·518· 北京科技大学学报 1998年第6期 ∂p +∑R△X (1) 式中，k代表N2,CO,CO,等气体相. (2)固相质量守恒方程： =∑R·X Ot (2) 式中，k代表Fe,O,FeO,C,SiO,CaO,Fe等固体相. (3)能量守恒方程： pk）+Ea (3) 1.3反应速度式 (1)干馏反应： R,=ko·exp(-E,IRT·W (4) (2)碳的气化反应： R2=S·4π·n·ko·exp-E/R0·P2 (5) (3)还原反应： R=S·4πr·n,·ko·exp·（-E/RT·P, (6) 1.4边界条件 (1)温度边界条件： OT =0 r,=0 "orr-r =a(4-)+aT,4-T (7) (2)气相浓度边界条件： 中心处球对称，有 OPk D.or =0 (8) 外边界处气相成分满足 aps=hkpe-p） D. (9) 式中，Pm为周围气体浓度，本计算为纯N2, 1.5初始条件 1)温度初始条件：T,=(273+15);2)气相浓度初始条件：P4=P:3)固相密度初始条件： Dk=Po 2数值计算结果与分析 为了将计算结果和试验结果进行对照，本文采用文献[3】的数据进行了计算对比.该试验 使用铁精矿粉、焦炭粉和少量石灰制成含碳球团，其成分（质量分数/%）为：Fe,0,57.83, Fe00.67,C14.94,Ca04.47,Si0,5.55,A1,0,4.44,Mg00.14,P0.01,挥发物0.99，其他0.51，烧损 0.4.球团的平均直径为15mm,孔隙率为34%，表观密度2850kg·m3,真实密度 4300kg·m3.经干燥和干馏后的球团，在氮气保护下，在1000和1200℃的电炉中还原.通 过气体成分的仪器分析获得球团金属化率随时间的变化规律. 研究对象是一个一维球坐标非稳态问题，其求解域由空间坐标及时间坐标构成，空间坐 标为球(0<r<r。),时间坐标为π>0的整个时间域.将上述微分方程在求解区域内进行离散 化处理后，在不同的条件下进行数值计算，计算中所用的各参数的数值见文献[10]. 2.1焙烧过程中金属化率的变化 利用本文所建的数学模型，将文献[3]的球团成分代入，计算直径为15mm的含碳球团在北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 景 、，。 一 刹、 噜 · 。 弋 式 中 ， 代 表 ， ， ， 等气体相 · 固相 质量 守 恒方程 鲁 一 艺只 ’ 戈 “ 式 中 ， 代 表 ， ， 能量 守恒 方 程 反应 速 度式 干馏 反 应 碳 的气化反 应 还 原反 应 边界条件 温 度边界条件 ， ， ， 等 固体相 · 。 ， 潇 一 悬 豹 · 艺“ △狱 二 气 。 · 试 一 乓 ， 刀 · 城 冬 · 二 乓 · 二 · 气 。 · 试 一 凡 乃 · 凡 · 气 。 · · 一 几 乃 · 凡 尸 即匀 引 ， 。 一 引 。 一 。 。 一 一 。 一 、 一 兀。 气相浓度边界 条件 中心处球 对称 ， 有 外边界处气相 成分满足 噜 一 。 黔 一 。 。 、 一 。 二 式 中 ， ， 为周 围气体浓度 ， 本计算 为 纯凡 初始条件 温度初始条件 不 气相 浓度初 始条件 固相 密度初 始条件 口、 · 数值计算结果与分析 为 了将计算结果 和 试验结果进行 对照 ， 本文采用文献 【 的数据进行 了计算对 比 该试验 使 用 铁 精 矿 粉 、 焦 炭 粉 和 少 量 石 灰 制 成 含 碳 球 团 ， 其 成 分 质 量 分 数 为 ， ， ， ， ， ， ， 印 · ， 挥发物 ， 其他 ， 烧损 球 团 的 平 均 直 径 为 巧 ， 孔 隙 率 为 ， 表 观 密 度 · 一 ， ， 真 实 密 度 吨 · 一 ， 经 干 燥 和 干馏 后 的球 团 ， 在 氮气保 护下 ， 在 和 ℃ 的 电炉 中还 原 通 过气体成 分 的仪器 分析获得 球 团金 属化率随时 间的变化规律 研究对象是 一 个 一 维球坐 标 非稳 态 问题 ， 其求解域 由空 间坐标及 时 间坐 标构成 ， 空 间坐 标 为 球 ， 时间坐标 为 的整 个 时间域 · 将上述微分方程 在 求解 区域 内进行 离散 化处理 后 ， 在 不 同的条件下 进行数值计算 ， 计算 中所 用 的各参数 的数值见 文献【 焙烧过程 中金属化 率的变化 利 用 本 文 所建 的 数学模 型 ， 将 文 献 「 的球 团成分代 入 ， 计算 直 径 为 的含碳 球 团在