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168 北京科技大学学报 第32卷 从无到有急剧变宽，其后随着烧结的进行，燃烧带小 缓慢上升，三个高度的含量曲线存在差异的原因在 幅度波动变宽，燃烧的焦粉量增加，燃料型NO量增 于，随着料层高度的增加，焦粉配加量减少，料层中 加，同时高温区逐渐变宽，烧结料层最高温度升高， 烧结气体的氧含量升高，可以减弱燃烧带C0气体 N2和O2结合生成热力型NO的能力增强，NO含量 对NO的还原 表3N2与02生成N0的平衡常数K。 Table 3 Equilibrim constantK of the reaction beteen N2 and 02 T水 300 1000 1200 1500 2000 K 7.0×10-31 7.5X10-9 2.8×10-7 1.1×10-5 4.1×10-￥ 250 下重复性烧结实验结果会有偏差，但偏差不太大 200 鉴于上述特点，不能用平均值进行计算.本文选用 -。-700mm 其中较好的一组来说明料层高度增加对烧结气体成 -o-850mm -★-100mm 分流量的影响，所选数据的实验条件是：料层高度为 700850和1000mm的烧结时间分别为2533和 10 20 30 时间min 47min气体流量分别为2.822.66和2.59m3.min. 图5各料层高度的烧结尾气中N0含量随时间的变化情况 根据平均尾气流量、烧结尾气含量曲线和烧结时间计 Fig5 Variations of NO content with tme in each bed depth sinte- 算所得的各气体成分的总流量，具体见表4 ring 为了便于分析烧结料层中高温区对烧结尾气成 2.5烧结过程高温区宽度变化规律 分的变化的影响，对石英杯烧结进行过程摄像得到 由于烧结料是混合物，不能保证每次实验的水 三个料层高度下高温区宽度随烧结时间的变化情 分含量和烧结料的粒度分布完全一致，故同一高度 况，具体如图6所示. 表4各气体成分的总流量 Table 4 Gas flow of each camnposition 料层厚度mm 02计算总流量M加3 C02计算总流量加3 S02计算总流量m3 NO计算总流量加3 700 9.67 2.71 0.0195 0.0116 850 12.62 3.09 0.0182 0.0151 1000 17.92 4.02 0.0174 0.0209 (e) -107E 20on 8 min 16 min 24 min 32 min 40 min 图6各料层高度的高温区宽度在烧结过程中的变化照片.（a)料层高度700mm:(b)料层高度850mm:(c)料层高度1000mm Fig 6 Varations n width of the high temperature zone in different bed depths (a)bed depth 700mm:(b)bed depth 850mm:(c)bed depth 1000mm 从图6(a)(c)中可以较为清晰地看出，在各 的原因有三个.其一，由于烧结过程是将平均温度 料层高度的高温区在烧结过程中逐渐变宽，这与上 较低的烧结料变成平均温度较高的烧结矿的过程， 文所述的根据烧结尾气成分判断烧结过程高温区宽 故随着烧结的进行，高温烧结矿层越来越厚；其二， 度的变化结果较为一致.高温区宽度产生上述变化 由于高温烧结矿层的厚度增加，烧结气体受热时间北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 从无到有急剧变宽其后随着烧结的进行燃烧带小 幅度波动变宽燃烧的焦粉量增加燃料型 ＮＯ量增 加同时高温区逐渐变宽烧结料层最高温度升高 Ｎ2和 Ｏ2结合生成热力型 ＮＯ的能力增强ＮＯ含量 缓慢上升．三个高度的含量曲线存在差异的原因在 于随着料层高度的增加焦粉配加量减少料层中 烧结气体的氧含量升高可以减弱燃烧带 ＣＯ气体 对 ＮＯ的还原． 表 3 Ｎ2与 Ｏ2生成 ＮＯ的平衡常数 Ｋｐ Ｔａｂｌｅ3 ＥｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｃｏｎｓｔａｎｔＫｐｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＮ2ａｎｄＯ2 Ｔ／Ｋ 300 1000 1200 1500 2000 Ｋｐ 7∙0×10—31 7∙5×10—9 2∙8×10—7 1∙1×10—5 4∙1×10—4 图 5 各料层高度的烧结尾气中 ＮＯ含量随时间的变化情况 Ｆｉｇ．5 ＶａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆＮＯｃｏｎｔｅｎｔｗｉｔｈｔｉｍｅｉｎｅａｃｈｂｅｄｄｅｐｔｈｓｉｎｔｅ- ｒｉｎｇ 2∙5 烧结过程高温区宽度变化规律 由于烧结料是混合物不能保证每次实验的水 分含量和烧结料的粒度分布完全一致故同一高度 下重复性烧结实验结果会有偏差但偏差不太大． 鉴于上述特点不能用平均值进行计算．本文选用 其中较好的一组来说明料层高度增加对烧结气体成 分流量的影响．所选数据的实验条件是：料层高度为 700850和 1000ｍｍ的烧结时间分别为 2533和 47ｍｉｎ、气体流量分别为 2∙822∙66和 2∙59ｍ 3·ｍｉｎ —1． 根据平均尾气流量、烧结尾气含量曲线和烧结时间计 算所得的各气体成分的总流量具体见表 4． 为了便于分析烧结料层中高温区对烧结尾气成 分的变化的影响对石英杯烧结进行过程摄像得到 三个料层高度下高温区宽度随烧结时间的变化情 况具体如图 6所示． 表 4 各气体成分的总流量 Ｔａｂｌｅ4 Ｇａｓｆｌｏｗｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ 料层厚度／ｍｍ Ｏ2计算总流量／ｍ3 ＣＯ2计算总流量／ｍ3 ＳＯ2计算总流量／ｍ3 ＮＯ计算总流量／ｍ3 700 9∙67 2∙71 0∙0195 0∙0116 850 12∙62 3∙09 0∙0182 0∙0151 1000 17∙92 4∙02 0∙0174 0∙0209 图 6 各料层高度的高温区宽度在烧结过程中的变化照片．（ａ） 料层高度 700ｍｍ；（ｂ） 料层高度 850ｍｍ；（ｃ） 料层高度 1000ｍｍ Ｆｉｇ．6 Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎｗｉｄｔｈｏｆｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｚｏｎｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｅｄｄｅｐｔｈｓ：（ａ） ｂｅｄｄｅｐｔｈ700ｍｍ；（ｂ） ｂｅｄｄｅｐｔｈ850ｍｍ；（ｃ） ｂｅｄｄｅｐｔｈ 1000ｍｍ 从图 6（ａ）～（ｃ）中可以较为清晰地看出在各 料层高度的高温区在烧结过程中逐渐变宽这与上 文所述的根据烧结尾气成分判断烧结过程高温区宽 度的变化结果较为一致．高温区宽度产生上述变化 的原因有三个．其一由于烧结过程是将平均温度 较低的烧结料变成平均温度较高的烧结矿的过程 故随着烧结的进行高温烧结矿层越来越厚；其二 由于高温烧结矿层的厚度增加烧结气体受热时间 ·168·