·18 北京科技大学学报 第36卷 由此可见，铁矿粉与Ca0同化是在出现润湿现 H为升温速率，为试验中在1150℃以上的升温速 象或高度下降后(D)开始的，而到达完全熔化或高 率，℃s1.表4所列为5种矿粉的参数R 度不变时(D,)同化反应结束.同化反应过程的终 表3铁矿粉高温同化反应过程的数据 点的确定是根据反应物的最终状态是否还继续发生 Table 3 Basical statistics of iron ore assimilation 变化来判断的，本试验采用按程序设定的速度升温， 平均同化 同化反应 同化反应 同化量， 如果观察到在6min内铁矿粉试样外形不变化，取 矿粉 反应温度， 速度， 时间，t/s V/% 试样外形不变化的最低温度的时间为同化结束的 T/℃ v/s-1 时间. 印度59% 40 100 1302 2.50 对5种矿粉中每一种选取出6幅反应过程图， 梅山精粉 81 100 1342 1.23 确定在同化试样过程中有代表性的4个特征点（温 海南富粉 273 100 1260 0.37 度和时间)，分别为D,(试样界面处开始发生变化， 哈扬迪粉 288 100 1254 0.35 但未熔)、D,(试样熔化成球或界面处开始发生变 P%粉 507 100 1260 0.20 化，但不润湿或高度不变)、D,（试样界面处开始润 表4铁矿粉同化反应参数R 湿或高度开始下降)和D,(试样外形不再变化) Table 4 Assimilation index of iron ore assimilation 2.2同化反应过程的表征 矿粉 同化参数，R 5种铁矿粉在试验过程中4个特征点的温度如 印度59% 9.77 表2所示. 梅山精粉 4.95 表2铁矿粉同化反应过程的特征点 海南富粉 1.40 Table 2 Characteristic points in the assimilation process of ironore 哈扬迪粉 1.32 D3 H粉 0.76 矿粉 T/℃t/sT/℃t/sT/℃t/sT/℃t/s 印度59%12571990129821901299219513052235 由于铁矿粉的同化反应平均温度不同，温度对 同化反应的速度影响较大，具体分析温度对同化反 梅山精粉13132094133822801339228913442370 应速度的影响，必须要在一个相同的标准下，确定出 P%粉12481731125618841248173112722238 哈扬迪粉12471872124819231247187212602160 温度与同化反应速度的关系.范特霍夫根据大多数 海南富粉12451878125420611254206112662334 常见反应的试验数据归纳出一个近似的规则：温度 每升高10K,反应速率会增加到原来的2~4倍，如 从表2可以计算出同化反应起点到终点的温度 下所示0： 和所经历的时间.在铁矿粉同化反应过程中同化反 kr+0K=2~4. (2) 应的温度和时间都是重要的参数，一些研究者将其 分开来表示7.如用2个或2个以上的参数来表 式中，kr及k,+1ok分别为温度T和T+10K时的速率 示铁矿粉的同化反应特性，这会在使用上产生不便 系数，该比值也称为反应速率的温度系数 本文拟采用一个新的同化反应特征数来表征同化过 根据对铁矿粉同化温度的测定，最大的温差在 程的全部信息，其方法如下 200℃左右，如果以之间的某个温度作为标准，偏差 表3所列为铁矿粉高温同化反应过程的数据. 在100℃左右.范特霍夫公式虽然是经验公式，但 表中，为铁矿粉同化反应时间，即开始同化与同化 给出了温度与反应速度的关系，该公式在温差不大 结束的时间差值(tm-t);V为同化量.由于试验 时可以使用. 中的升温速率与供热量呈比例关系，供热量会影响 以不同生产现场烧结温度作为比较的标准，按 同化反应时间，给出了同化反应参数R如下： 范特霍夫公式对不同铁矿粉的同化反应温度进行修 正，然后再比较在该温度条件下的同化反应速度 10 取范特霍夫公式中温度变化后反应速度变化的值为 R-H (1) 2,其同化反应特征数计算公式如下： 式中：v为同化反应速度，即同化量与同化反应时间 TH=R×2 (3) 之比(V),s;T为平均同化反应温度，即铁矿粉 式中：TH为同化反应特征数，量纲为1；R为铁矿粉 开始同化反应到结束温度的平均值(T+T)/2,℃； 同化反应参数；n为与烧结温度的修正值，每大于10北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 由此可见，铁矿粉与 CaO 同化是在出现润湿现 象或高度下降后( D3 ) 开始的，而到达完全熔化或高 度不变时( D4 ) 同化反应结束． 