D0I:10.13374f.issnl00103x.203.02.012 第35卷第2期 北京科技大学学报 Vol.35 No.2 2013年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2013 含锌粉尘内配碳球团还原模型 安秀伟，王静松，佘雪峰，丁银贵，薛庆国 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::wangjingsonge@ustb.edu.cn 摘要以转底炉处理钢铁厂含锌粉尘为背景，结合转底炉实际生产工艺条件，建立了含锌粉尘内配碳球团直接还原一 维非稳态数学模型.模型不仅考虑了铁氧化物的还原反应和碳的气化反应，还加入了氧化锌的还原反应，并通过实验验 证了模型的准确性.利用计算结果分析讨论了炉温、球团半径及孔隙率对球团还原的影响.炉温对球团的金属化率和脱 锌率均有显著影响，孔隙率和球团半径仅对球团的金属化率影响较小，而对脱锌率基本没有影响. 关键词粉尘：球团；冶金炉：矿石还原：动力学：数学模型 分类号TF046 Reduction model of carbon-containing pellets made of zinc-bearing dust AN Xiu-wei,WANG Jing-song,SHE Xue-feng,DING Ying-gui,XUE Qing-guo State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology of Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:wangjingsong@ustb.edu.cn ABSTRACT Taking the treatment of zinc-bearing dust by rotary hearth furnaces(RHF)as the research background, a direct reduction mathematical model of carbon-containing pellets made of zinc-bearing dust was built in combination with the actual production process of RHF.The model takes into account not only the reduction of iron oxides and Boudouard reaction but also the reduction of zinc oxide.Experimental results proved the validity of the model.The effects of furnace temperature,pellet radius and porosity on the reduction of the pellets were investigated on the basis of calculation data by the model.Furnace temperature has significant effect on the metallization rate and zinc removal rate:but pellet radius and porosity have less influence on metallization rate and no influence on the zinc removal rate. KEY WORDS dust;pelletizing:metallurgical furnaces;ore reduction;kinetics;mathematical models 符号表 Ac碳气化反应的指前因子，s': Mc一单位体积碳的质量，kgm3: Ar。…铁氧化物还原的指前因子，s; Mco、Mco2一CO和CO2的相对分子质量： Ar球团半径变化的指前因子，s音： M。一初始球团单位体积内含有铁的质量，kgm3: Azn-Zn0还原反应的指前因子，s'； M8一初始球团单位体积内铁氧化物含有氧的物质 Dco2.fCO2的有效扩散系数，m2s: 的量，molm-3, Ec-碳气化反应的活化能，Jmol-1； M2no一初始球团单位体积内含有ZnO的物质的· Ere一铁氧化物还原的活化能，Jmol-'； 量，molm-3: E一球团半径变化的活化能，Jmol; P一体系总压，Pa: Bn一ZnO还原反应的活化能，Jmol广'： Pco2-CO2的实际分压，Pa; K一ZO还原的反应速率常数，s-': P8o2一反应的平衡C02分压，其中i=Fe,Zn, M,--气体j的相对分子质量： C(分别表示铁氧化物、氧化锌还原和C 收稿日期：20120106 基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2008BAB32B05)DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2013. 02. 012