 正常烧结 6.28 1.595 66.67 60.62 86.36 87.84 2-2 减荷烧结 6.29 1.707 64.11 60.39 87.10 87.62 3-1 正常烧结 6.29 1.600 66.29 61.02 86.02 87.61 3-2 减荷烧结 6.13 1.661 65.47 59.70 87.72 87.66 不同燃料配比和料层高度下燃耗的变化如图5所 到改善 示.结合表4和图5中可以看出，对于同组实验，在燃 80 料较高和较厚料层时，由于支撑板改变烧结料层荷重， 75 ☑正常烧结 减荷绕结 均匀了上下部烧结，对燃料的利用更加充分，则成品率 70 比正常烧结时要高，燃耗也有所降低，但降低的幅度很 65 600mm料层 600mm料层 720mm料层 小.对于燃料配比较低的600mm料层烧结，成品率下 60 降.这是由于热量的不足掩盖了由于均匀上下部烧结 带来的成品率升高的作用，燃耗有所升高·但对比低 额50 燃料的减荷烧结和高燃料的正常烧结时可以看到，当 45 利用系数基本相同时，支撑烧结条件下燃耗大幅降低， 40 降幅达到6.49kgt1.这也为将来减荷烧结工业生产 中降低燃耗提供了依据.此外，还可以看到，增加料 3.52 4.00 4.00 层厚度和减小热损失对改善成品率是有利的.同时， 焦粉配比% 结合表3和表4中可以看出，当燃料配比降到 图5不同燃料配比和料层高度燃耗的变化 3.52%时，烧结矿的成品率降低.这主要是由于燃料 Fig.5 Burnup change at different fuel ratios and layer heights 降低，烧结热量不足造成的：烧结杯的热量损失较大 2.4支撑烧结机理 也是原因之一.我们可以通过适当提高燃料配比得 烧结饼重力对烧结过程各带透气性都会产生影

工程科学学报，第 38 卷，第 2 期 率变化见图 4( c) ． 从图中看出，料层荷重减轻后，烧 结矿的成品率变化不大． 有前文的透气性和热损失分 析可知，随着支撑板高度的增加，料层荷重逐渐减轻， 烧结过程热损失逐渐增加，烧结矿冷却速度加快，烧结 质量恶化，所以烧结矿的成品率略有下降的趋势． 然 而，工业生产中边缘效应改善，烧结料热量损失率少， 所以这一现象在实际的工业生产中可以大大减轻． 图 4( d) 表示烧结利用系数的变化． 从图 4( d) 可 以看出，当烧结过程中料层荷重尤其是下部料层荷重 减轻后，利用系数明显提高，且利用系数随着支撑板高 度的增加而增加． 当支撑板高度超过 300 mm 时生产 率增幅最大，此时烧结下部料层荷重减轻幅度最大，而 400 mm 高支撑板比 300 mm 高支撑板利用系数略有降 低． 这说明安装支撑板后，烧结料层的荷重减轻，烧结 利用系数随着支撑板高度的增加而增加，当支撑板的 高度等于料层厚度的一半时，增幅最为明显． 2. 3 荷重对烧结燃耗的影响 从计算的碱度和 MgO 含量来看，3 组实验碱度和 MgO 含量相差很小，可以忽略其影响，在保证水分相 近的条件下，可以单独看作是燃料消耗的影响． 实验 结果如表 4 所示． 由表 4 中可以看出，与 2. 1 中得到的实验结论相 同，通过加装支撑板改变烧结料层荷重的烧结利用系 数都有不同程度的提高． 同时由表 4 中还可以看到， 烧结矿转鼓强度都略有下降． 对比燃料配比相同的实 验 2--1 和 3--1，虽 然 料 层 厚 度 从 600 mm 增 加 到 720 mm，但利用系数并没有明显增大． 这是由于料层 增加后，透气性降低，垂直烧结速度降低导致的． 所以 不改变料层透气性而单纯靠增加料层高度来提高生产 率是不可取的． 应用支架减轻烧结料层荷重烧结，第 1 组对比实验( 1--2 相比 1--1) 实验利用系数的提高不如 第 2 组( 2--2 相比 2--1) 明显，主要是由于第 1 组减荷 烧结混合料水分明显偏低造成的． 对比料层厚度相 同，燃料配比不同的实验 2--1 和 1--1 可以看出，由于燃 料配 比 降 低，利 用 系 数 有 所 下 降; 对 比 实 验 2--2 和 1--2，应用支架减轻烧结料层荷重烧结后，由于料层透 气性改善，通过料层的风量增大，使料层内燃料的燃烧 更加充分，因此即使燃料配比降低，利用系数仍然能够 达到高燃料配比的正常烧结时的水平． 表 4 不同燃料配比及料层高度实验结果 Table 4 Experimental results of different fuel ratios and layer heights 实验号 烧结工艺 水质量分数/% 利用系数/( t·m － 2·h － 1 ) 转鼓强度/% 燃耗/( kg·t － 1 ) 成品率/% 烧成率/% 1--1 正常烧结 6. 