·520· 北京科技大学学报 1998年第6期 期，大球的金属化率继续增长的同时，小球的金属化率变化不大，最终，约经过20mi焙烧 后，大小球的金属化率趋于相同. 图4示出不同配碳量的球团（配碳5%，10%，15%，23.2%），在1100℃的炉内焙烧时，金属 化率随时间的变化情况，从图可以看出，配碳量不足的情况下，不仅还原速度慢，而且最终的 金属化率值也低.配碳量越少，影响越明显.文献[⑤]通过试验也得到同样的结论 100 90 88888880 23.2% 00000 80 70 I5% 20 mm 000000 10% 15 mm 60 10 mm 50 0 30 000000038%000 20 10 0 10152025 0 1015 20 25 tmin /min 图3不同球径对金属化率影响模拟结果 图4配碳量对金属化率影响的模拟 (温度1200℃) 结果（温度1100℃，球径15mm) 3 结论 (I)基于质量守恒方程、能量守恒方程及化学反应速度式所建立的描述含碳球团内的直 接还原过程的数学模型是合理的，用此模型所做的数值模拟计算结果与试验结果基本物合， (2)影响含碳球团还原速率的最重要因素是炉温.炉温越高，还原越快.对含碳球团应在 尽可能高的炉温下焙烧， (③)还原初期，大球的还原速度较慢，但焙烧时间足够长的情况下，不论球大小，都可达 到高金属化率，(4)足够的配碳量才能获得较快的还原速度和较高的金属化率， 符号说明 Cm一混合物的等压比热容U·kgK-) D:一有效扩散系数 (m2.s-l) E,一化学反应活化能 (J-mlo-) h,一对流传质系数 (m.s-) K一导热系数 (W.mol-'K-) K,一混合物的等效综合号热系数(WmK k。一干馏反应颜率因子(mol:m-s-) k0k0一气化还原反应频率因子 (mol.m-2s-'Pa-) W、v一挥发份质量分数(%) n,一粒子个数 (m) P一K气体反应物的分压(Pa) P:一C0,气体反应物的分压 (Pa) P,一CO气体反应物的分压(Pa) R一气体常数 0·mol-lK-) R,一化学反应速度 (mol·m-s- ?一所取微元的半径 (m) 。一球团半径 (m) 「一反应界面的半径 (m) S,一粒子的形状因子 T一球内气体或固体温度 (K) 1,一环境温度 (K) 1。一表面温度 (K) △H一第1个反应的反应热 (J·mol- △X一反应i中第k相的生成份额 (%6)· 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 期 ， 大 球 的 金 属 化 率 继 续 增 长 的 同 时 ， 小 球 的 金 属 化 率 变 化 不 大 ， 最 终 ， 约 经 过 而 焙 烧 后 ， 大小球 的金 属化率趋 于相 同 图 示 出不 同配碳量 的球 团 配碳 ， ， ， ， 在 ℃ 的炉 内焙烧 时 ， 金 属 化率随 时 间 的变 化情 况 从 图可 以 看 出 ， 配碳 量 不 足 的情 况 下 ， 不 仅还 原 速 度慢 ， 而 且 最 终 的 金属 化率值也低 配碳量越少 ， 影 响越 明显 文献 【 通 过试验也得 到 同样 的结论 奋魏 。 。 。 。 沼离名洲产浦 月口刀 乌名矛 ，‘厂声门‘ 声月 ︺ ， ︸ 口二 ︸‘，、 ︸ 哥牟噢叫岁、 】 刀 】 哥牟硅叫芝 水几一一一口一一一一上一一一上一 材而 不同球径对金属化率影响模拟结果 温度 ℃ 以 圈 圈 配碳 对金属化率影响的模拟 结果 温度 ℃ ， 球径 结论 基 于 质量 守 恒方程 、 能量 守恒方 程 及 化 学反 应速 度 式 所 建 立 的描述 含碳球 团 内的直 接还 原过程 的数学模型是合理 的 ， 用 此模 型所做的数值模拟计算结果 与试验结果基本吻合 影 响含碳 球 团还原 速率的最 重要 因素是 炉 温 炉 温 越 高 ， 还 原越 快 对含碳 球 团应在 尽可 能 高的炉 温下焙烧 还 原初 期 ， 大球的还 原 速度较慢 ， 但 焙烧 时间足 够 长 的情况 下 ， 不 论球大小 ， 都可 达 到 高金 属 化率 足够 的配碳量才能获得较快的还原 速度 和较高的金 属 化率 符号说明 气 一混合物的等压 比热容 · 一 ’ 一 ’ 一化学反 应活化能 · 而。 一 ’ 一导热系数 尸 · 一 ’ 一 ’ 。一干馏反 应频率因 子 · 一 ’ 一 ’ 甲 一挥 发份 质量分数 一 气体反 应物 的分压 ， 一 气体反应物 的分压 一有效扩散系数 一对流传质系数 。 一混合物 的等效综合导热系数 。 ， 。一气化 、 还原反应频率因子 凡一粒子个数 尸 一 气体反 应物的分压 一气体常数 一所取微元 的半径 ‘ 厂反 应界 面 的半径 一球 内气体或固体温度 。一表面温度 △戈 人一反 应 中第 相 的生成份额 一 ’ 一 一 ‘ · 一 、 一 入 一 侧 · 一 ’ 一 ’ 厂化学反 应速 度 。 一球团半径 厂粒子 的形状因子 厂环境温度 △拭一第 个反 应 的反 应热 一 、 一 · 一 ’