同化反应过程的终 点的确定是根据反应物的最终状态是否还继续发生 变化来判断的，本试验采用按程序设定的速度升温， 如果观察到在 6 min 内铁矿粉试样外形不变化，取 试样外形不变化的最低温度的时间为同化结束的 时间． 对 5 种矿粉中每一种选取出 6 幅反应过程图， 确定在同化试样过程中有代表性的 4 个特征点( 温 度和时间) ，分别为 D1 ( 试样界面处开始发生变化， 但未熔) 、D2 ( 试样熔化成球或界面处开始发生变 化，但不润湿或高度不变) 、D3 ( 试样界面处开始润 湿或高度开始下降) 和 D4 ( 试样外形不再变化) ． 2. 2 同化反应过程的表征 5 种铁矿粉在试验过程中 4 个特征点的温度如 表 2 所示． 表 2 铁矿粉同化反应过程的特征点 Table 2 Characteristic points in the assimilation process of iron ore 矿粉 D1 D2 D3 D4 T /℃ t /s T /℃ t /s T /℃ t /s T /℃ t /s 印度 59% 1257 1990 1298 2190 1299 2195 1305 2235 梅山精粉 1313 2094 1338 2280 1339 2289 1344 2370 Pb 粉 1248 1731 1256 1884 1248 1731 1272 2238 哈扬迪粉 1247 1872 1248 1923 1247 1872 1260 2160 海南富粉 1245 1878 1254 2061 1254 2061 1266 2334 从表 2 可以计算出同化反应起点到终点的温度 和所经历的时间． 在铁矿粉同化反应过程中同化反 应的温度和时间都是重要的参数，一些研究者将其 分开来表示［7--8］． 如用 2 个或 2 个以上的参数来表 示铁矿粉的同化反应特性，这会在使用上产生不便． 本文拟采用一个新的同化反应特征数来表征同化过 程的全部信息，其方法如下． 表 3 所列为铁矿粉高温同化反应过程的数据． 表中，t 为铁矿粉同化反应时间，即开始同化与同化 结束的时间差值( tD4 － tD3 ) ; V 为同化量． 由于试验 中的升温速率与供热量呈比例关系，供热量会影响 同化反应时间，给出了同化反应参数 Ｒ 如下: Ｒ = υ· T 100 H ． ( 1) 式中: υ 为同化反应速度，即同化量与同化反应时间 之比( V /t) ，s － 1 ; T 为平均同化反应温度，即铁矿粉 开始同化反应到结束温度的平均值( TD3 + TD4 ) /2，℃ ; H 为升温速率，为试验中在 1150 ℃ 以上的升温速 率，℃·s － 1 ． 表 4 所列为 5 种矿粉的参数 Ｒ． 表 3 铁矿粉高温同化反应过程的数据 Table 3 Basical statistics of iron ore assimilation 矿粉 同化反应 时间，t /s 同化量， V /% 平均同化 反应温度， T /℃ 同化反应 速度， υ /s － 1 印度 59% 40 100 1302 2. 50 梅山精粉 81 100 1342 1. 23 海南富粉 273 100 1260 0. 37 哈扬迪粉 288 100 1254 0. 35 Pb 粉 507 100 1260 0. 20 表 4 铁矿粉同化反应参数 Ｒ Table 4 Assimilation index of iron ore assimilation 矿粉 同化参数，Ｒ 印度 59% 9. 77 梅山精粉 4. 95 海南富粉 1. 40 哈扬迪粉 1. 32 Pb 粉 0. 76 由于铁矿粉的同化反应平均温度不同，温度对 同化反应的速度影响较大，具体分析温度对同化反 应速度的影响，必须要在一个相同的标准下，确定出 温度与同化反应速度的关系． 范特霍夫根据大多数 常见反应的试验数据归纳出一个近似的规则: 温度 每升高 10 K，反应速率会增加到原来的 2 ～ 4 倍，如 下所示［10］: kT + 10 K kT ≈2 ～ 4． ( 2) 式中，kT及 kT + 10 K分别为温度 T 和 T + 10 K 时的速率 系数，该比值也称为反应速率的温度系数． 根据对铁矿粉同化温度的测定，最大的温差在 200 ℃ 左右，如果以之间的某个温度作为标准，偏差 在 100 ℃左右． 范特霍夫公式虽然是经验公式，但 给出了温度与反应速度的关系，该公式在温差不大 时可以使用． 以不同生产现场烧结温度作为比较的标准，按 范特霍夫公式对不同铁矿粉的同化反应温度进行修 正，然后再比较在该温度条件下的同化反应速度． 取范特霍夫公式中温度变化后反应速度变化的值为 2，其同化反应特征数计算公式如下: THi = Ｒ × 2n ． ( 3) 式中: TH 为同化反应特征数，量纲为 1; Ｒ 为铁矿粉 同化反应参数; n 为与烧结温度的修正值，每大于 10 ·18·