25 1. 544 66. 93 54. 59 83. 97 88. 52 1--2 减荷烧结 6. 23 1. 600 64. 99 55. 42 82. 90 88. 30 2--1 正常烧结 6. 28 1. 595 66. 67 60. 62 86. 36 87. 84 2--2 减荷烧结 6. 29 1. 707 64. 11 60. 39 87. 10 87. 62 3--1 正常烧结 6. 29 1. 600 66. 29 61. 02 86. 02 87. 61 3--2 减荷烧结 6. 13 1. 661 65. 47 59. 70 87. 72 87. 66 不同燃料配比和料层高度下燃耗的变化如图 5 所 示． 结合表 4 和图 5 中可以看出，对于同组实验，在燃 料较高和较厚料层时，由于支撑板改变烧结料层荷重， 均匀了上下部烧结，对燃料的利用更加充分，则成品率 比正常烧结时要高，燃耗也有所降低，但降低的幅度很 小． 对于燃料配比较低的 600 mm 料层烧结，成品率下 降． 这是由于热量的不足掩盖了由于均匀上下部烧结 带来的成品率升高的作用，燃耗有所升高． 但对比低 燃料的减荷烧结和高燃料的正常烧结时可以看到，当 利用系数基本相同时，支撑烧结条件下燃耗大幅降低， 降幅达到 6. 49 kg·t － 1 ． 这也为将来减荷烧结工业生产 中降低燃耗提供了依据． 此外，还可以看到，增加料 层厚度和减小热损失对改善成品率是有利的． 同时， 结合 表 3 和 表 4 中 可 以 看 出，当 燃 料 配 比 降 到 3. 52% 时，烧结矿的成品率降低． 这主要是由于燃料 降低，烧结热量不足造成的; 烧结杯的热量损失较大 也是原因之一． 我们可以通过适当提高燃料配比得 到改善． 图 5 不同燃料配比和料层高度燃耗的变化 Fig． 5 Burnup change at different fuel ratios and layer heights 2. 4 支撑烧结机理 烧结饼重力对烧结过程各带透气性都会产生影 · 402 ·

刘征建等：支撑板对烧结过程的影响 ·205· 响，尤其是燃烧熔融带.这种影响通过传统的改善料 层透气性的方法是无法解决的.在料层内部安装支撑 3结论 板，支撑起烧成的烧结矿带，减小上部烧结饼重力对下 (1)在烧结初始阶段，各实验条件下烧结风速相 部料层透气性的影响是可行的.将支撑板放置在烧结 差不大，料层透气性的改善只局限在支撑板的边缘效 杯料层内进行烧结，如图6所示，支撑板在烧结过程中 应，改善效果不明显：随着烧结的进行，风速的差距逐 的作用机理如下. 渐增大，当烧结进行到支撑板位置后，支撑板开始支撑 烧结点火后，在烧结料层表面形成燃烧带，烧结料 起上部烧结饼，烧结饼荷重对不同烧结状态下的影响 层在下部抽风的作用下逐渐向下燃烧，此时支撑板对 开始显现，烧结料层透气性得到很大改善：随着支撑板 燃烧带没有影响：在烧结开始阶段，烧结风速没有明显 高度的增加，风速逐渐增加，烧结废气最高温度增加， 提高，风速略有增加主要是因为支撑板的边缘效应造 热量损失增加 成的，使得整个料层的透气性略有改善，不过支撑板的 (2)减荷烧结烧结矿转鼓强度有所下降，但幅度 体积不大，支撑效果不是很明显 不大，维持在68%~65%之间，主要是由于热量损失 在支撑烧结过程中，存在一个支撑板能够撑起上 大造成的：减荷烧结成品率在84%左右，属于正常波 部荷重的转折点M,这个转折点为支撑板的上沿点，如 动的范围：随着支撑板高度的增加，下部料层荷重减 图6所示.当烧结过程发生在M点以上时，支撑板的 少，垂直烧结速度和烧结利用系数明显提高，最大增幅 支撑作用并不明显，仍然只能起到边缘效应的作用 分别为5.4mm"min和0.42t"m2.hl,支撑板高度 也就是前文图2中，在烧结前期，料层透风率和废气的 增加至300mm后，垂直烧结速度不再增加； 温度在有无支撑板的条件下并没有明显差异.当燃烧 (3)应用支架减轻烧结料层荷重烧结后，由于支 带下移至支撑转折点M时，上部成品烧结矿的压力作 撑板改变烧结料层荷重，均匀了上下部烧结，对燃料的 用于支撑板，减轻了熔融带的荷重，料层透气性明显改 利用更加充分，则成品率比正常烧结时要高，最高增幅 善，垂直烧结速度升高，成品率升高，烧结矿的质量得 达1.7%，燃耗有所降低，最大降幅达6.49kgt. 以改善.值得注意的是，当燃烧带下移至M点以下时， (4)当烧结过程发生在M点以上时，支撑板的支 撑作用并不明显，只能起到边缘效应的作用.