第12期 冯俊小等：环冷机内球团矿热过程数学模型 ·1599 利于提高球团矿的冷却效果和产品质量.料层厚度 然导致其产量减少.为此，在保证产量的前提下，适 在550~800mm较为合理. 当降低环冷机的转速可有效改善冷却效果、提高球 3.4球团直径变化对料层温度的影响 团矿的质量.合理机速为1.0~1.5mmr. 球团直径变化对料层温度的影响如图5所示. 4结论 由图可以看出，球径越小，料层冷却速度越快.这是 因为球径越小，其比表面积越大，单位体积球团料层 (1)开发建立了环冷机内球团料层热过程的数 的换热面积会大大增加，换热得到强化，降温较快. 学模型，经现场实测数据验证表明，计算结果和实测 当球径从11m减小到7m时，在20~30m区间 数据基本吻合，开发的数学模型和计算方法正确可 影响最大，降温最大相差超过100℃.可见，在保证 靠，可用于工业生产过程的仿真计算分析. 球团生球强度的前提下，适当减小球团直径，可加快 (2)通过仿真研究发现，冷却一段风速、料层厚 球团料层的冷却，提高生产率.研究结果表明球径 度、球团粒度和环冷机机速是影响环冷机内部球团 的合理范围为7~16m四 料层冷却过程的主要因素.增大冷却一段风速、减 1400 小料层厚度、缩小球团直径以及降低环冷机转速，都 1200 一直径7mm 有利于强化球团料层的冷却，提高球团的冷却质量. ---直径9mm 1000 …直径11mm 在实际生产中，上述诸因素需要协调一致.在本文 研究条件下，合理操作条件为：料层厚度550~ 800 800四球团粒度7~16m冷却一段风速1.2~ 600 25ms1,环冷机机速1.0~1.5mmr. 400 200 参考文献 [Il Trescot JB ComorDM FaulknerB P OPtmiation of the irn 0 10 20 30 40 50 时间min ore pelletiang proces//20th Iromak ing Con ference Proceed ings Pittsbugh 2000 445 图5球团直径变化对料层温度的影响 Xu MX mpovem ent and deveppment of blast fumace burden Fg 5 Effectof pellet dimeter on pellet bed tmperaure [2 design in China Sntering Pelletizng 2001 26(2):6 3.5环冷机机速变化对料层温度的影响 (许满兴.中国高炉炉料结构的进步与发展.烧结球团，2001 环冷机转速变化对料层温度的影响如图6所 26(2片6) 3 Yang B Wang G The poject and operating Practice of grate 示.从图可以看出，随着环冷机转速的增大，球团料 kin ox id ized pe llet Process nX inx inhuguan Co Sintering Pelleti 层的冷却速度减小降温速度减慢.在5~35m较 zng200429(3):27 大冷却时段内影响显著，机速从1.0mm前增加到 (杨彬，王国强。新兴铸管公司链篦机回转窑氧化球团厂的 1.3mm江时降温最大相差超过173℃.这是因为 设计.烧结球团，200429(3：27 环冷机转速增大，意味着风料比减小，球团料层冷却 [4 Chen S F Ren W.About the grate kin pelletizing prooess and Production Sinterng Pelleizng 2006 31(4):11 条件变差，甚至冷却不足；但环冷机转速的减小，必 (陈三凤风，任伟.链篦机-回转窑球团工艺有关技术问题的探 1400- 讨.烧结球团.200631(4)：11) Ye KW.Review of three kins of pelletizing processes Sintering 1200 一机速1.0mmin …机速1.1mmin Pelletizng200227(1):4 1000 -机速1.2mmin (叶匡吾.三种球团焙烧工艺的评述.烧结球团，200227(1片 一机速13mmin-1 800 4) [6 Zhang J Conmon breakdown and teamensofblastannular cooL 600 ers Snterng Pelketizng 1999 24(5):56 400 (张晋.鼓风环式冷却机常见故障及处理方法.