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.1102. 北京科技大学学报 第30卷 上是定值，烧结机的生产率主要与垂直烧结速度成 点火90s,烧结时负压9.6kPa,整个烧结过程采用 正比关系，一般而言，垂直烧结速度与单位时间内 计算机控制，实验所用烧结混合料取自宣钢四烧车 通过料层的空气量成正比： 间现场所用烧结混合料，实验用铺底料取自现场返 v⊥=k2o6 (2) 矿，原、燃料的化学成分见表1. 其中，0o为气体流速，ms1;k'为由原料性质决定 表1原，燃料化学成分 的系数；n为方次，一般为0.8~1.0. Table 1 Chemical composition of ore and fuel % 在风机抽力不变的情况下，增加通过料层的空 原料 质量分数 配比 气量，就应该设法减小物料对气流通过的阻力，料 名称 TFe Si02 Cao Mgo TiO2 层单位高度的阻力损失，在干燥预热带和燃烧熔融 自产精粉62.48 5.14 1.03 2.52 1.92 23 带最大，这是因为在干燥预热带，湿球干燥、预热时 进口矿粉62.58 3.29 25 会发生破裂，同时受到上部成矿带料层的压力和下 混合铁料50.57 6.63 6.95 2.9 11 部抽风的影响，使得料层孔隙度变小，阻力增加，在 返矿 52.31 5.98 12.67 2.71 25 燃烧熔融带，由于温度高，有液相生成，液相的产生 生石灰 3.88 82.14 1.54 9.5 本身对气流阻力很大，且在燃烧熔融带上部料层重 白云石 3.1251.43 32.72 2.5 力和下部抽风的双重作用下，液相流动，堵塞气体通 固定C挥发分灰分 道；同时，当液相固结时，受到上部料层的持续压力 煤粉 75.345.4616.740.64 作用造成烧结成矿带孔隙度下降，阻力增大，因此， 除了由不同烧结带本身结构造成的阻力不同外，烧 2.2实验内容及实验方法 结成矿带烧结饼重力以及抽风负压对料层阻力的影 考虑到料层厚度600mm,烧结杯直径300mm, 响也是不可忽略的，烧结料层本身的结构对透气性 选取“宽×厚×高”分别为如下四种尺寸的支架： 的影响可以通过强化制粒、改善原燃料粒度组成、控 100mm×10mm×200mm;100mm×10mm× 制合理水分含量、混合料预热、在烧结料中混入大的 250mm;100mm×10mm×300mm;100mm× 颗粒等手段得到改善3；而烧结饼自身重力因素 10mm×400mm, 的影响则要通过其他外部手段解决，如磁力悬浮烧 支架形式与布置方式如图1，需要注意的是放 结的办法[]，但工业实现十分复杂，在烧结机上安 置支架时，要垂直放在烧结杯算条上，宽度方向与箅 装适当支撑部件，减少烧结成矿带烧结饼自重对料 条方向平行，尽量避免减小抽风面积.然后铺底料， 层透气性的影响，改善料层透气性，提高烧结机产 装入烧结混合料，点火后，由计算机自动记录烧结 量，应该是一可行的方法， 过程中废气温度及负压变化，手工测量料层收缩量， 待废气温度开始下降时，记录烧结时间，最后翻料、 2实验研究 破碎、筛分，取样进行转鼓及冶金性能测试， 2.1实验原理及实验条件 从减轻预热干燥带和燃烧熔融带承受压力入 手，在烧结料层内部固定支撑板，使其在烧结过程中 尤其是在烧结后期支撑起上部烧结饼，减小由于重 力和抽风引起的料层收缩，减轻上部烧结饼荷重对 高 燃烧熔融带的影响，改善整个烧结料层透气性，提高 垂直烧结速度，在料层透气性改善的情况下进一步 实施厚料层烧结，使得烧结成品率提高，进而提高烧 结生产率，由上述技术思想出发，通过在烧结杯中 安装不同高度支架的烧结杯实验，研究不同高度支 图1实验支架形状和安装 架在烧结过程中对下部料层透气性、烧结机利用系 Fig.I Shape and installation of the stand 数、烧结矿转鼓强度、成品率、粒度组成以及冶金性 能等的影响 3实验结果及分析 实验用烧结杯内径300mm,料层厚度600mm, 采用4kPa负压抽风压料，点火时负压控制在6kPa, 通过实验，得到了采用不同高度支架烧结过程上是定值烧结机的生产率主要与垂直烧结速度成 正比关系．