当燃烧 由于金属支撑板的存在，使得烧结过程热量的损失加 带下移至支撑转折点M时，上部成品烧结矿的压力作 剧，这将导致烧结矿的强度略有降低，但这一现象在实 用于支撑板，减轻了熔融带的荷重，料层透气性明显改 际烧结生产中将得以优化.当改变支撑板的高度时， 善，垂直烧结速度升高，成品率升高，烧结矿的质量得 例如增加支撑板高度，即支撑作用点M上移，在烧结 以改善 过程中支撑板会较早的起到支撑作用，燃烧熔融带的 荷重减轻，料层透气性会进一步升高，烧结废气温度升 参考文献 高，损失热量相比小尺寸支撑板加剧，强度降低。可 [Zhou X W,Chen T Z,Zuo J T.Application of low temperature 见，不同料层荷重、不同支撑板高度对烧结过程有着重 and deep bed sintering technique in Tonglin I&S CO.Sintering 要的影响，当支撑板尺寸接近料层厚度的1/2时，减荷 Pelletizing,2003,28 (3):34 烧结的结果最优 (周先武，陈天柱，左江涛.低温厚料层烧结技术的应用.烧 结球团，2003,28(3)：34) g Rao ZS.Modifying the NO.3 sintering plant in Magang to realize deep bed sintering.Sintering Pelletizing,2002,27(6):37 (饶梓生.马钢75m烧结机厚料层烧结的实践.烧结球团， 烧结矿层 2002,27(6):37) 3]Wang D J,Li C X,Wang L.Deep bed sintering production prac- tice of Shougang Jingtang 500 m2 sinter machine,fron Steel, 支撑转折点M 2010,45(10):18 燃烧氧融层 (王代军，李长兴，王雷.首钢京唐500m烧结机厚料层烧结 层 生产实践.钢铁，2010,45(10)：18) 下移 4]Shi B Y.600mm Deep bed sintering operation practice on Laigang 105 m2 sintering machine.Sintering Pelletizing,2005,25 (3):39 (石宝云.莱钢105m烧结机600mm厚料层生产实践.烧结 温度· 球团，2005,25(3)：39) [5]Xia T Y,Li Z W,Yan Q S.Practice of 600 mm deep bed sinte- 图6支撑板在烧结杯中作用机理图 ring in Angang 3 sintering plant.Sintering Pelletizing,2005,30 Fig.6 Mechanism diagram of load reduction sintering process (1):45

刘征建等: 支撑板对烧结过程的影响 响，尤其是燃烧熔融带． 这种影响通过传统的改善料 层透气性的方法是无法解决的． 在料层内部安装支撑 板，支撑起烧成的烧结矿带，减小上部烧结饼重力对下 部料层透气性的影响是可行的． 将支撑板放置在烧结 杯料层内进行烧结，如图 6 所示，支撑板在烧结过程中 的作用机理如下． 烧结点火后，在烧结料层表面形成燃烧带，烧结料 层在下部抽风的作用下逐渐向下燃烧，此时支撑板对 燃烧带没有影响; 在烧结开始阶段，烧结风速没有明显 提高，风速略有增加主要是因为支撑板的边缘效应造 成的，使得整个料层的透气性略有改善，不过支撑板的 体积不大，支撑效果不是很明显． 在支撑烧结过程中，存在一个支撑板能够撑起上 部荷重的转折点 M，这个转折点为支撑板的上沿点，如 图 6 所示． 当烧结过程发生在 M 点以上时，支撑板的 支撑作用并不明显，仍然只能起到边缘效应的作用． 也就是前文图 2 中，在烧结前期，料层透风率和废气的 温度在有无支撑板的条件下并没有明显差异． 当燃烧 带下移至支撑转折点 M 时，上部成品烧结矿的压力作 用于支撑板，减轻了熔融带的荷重，料层透气性明显改 善，垂直烧结速度升高，成品率升高，烧结矿的质量得 以改善． 值得注意的是，当燃烧带下移至 M 点以下时， 由于金属支撑板的存在，使得烧结过程热量的损失加 剧，这将导致烧结矿的强度略有降低，但这一现象在实 际烧结生产中将得以优化． 当改变支撑板的高度时， 例如增加支撑板高度，即支撑作用点 M 上移，在烧结 过程中支撑板会较早的起到支撑作用，燃烧熔融带的 荷重减轻，料层透气性会进一步升高，烧结废气温度升 高，损失热量相比小尺寸支撑板加剧，强度降低． 