第4期 范晓慧等：烧结混合料适宜制粒水分的预测 ·377· 适宜水分量： 可作为适宜制粒水分的判据 W=X+0.sW。+(1-X+o5）·W。 (3) (3)制粒小球可分为黏附层和核颗粒.实验结 黏附粉持水量可由式(2)计算得到.将式(2)代入 果表明黏附层和核颗粒在制粒过程中所需水分不 式(3)，可得 同.核颗粒主要是满足自身吸水的要求；而黏附粉 W=X+0sW。+0.72(1-X+05）·W。.(4) 除此之外，还要使颗粒间的空隙填充到一定状态. 式中，X+s为混合料中+0.5mm颗粒的含量，W。为 (4)可根据混合料+0.5mm颗粒含量、核颗粒 核颗粒持水量，W为黏附粉颗粒持水量，W。为黏附 持水量和黏附粉最大毛细水量建立适宜制粒水分的 粉最大毛细水 预测模型，模型为W=X+5W。+0.72(1-X+5)·W。 采用上述模型预测了30种配料方案的制粒适 (5)根据30种混合料的适宜制粒水分研究，采 宜水分.每种配料都为铁矿石、白云石、石灰石、生 用本文模型进行预测，当绝对误差为±0.3%，预测 石灰、焦粉和返矿的混合物.通过将混合料分级成 准确率为93.3%，能满足混合料适宜制粒水分预测 +0.5mm的核颗粒和-0.5mm的黏附粉，并检测 的精度要求 每种配料方案核颗粒持水量和黏附粉最大毛细水， 按照制粒适宜水分的模型预测其适宜值，将实测值 参考文献 和预测值进行作图，见图9.如果检测值与实测值允 [1]Rankin W J,Yang J J.Granulation of mixture and its effect on 许的绝对误差为±0.3%，则模型预测的准确率可达 sintering.Sintering Pelletizing,1988(4):55 (Rankin W J,杨浚锦.混合料制粒及其在烧结中的作用.烧 93.3%. 结球团，1988(4)：55) 10 2] Fu S C,Cai R Z,Tu W.On granulating effectiveness of sinter 实测俏 mix.Sintering Pelleting,1992(4):7 预测值 (傅守澄，蔡汝卓，涂卫.烧结混合料的制粒效果及分析.烧结 球团，1992(4)：7) B] Kasai E,Rankin WJ,John FG.Effect of raw mixture properties on bed permeability during sintering.IS///nt,1989,29 (1):33 铁矿石 附粉熔剂、焦粉、返 牛 4] Sun Q,Liu Z Q.Discussion on strengthening the effect of mixture 广种类配比：含量 配比变化 比例 granulation.Shougang Sci Technol,1998(1):41 变化 变化 少化 (孙骐，刘政群.关于强化混合料制粒效果的探讨.首钢科技， 1998(1):41) ] Kapur PC.Runkana V.Balling and granulation kinetics revisi- 024681012141618202224262830 ted.Int J Miner Process,2003,72(1-4)417 实验方案编号 [6]Venkataramana R,Gupta S S,Kapur P C.A combined model for 图9制粒适宜水分实测值与预测值比较 granule size distribution and cold bed permeability in the wet stage Fig.9 Comparison between the measured and prediction values of of iron ore sintering process.Int J Miner Process,1999,57(1): the suitable water content for granulation 43 ] Kano J,Kasai E,Saito F,et al.Numerical simulation model for 30种配矿方案涉及铁矿石种类及配比的改变、 granulation kinetics of iron ores.IS/J Int,2005,45(4):500 8] 混合料粒度组成（黏附粉含量）的改变、烧结辅料 Litster J.Waters A,Nicol S.A model for predicting the size dis- tribution of product from a granulating drum.Trans Iron Steel Inst (熔剂、燃料和返矿)比例的改变以及生石灰用量的 Jpn,1986,26(12):1036 改变，如图9所示.不管是熔剂结构发生变化，还是 ] Maeda T,Fukumoto C,Matsumura T,et al.Effect of adding 铁矿石配矿结构发生变化，采用上述模型都能获得 moisture and wettability on granulation of ron ore.nt,2005, 良好的预测效果，说明该模型具有普遍性 45(4):477 10] Venkataramana R,Kapura PC,Gupta SS.Modelling of granu- 5结论 lation by a two-stage auto-ayering mechanism in continuous in- dustrial drums.Chem Eng Sci,2002,57(10):1685 (1)随着水分增加，制粒后混合料中粗粒级颗 [11]Ellis B G,Loo C E,Witehard D.Effect of ore properties on sin- ter bed permeability and strength.Ironmaking Steelmaking 粒含量增加，细粒级含量减少，混合料平均粒径增 2007,34(2):99 大，透气性首先得到大幅改善，但当水分达到一定程 02] Khosa J,Manuel J.Predicting granulating behaviour of iron ores 度后增幅放缓或有所下降 based on size distribution and composition.IS//Int,2007,47 (2)透气性增幅达到缓和或开始降低的水分点 (7):965第 4 期 范晓慧等: 烧结混合料适宜制粒水分的预测 适宜水分量: W = X + 0. 5 ·Wc + ( 1 － X + 0. 5 ) ·Wa ． ( 3) 黏附粉持水量可由式( 2) 计算得到． 