一般而言垂直烧结速度与单位时间内 通过料层的空气量成正比： v ⊥＝k′w n 0 （2） 其中w0 为气体流速m·s —1 ；k′为由原料性质决定 的系数；n 为方次一般为0∙8～1∙0． 在风机抽力不变的情况下增加通过料层的空 气量就应该设法减小物料对气流通过的阻力．料 层单位高度的阻力损失在干燥预热带和燃烧熔融 带最大．这是因为在干燥预热带湿球干燥、预热时 会发生破裂同时受到上部成矿带料层的压力和下 部抽风的影响使得料层孔隙度变小阻力增加．在 燃烧熔融带由于温度高有液相生成．液相的产生 本身对气流阻力很大且在燃烧熔融带上部料层重 力和下部抽风的双重作用下液相流动堵塞气体通 道；同时当液相固结时受到上部料层的持续压力 作用造成烧结成矿带孔隙度下降阻力增大．因此 除了由不同烧结带本身结构造成的阻力不同外烧 结成矿带烧结饼重力以及抽风负压对料层阻力的影 响也是不可忽略的．烧结料层本身的结构对透气性 的影响可以通过强化制粒、改善原燃料粒度组成、控 制合理水分含量、混合料预热、在烧结料中混入大的 颗粒等手段得到改善［3—7］；而烧结饼自身重力因素 的影响则要通过其他外部手段解决如磁力悬浮烧 结的办法［8］但工业实现十分复杂．在烧结机上安 装适当支撑部件减少烧结成矿带烧结饼自重对料 层透气性的影响改善料层透气性提高烧结机产 量应该是一可行的方法． 2 实验研究 2∙1 实验原理及实验条件 从减轻预热干燥带和燃烧熔融带承受压力入 手在烧结料层内部固定支撑板使其在烧结过程中 尤其是在烧结后期支撑起上部烧结饼减小由于重 力和抽风引起的料层收缩减轻上部烧结饼荷重对 燃烧熔融带的影响改善整个烧结料层透气性提高 垂直烧结速度．在料层透气性改善的情况下进一步 实施厚料层烧结使得烧结成品率提高进而提高烧 结生产率．由上述技术思想出发通过在烧结杯中 安装不同高度支架的烧结杯实验研究不同高度支 架在烧结过程中对下部料层透气性、烧结机利用系 数、烧结矿转鼓强度、成品率、粒度组成以及冶金性 能等的影响． 实验用烧结杯内径300mm料层厚度600mm． 采用4kPa 负压抽风压料点火时负压控制在6kPa 点火90s烧结时负压9∙6kPa整个烧结过程采用 计算机控制．实验所用烧结混合料取自宣钢四烧车 间现场所用烧结混合料．实验用铺底料取自现场返 矿．原、燃料的化学成分见表1． 表1 原、燃料化学成分 Table1 Chemical composition of ore and fuel ％ 原料 名称 质量分数 TFe SiO2 CaO MgO TiO2 配比 自产精粉 62∙48 5∙14 1∙03 2∙52 1∙92 23 进口矿粉 62∙58 3∙29 — — — 25 混合铁料 50∙57 6∙63 6∙95 2∙9 — 11 返矿 52∙31 5∙98 12∙67 2∙71 — 25 生石灰 — 3∙88 82∙14 1∙54 — 9∙5 白云石 — 3∙12 51∙43 32∙72 — 2∙5 煤粉 固定 C 挥发分 灰分 S — 4 75∙34 5∙46 16∙74 0∙64 — 2∙2 实验内容及实验方法 考虑到料层厚度600mm烧结杯直径300mm 选取“宽×厚×高” 分别为如下四种尺寸的支架： 100mm×10 mm ×200 mm；100 mm ×10mm× 250mm；100mm ×10mm ×300mm；100mm × 10mm×400mm． 支架形式与布置方式如图1．需要注意的是放 置支架时要垂直放在烧结杯箅条上宽度方向与箅 条方向平行尽量避免减小抽风面积．然后铺底料 装入烧结混合料．点火后由计算机自动记录烧结 过程中废气温度及负压变化手工测量料层收缩量． 待废气温度开始下降时记录烧结时间．最后翻料、 破碎、筛分取样进行转鼓及冶金性能测试． 图1 实验支架形状和安装 Fig．1 Shape and installation of the stand 3 实验结果及分析 通过实验得到了采用不同高度支架烧结过程 ·1102· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