可 见，不同料层荷重、不同支撑板高度对烧结过程有着重 要的影响，当支撑板尺寸接近料层厚度的 1 /2 时，减荷 烧结的结果最优． 图 6 支撑板在烧结杯中作用机理图 Fig． 6 Mechanism diagram of load reduction sintering process 3 结论 ( 1) 在烧结初始阶段，各实验条件下烧结风速相 差不大，料层透气性的改善只局限在支撑板的边缘效 应，改善效果不明显; 随着烧结的进行，风速的差距逐 渐增大，当烧结进行到支撑板位置后，支撑板开始支撑 起上部烧结饼，烧结饼荷重对不同烧结状态下的影响 开始显现，烧结料层透气性得到很大改善; 随着支撑板 高度的增加，风速逐渐增加，烧结废气最高温度增加， 热量损失增加． ( 2) 减荷烧结烧结矿转鼓强度有所下降，但幅度 不大，维持在 68% ～ 65% 之间，主要是由于热量损失 大造成的; 减荷烧结成品率在 84% 左右，属于正常波 动的范围; 随着支撑板高度的增加，下部料层荷重减 少，垂直烧结速度和烧结利用系数明显提高，最大增幅 分别为 5. 4 mm·min － 1和 0. 42 t·m － 2·h － 1，支撑板高度 增加至 300 mm 后，垂直烧结速度不再增加; ( 3) 应用支架减轻烧结料层荷重烧结后，由于支 撑板改变烧结料层荷重，均匀了上下部烧结，对燃料的 利用更加充分，则成品率比正常烧结时要高，最高增幅 达 1. 7% ，燃耗有所降低，最大降幅达 6. 49 kg·t － 1 ． ( 4) 当烧结过程发生在 M 点以上时，支撑板的支 撑作用并不明显，只能起到边缘效应的作用． 当燃烧 带下移至支撑转折点 M 时，上部成品烧结矿的压力作 用于支撑板，减轻了熔融带的荷重，料层透气性明显改 善，垂直烧结速度升高，成品率升高，烧结矿的质量得 以改善． 参 考 文 献 ［1］ Zhou X W，Chen T Z，Zuo J T． Application of low temperature and deep bed sintering technique in Tonglin I＆S CO． Sintering Pelletizing，2003，28( 3) : 34 ( 周先武，陈天柱，左江涛． 低温厚料层烧结技术的应用． 烧 结球团，2003，28( 3) : 34) ［2］ Ｒao Z S． Modifying the NO． 3 sintering plant in Magang to realize deep bed sintering． Sintering Pelletizing，2002，27( 6) : 37 ( 饶梓生． 马钢 75 m2 烧结机厚料层烧结的实践． 烧结球团， 2002，27( 6) : 37) ［3］ Wang D J，Li C X，Wang L． Deep bed sintering production prac￾tice of Shougang Jingtang 500 m2 sinter machine，Iron Steel， 2010，45( 10) : 18 ( 王代军，李长兴，王雷． 首钢京唐 500 m2烧结机厚料层烧结 生产实践． 钢铁，2010，45( 10) : 18) ［4］ Shi B Y． 600 mm Deep bed sintering operation practice on Laigang 105 m2 sintering machine． Sintering Pelletizing，2005，25( 3) : 39 ( 石宝云． 莱钢 105 m2烧结机 600 mm 厚料层生产实践． 烧结 球团，2005，25( 3) : 39) ［5］ Xia T Y，Li Z W，Yan Q S． Practice of 600 mm deep bed sinte￾ring in Angang 3# sintering plant． Sintering Pelletizing，2005，30 ( 1) : 45 · 502 ·