将式( 2) 代入 式( 3) ，可得 W = X + 0. 5 ·Wc + 0. 72( 1 － X + 0. 5 ) ·Wp ． ( 4) 式中，X + 0. 5为混合料中 + 0. 5 mm 颗粒的含量，Wc为 核颗粒持水量，Wa为黏附粉颗粒持水量，Wp为黏附 粉最大毛细水． 采用上述模型预测了 30 种配料方案的制粒适 宜水分． 每种配料都为铁矿石、白云石、石灰石、生 石灰、焦粉和返矿的混合物． 通过将混合料分级成 + 0. 5 mm 的核颗粒和 － 0. 5 mm 的黏附粉，并检测 每种配料方案核颗粒持水量和黏附粉最大毛细水， 按照制粒适宜水分的模型预测其适宜值，将实测值 和预测值进行作图，见图 9． 如果检测值与实测值允 许的绝对误差为 ± 0. 3% ，则模型预测的准确率可达 93. 3% ． 图 9 制粒适宜水分实测值与预测值比较 Fig． 9 Comparison between the measured and prediction values of the suitable water content for granulation 30 种配矿方案涉及铁矿石种类及配比的改变、 混合料粒度组成( 黏附粉含量) 的改变、烧结辅料 ( 熔剂、燃料和返矿) 比例的改变以及生石灰用量的 改变，如图 9 所示． 不管是熔剂结构发生变化，还是 铁矿石配矿结构发生变化，采用上述模型都能获得 良好的预测效果，说明该模型具有普遍性． 5 结论 ( 1) 随着水分增加，制粒后混合料中粗粒级颗 粒含量增加，细粒级含量减少，混合料平均粒径增 大，透气性首先得到大幅改善，但当水分达到一定程 度后增幅放缓或有所下降． ( 2) 透气性增幅达到缓和或开始降低的水分点 可作为适宜制粒水分的判据． ( 3) 制粒小球可分为黏附层和核颗粒． 实验结 果表明黏附层和核颗粒在制粒过程中所需水分不 同． 核颗粒主要是满足自身吸水的要求; 而黏附粉 除此之外，还要使颗粒间的空隙填充到一定状态． ( 4) 可根据混合料 + 0. 5 mm 颗粒含量、核颗粒 持水量和黏附粉最大毛细水量建立适宜制粒水分的 预测模型，模型为 W = X +0. 5 ·Wc +0. 72( 1 － X +0. 5 )·Wp ． ( 5) 根据 30 种混合料的适宜制粒水分研究，采 用本文模型进行预测，当绝对误差为 ± 0. 3% ，预测 准确率为 93. 3% ，能满足混合料适宜制粒水分预测 的精度要求． 参 考 文 献 ［1］ Rankin W J，Yang J J． Granulation of mixture and its effect on sintering． Sintering Pelletizing，1988( 4) : 55 ( Rankin W J，杨浚锦． 混合料制粒及其在烧结中的作用． 烧 结球团，1988( 4) : 55) ［2］ Fu S C，Cai R Z，Tu W． On granulating effectiveness of sinter mix． Sintering Pelleting，1992( 4) : 7 ( 傅守澄，蔡汝卓，涂卫． 烧结混合料的制粒效果及分析． 烧结 球团，1992( 4) : 7) ［3］ Kasai E，Rankin W J，John F G． Effect of raw mixture properties on bed permeability during sintering． ISIJ Int，1989，29( 1) : 33 ［4］ Sun Q，Liu Z Q． Discussion on strengthening the effect of mixture granulation． Shougang Sci Technol，1998( 1) : 41 ( 孙骐，刘政群． 关于强化混合料制粒效果的探讨． 首钢科技， 1998( 1) : 41) ［5］ Kapur P C，Runkana V． Balling and granulation kinetics revisi￾ted． Int J Miner Process，2003，72( 1-4) : 417 ［6］ Venkataramana R，Gupta S S，Kapur P C． A combined model for granule size distribution and cold bed permeability in the wet stage of iron ore sintering process． Int J Miner Process，1999，57( 1) : 43 ［7］ Kano J，Kasai E，Saito F，et al． Numerical simulation model for granulation kinetics of iron ores． ISIJ Int，2005，45( 4) : 500 ［8］ Litster J，Waters A，Nicol S． A model for predicting the size dis￾tribution of product from a granulating drum． Trans Iron Steel Inst Jpn，1986，26( 12) : 1036 ［9］ Maeda T，Fukumoto C，Matsumura T，et al． Effect of adding moisture and wettability on granulation of iron ore． ISIJ Int，2005， 45( 4) : 477 ［10］ Venkataramana R，Kapura P C，Gupta S S． Modelling of granu￾lation by a two-stage auto-layering mechanism in continuous in￾dustrial drums． Chem Eng Sci，2002，57( 10) : 1685 ［11］ Ellis B G，Loo C E，Witchard D． Effect of ore properties on sin￾ter bed permeability and strength． Ironmaking Steelmaking， 2007，34( 2) : 99 ［12］ Khosa J，Manuel J． Predicting granulating behaviour of iron ores based on size distribution and composition． ISIJ Int，2007，47 ( 7) : 965 ·377·