第3期 邵剑华等：还原气氛对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响 275· 50 (a) ·973K 50(b) .973K 45 ·1073K 45 ·1073K w 0 A1173K 4 41173K 置 5 30 25 子 20 20 15 15 10 1.0 1.52.0 2.5 3.0 3.5 1.0 1.5 2.02.53.0 3.5 Cco CH 18 ( .973K 100(d) 1073K 16 ·1073K 1 41173K 90 12 提 10 8F 70 60 0102030405060708090100 0.020.030.040.050.060.070.080.090.10 Cco/% /min1 图3气氛组成与流化时间的关系.(a)C0-N2:(b)Hz-N2:(c)CO-H2:(d)C0-CO2 Fig.3 Relations between the compositions of gas atmosphere and fluidization time:(a)CO-N2;(b)H2-N2;(c)CO-H2;(d) C0-C02 表2铁矿粉流化时间与还原气体积分数间的拟合函数 Table 2 Fitting functions of Auidization time with the volume fraction of reducing gas 气氛 温度/K t:与Cco间的拟合关系式 条件 拟合度 973 4=16.31Ce0-7.3 Cco >0 0.99977 CO-N2 1073 t=13.26Cc0-3.19 Cc0>0 0.99778 1173 tr=12.59C@0-1.71 Cco>0 0.99875 973 t=12.28CH2-5.98 CH2>0 0.98197 H2-N2 1073 t=7.71C2 -1.88 CH2>0 0.99212 1173 =5.02C+2.44 CH2>0 0.98502 973 tr=8.54+0.0097Cc0 Cco >0 0.92789 CO-H2 1073 tr=6.52+0.037Cco Cco >0 0.97058 1173 tr=6.18+0.041Cco Cco>0 0.96820 C0-C02 1073 Cc0=45.07024+551.06602t,1 Cc0≥60 0.99322 2.2气氛对失流时金属化率的影响 矿粉在气速一定的鼓泡流化床中还原尖流时金属化 图4为铁矿粉不同体积分数的还原气中不同温 率的明显提高 度时失流时刻的金属化率，从总体看，在不同气氛 此外，实验还发现气氛中有H2时，失流后床 和温度条件下，铁矿粉在失流时刻的金属化率都在 层内试样还原程度均匀性较差，底部试样金属化率 5%±3%，可见气相组分对其影响不大.笔者前期研 明显高于上部：而气氛中没有H2时，试样还原程 究发现10，铁矿粉在流化床中还原发生黏结失流的 度则相对比较均.这是因为虽然流化床与竖炉相 根本原内是673~773K时金属铁就开始表现出一 比具有温度均匀程度高、传热传质速度快和原料比 定的黏性，将颗粒黏结团聚.内此，在973~1173K 表面积大等优点，但床内所有反应物颗粒的还原程 温度范围内，在满足有金属铁生成的热力学条件气 度不可能完全一致.还原程度略高的颗粒必先发生 氛中，还原气的种类和体积分数的变化均无助于铁 团聚并沉积于床层底部失去流化状态，随后逐渐向第 期 邵剑华等 还原气氛对流态化还原铁矿粉私结失流的影响 · · · · · · 一 任几曰,︸曰尸︺工巴匕」︸ 月者日 一心日 · · ` 一 一 竺二 声病 声 一 召享。 勺乙, 日只`︵︺月 层心日 图 气氛组成与流化时间的关系 一 一 刀 刀 刀 刀 ` 刀 千, 一' 一 一 一 一 一 一 表 铁矿粉流化时间与还原气体积分数间的拟合函数 妞 气氛 温度 行 与 。 间的拟合关系式 条件 唱嗡 全些生你心为力一几巧均冲泊 一 亡 亡 亡 ` 一 一 一 布 一 ` 一 断叮 一 亡 亡 刀 亡 姗川一朋脱洲 一 · · `厂` 拟合度 , 气氛对失流时金属化率 的影响 图 为铁矿粉不同体积分数的还原气中不同温 度时失流时刻 的金属化率 从总体看, 在不同气氛 和温度条件下, 铁矿粉在失流时刻的金属化率都在 士 , 可见气相组分对其影响不大 笔者前期研 究发现 〔`。〕, 铁矿粉在流化床 中还原发生劲结失流的 根本原因是 时金属铁就开始表现 出一 定的勃性 , 将颗粒乳结团聚 因此 , 在 、 温度范围内, 在满足有金属铁生成的热力学条件气 氛中, 还原气 的种类和体积 分数的变化均无助 几铁 矿粉在气速一定的鼓泡流化床 中还原失流时金属化 率的明显提高 此外 , 实验还发现气氛中有 时, 失流后床 层 内试样还原程度均匀性较差, 底部试样金属化率 明显高于上部 而气氛 中没有 时, 试样还原程 度则相对比较均匀 这是因为虽然流化床 与竖炉相 比具有温度均匀程度高 、传热传质速度快和原料 比 表面积大等优点, 但床内所有反应物颗粒的还原程 度不可能完全一致 还原程度略高的颗粒必先发生 团聚并沉积 床层底部失去流化状态 , 随后逐渐 向