·206· 工程科学学报，第38卷，第2期 (夏铁玉，李政伟，颜庆双.鞍钢三烧车间600mm厚料层烧 (左海滨，林金柱，戴玉山，等.料层减荷烧结提高生产率工 结生产实践.烧结球团，2005,30(1)：45) 业试验.钢铁，2008,43(11)：16) [6]Zhang B.Measures for improving 900 mm deep bed sintering per- [12]Zuo H B,Cao L H,Liu Z J,et al.Stand-support sintering for meability.Sintering Pelletizing,2014,39(1):15 improving sinter productivity.J Unir Sci Technol Beijing,2008, (张波.改善900mm厚料层烧结透气性的措施.烧结球团， 30(10):1101 2014,39(1):15) (左海滨，曹丽华，刘征建，等.支架支撑烧结提高烧结生产 Feng GS,Wu SL,Zhao ZJ,Research on improving hot permea- 率.北京科技大学学报，2008,30(10)：1101) bility of deep bed sintering.Sintering Pelletizing,2011,36(1):1 03] Zuo H B.Zhang J L,Zhang X,et al.Supporting structure opti- (冯根生，吴胜利，赵佐军.改善厚料层烧结热态透气性的研 mization of stand in load reduction sintering process.Chin J 究.烧结球团，2011,36(1)：1) Process Eng.2009,9(Suppl 1):147 [8]Liu X L.Fu H Z,Wu H M.Application and operation on low (左海滨，张建良，张旭，等.料层减荷烧结支撑板支撑结构 carbon and deep bed sinter technology.Metall Collect,2006 (1): 优化.过程工程学报，2009,9（增刊1）：147) [14]Yu W T,Zuo H B,Zhang J L.Effect of stand-support area on (刘秀丽，付洪郑，吴华民.低碳厚料层烧结技术的应用与操 support sintering process.Sintering Pelletizing,2014,39(6):7 作.治金从刊，2006(1)：27) (于文涛，左海滨，张建良。支架面积对支撑烧结过程的影 Higuchi K,Kawaguchi T,Kobayashi M,et al.High-productivity 响.烧结球团，2014,39(6)：7) operation of commercial sintering machine by stand-support sinte- D5] Zhou G F,Bi X G.Weng D M.Experimental study on the tech- ring.Nippon Steel Tech Rep,2006(94):31 nology of supporting sintering.Sintering Pelletizing,2005,30 [10]Higuchi K.Kawaguchi T,Kobayashi M,et al.Improvement of (5):8 productivity by stand-support sintering in commercial sintering (周国凡，毕学工，翁德明.支撑烧结工艺的试验研究.烧结 machines.SJlm,2000,40(12):1188 球团，2005,30(5)：8) [11]Zuo H B,Lin JZ,Dai Y S,et al.Industrial trial of bed load re- [16]Zuo H B,Zhang J L,Hu Z W,et al.Load reduction sintering duction sintering for increasing productivity.Iron Steel,2008,43 for increasing productivity and decreasing fuel consumption.Int (11):16 Miner Metall Mater,2013,20(2):131

