工程科学学报，第37卷，第10期：1276-1283,2015年10月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.10:1276-1283,October 2015 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2015.10.004;http://journals.ustb.edu.cn 颗粒粒径对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响 邵剑华12)四 1)北京科技大学治金工程研究院，北京1000832)河北钢铁集团唐钢公司，唐山063016 ☒通信作者，E-mail:hshao.2004@163.com 摘要采用热态可视化流化床装置，在一定表观气速条件下，研究1073K温度时不同粒级铁矿粉的黏结失流.根据对黏结 失流影响程度的不同，可将矿粉颗粒分为三个粒径区间：中性气氛升温过程中失流的小粒径颗粒：还原至较低金属化率发生 失流的中间粒径颗粒；还原至高金属化率也不发生失流的大粒径颗粒.分别对他们不同的影响机理进行了分析.研究还发现 在正常流化条件下，随着矿粉颗粒粒径的增大，还原失流后床层的膨胀幅度会减小 关键词铁矿还原：流化床：黏结：粒径 分类号TF552 Influence of particle size on the sticking of iron ore fines in fluidized beds during reduction SHAO Jian-hua 1)Research Institute of Metallurgy Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Tangshan Iron and Steel Co.,Lid.,Hebei Iron and Steel Group,Tangshan 063016,China Corresponding author,E-mail:jhshao2004@163.com ABSTRACT By using a thermal-state visualizable fluidized bed,the sticking of iron ore fines with different particle sizes was inves- tigated under the condition of certain superficial gas velocity at 1073 K.It is found that according to different influences of particle size on the sticking,iron ore fines can be divided into three particle size ranges:small particle size at which sticking occurs in the neutral atmosphere under 1073 K,medium particle size at which defluidization happens when iron ore fines are reduced to low metallization ratio on the fluidized bed,and large particle size at which sticking does not appear on the fluidized bed,even to the end of reduction. The influence mechanism of particle size was analyzed in this paper.Moreover,under the normal fluidization condition,the swelling degree of the fixed bed after defluidization decreases with increasing particle size. KEY WORDS iron ore reduction:fluidized beds;sticking:particle size 流化床炼铁流程具有直接使用粉矿和不依赖焦煤 相关机理，当前还鲜见报道 资源等优势：但该流程若实现工业化仍有许多问题需 本文在一定温度和表观气速条件下改变颗粒粒 要解决，尤其是如何克服还原期间出现铁矿粉颗粒黏 径，考察其对流化床黏结失流的影响，并探索相关 结失流问题，已成为技术瓶颈·-可.黏结失流不仅恶化 机理 还原反应的动力学条件，还会影响工艺流程的连续运 行，削弱该流程优势-.Langston和Stephens研究 1 实验 的颗粒黏结趋势理论认为增大颗粒动量有利于减小颗 本实验主要设备装置为热态可视流化床，其相关 粒的黏结趋势.但颗粒粒径对黏结失流的具体影响和 介绍见笔者前期研究，这里不再赘述.实验先将取 收稿日期：201406-25 基金项目：国家自然科学基金委员会与上海宝钢集团公司联合基金重点资助项目(50834007)工程科学学报，第 37 卷，第 10 期: 1276--1283，2015 年 10 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 10: 1276--1283，October 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 10． 004; http: / /journals． ustb． edu． cn 颗粒粒径对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响 邵剑华1，2)  1) 北京科技大学冶金工程研究院，北京 100083 2) 河北钢铁集团唐钢公司，唐山 063016  通信作者，E-mail: jhshao2004@ 163． com 摘 要 采用热态可视化流化床装置，在一定表观气速条件下，研究 1073 K 温度时不同粒级铁矿粉的黏结失流． 根据对黏结 失流影响程度的不同，可将矿粉颗粒分为三个粒径区间: 中性气氛升温过程中失流的小粒径颗粒; 还原至较低金属化率发生 失流的中间粒径颗粒; 还原至高金属化率也不发生失流的大粒径颗粒． 分别对他们不同的影响机理进行了分析． 研究还发现 在正常流化条件下，随着矿粉颗粒粒径的增大，还原失流后床层的膨胀幅度会减小． 关键词 铁矿还原; 流化床; 黏结; 粒径 分类号 TF552 Influence of particle size on the sticking of iron ore fines in fluidized beds during reduction SHAO Jian-hua 1) Ｒesearch Institute of Metallurgy Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Tangshan Iron and Steel Co． ，Ltd． ，Hebei Iron and Steel Group，Tangshan 063016，China  Corresponding author，E-mail: jhshao2004@ 163． com ABSTＲACT By using a thermal-state visualizable fluidized bed，the sticking of iron ore fines with different particle sizes was inves￾tigated under the condition of certain superficial gas velocity at 1073 K． It is found that according to different influences of particle size on the sticking，iron ore fines can be divided into three particle size ranges: small particle size at which sticking occurs in the neutral atmosphere under 1073 K，medium particle size at which defluidization happens when iron ore fines are reduced to low metallization ratio on the fluidized bed，and large particle size at which sticking does not appear on the fluidized bed，even to the end of reduction． The influence mechanism of particle size was analyzed in this paper． Moreover，under the normal fluidization condition，the swelling degree of the fixed bed after defluidization decreases with increasing particle size． KEY WOＲDS iron ore reduction; fluidized beds; sticking; particle size 收稿日期: 2014--06--25 基金项目: 国家自然科学基金委员会与上海宝钢集团公司联合基金重点资助项目( 50834007) 流化床炼铁流程具有直接使用粉矿和不依赖焦煤 资源等优势; 但该流程若实现工业化仍有许多问题需 要解决，尤其是如何克服还原期间出现铁矿粉颗粒黏 结失流问题，已成为技术瓶颈［1--3］． 黏结失流不仅恶化 还原反应的动力学条件，还会影响工艺流程的连续运 行，削弱该流程优势［4--5］． Langston 和 Stephens ［6］研究 的颗粒黏结趋势理论认为增大颗粒动量有利于减小颗 粒的黏结趋势． 但颗粒粒径对黏结失流的具体影响和 相关机理，当前还鲜见报道． 本文在一定温度和表观气速条件下改变颗粒粒 径，考察 其 对 流 化 床 黏 结 失 流 的 影 响，并 探 索 相 关 机理． 1 实验 本实验主要设备装置为热态可视流化床，其相关 介绍见笔者前期研究［7--9］，这里不再赘述． 实验先将取