工程科学学报，第 38 卷，第 2 期 ( 夏铁玉，李政伟，颜庆双． 鞍钢三烧车间 600 mm 厚料层烧 结生产实践． 烧结球团，2005，30( 1) : 45) ［6］ Zhang B． Measures for improving 900 mm deep bed sintering per￾meability． Sintering Pelletizing，2014，39( 1) : 15 ( 张波． 改善 900 mm 厚料层烧结透气性的措施． 烧结球团， 2014，39( 1) : 15) ［7］ Feng G S，Wu S L，Zhao Z J，Ｒesearch on improving hot permea￾bility of deep bed sintering． Sintering Pelletizing，2011，36( 1) : 1 ( 冯根生，吴胜利，赵佐军． 改善厚料层烧结热态透气性的研 究． 烧结球团，2011，36( 1) : 1) ［8］ Liu X L，Fu H Z，Wu H M． Application and operation on low carbon and deep bed sinter technology． Metall Collect，2006 ( 1) : 27 ( 刘秀丽，付洪郑，吴华民． 低碳厚料层烧结技术的应用与操 作． 冶金丛刊，2006 ( 1) : 27) ［9］ Higuchi K，Kawaguchi T，Kobayashi M，et al． High-productivity operation of commercial sintering machine by stand-support sinte￾ring． Nippon Steel Tech Ｒep，2006( 94) : 31 ［10］ Higuchi K，Kawaguchi T，Kobayashi M，et al． Improvement of productivity by stand-support sintering in commercial sintering machines． ISIJ Int，2000，40( 12) : 1188 ［11］ Zuo H B，Lin J Z，Dai Y S，et al． Industrial trial of bed load re￾duction sintering for increasing productivity． Iron Steel，2008，43 ( 11) : 16 ( 左海滨，林金柱，戴玉山，等． 料层减荷烧结提高生产率工 业试验． 钢铁，2008，43( 11) : 16) ［12］ Zuo H B，Cao L H，Liu Z J，et al． Stand-support sintering for improving sinter productivity． J Univ Sci Technol Beijing，2008， 30( 10) : 1101 ( 左海滨，曹丽华，刘征建，等． 支架支撑烧结提高烧结生产 率． 北京科技大学学报，2008，30( 10) : 1101) ［13］ Zuo H B，Zhang J L，Zhang X，et al． Supporting structure opti￾mization of stand in load reduction sintering process． Chin J Process Eng，2009，9( Suppl 1) : 147 ( 左海滨，张建良，张旭，等． 料层减荷烧结支撑板支撑结构 优化． 过程工程学报，2009，9( 增刊 1) : 147) ［14］ Yu W T，Zuo H B，Zhang J L． Effect of stand-support area on support sintering process． Sintering Pelletizing，2014，39( 6) : 7 ( 于文涛，左海滨，张建良． 支架面积对支撑烧结过程的影 响． 烧结球团，2014，39( 6) : 7) ［15］ Zhou G F，Bi X G，Weng D M． Experimental study on the tech￾nology of supporting sintering． Sintering Pelletizing，2005，30 ( 5) : 8 ( 周国凡，毕学工，翁德明． 支撑烧结工艺的试验研究． 烧结 球团，2005，30( 5) : 8) ［16］ Zuo H B，Zhang J L，Hu Z W，et al． Load reduction sintering for increasing productivity and decreasing fuel consumption． Int J Miner Metall Mater，2013，20( 2) : 131 · 602 ·