烧结球团. 200 1999.24(5):56) [7]Pekgagge PM CapuDAC CadarelliG OPtmization critera of 10 20 30 40 50 heat recovery fiom sold beds ApplThem Eng 1997 17(1)57 时间min [8 Pegage PM CapuDA C CardarelliG Comparing heat reco 图6环冷机机速变化对料层温度的影响 ery schemes in sold bed cooling Apl Them Eng 1997.17 Fig 6 Effect of the annukar cooler s velocity on pelletbed tempe (11片1045 ture I9 Feng JX Sun Z B Zhang Y et a]Mass and themal bahnce第 12期 冯俊小等:环冷机内球团矿热过程数学模型 利于提高球团矿的冷却效果和产品质量.料层厚度 在 550 ～ 800mm较为合理. 3.4 球团直径变化对料层温度的影响 球团直径变化对料层温度的影响如图 5所示 . 由图可以看出, 球径越小, 料层冷却速度越快 .这是 因为球径越小, 其比表面积越大, 单位体积球团料层 的换热面积会大大增加, 换热得到强化, 降温较快 . 当球径从 11mm减小到 7 mm时, 在 20 ～ 30 min区间 影响最大, 降温最大相差超过 100 ℃.可见, 在保证 球团生球强度的前提下, 适当减小球团直径, 可加快 球团料层的冷却, 提高生产率.研究结果表明球径 的合理范围为 7 ～ 16mm. 图 5 球团直径变化对料层温度的影响 Fig.5 Effectofpelletdiameteronpelletbedtemperature 图 6 环冷机机速变化对料层温度的影响 Fig.6 Effectoftheannularcooler' svelocityonpelletbedtempera￾ture 3.5 环冷机机速变化对料层温度的影响 环冷机转速变化对料层温度的影响如图 6所 示 .从图可以看出, 随着环冷机转速的增大, 球团料 层的冷却速度减小, 降温速度减慢.在 5 ～ 35 min较 大冷却时段内影响显著, 机速从 1.0 m·min -1增加到 1.3m·min -1时降温最大相差超过 173 ℃.这是因为 环冷机转速增大, 意味着风料比减小, 球团料层冷却 条件变差, 甚至冷却不足 ;但环冷机转速的减小, 必 然导致其产量减少 .为此, 在保证产量的前提下, 适 当降低环冷机的转速, 可有效改善冷却效果 、提高球 团矿的质量.合理机速为 1.0 ～ 1.5 m·min -1 . 4 结论 ( 1)开发建立了环冷机内球团料层热过程的数 学模型, 经现场实测数据验证表明, 计算结果和实测 数据基本吻合, 开发的数学模型和计算方法正确可 靠, 可用于工业生产过程的仿真计算分析. ( 2)通过仿真研究发现, 冷却一段风速 、料层厚 度、球团粒度和环冷机机速是影响环冷机内部球团 料层冷却过程的主要因素 .增大冷却一段风速、减 小料层厚度、缩小球团直径以及降低环冷机转速, 都 有利于强化球团料层的冷却, 提高球团的冷却质量. 在实际生产中, 上述诸因素需要协调一致 .在本文 研究条件下, 合理操作条 件为:料 层厚度 550 ～ 800 mm, 球团粒度 7 ～ 16 mm, 冷却一段风速 1.2 ～ 2.5 m·s -1 , 环冷机机速 1.0 ～ 1.5m·min -1 . 参 考 文 献 [ 1] TrescotJB, ConnorDM, FaulknerBP.Optimizationoftheiron orepelletizingprocess∥20thIronmakingConferenceProceedings. Pittsburgh, 2000:445 [ 2] XuMX.Improvementanddevelopmentofblastfurnaceburden designinChina.SinteringPelletizing, 2001, 26 ( 2) :6 (许满兴.中国高炉炉料结构的进步与发展.烧结球团, 2001, 26( 2 ):6) [ 3] YangB, WangGX.Theprojectandoperatingpracticeofgrate￾kilnoxidizedpelletprocessinXinxinzhuguanCo.SinteringPelleti￾zing, 2004, 29( 3) :27 (杨彬, 王国强.新兴铸管公司链篦机--回转窑氧化球团厂的 设计.烧结球团, 2004, 29( 3 ):27) [ 4] ChenSF, RenW.Aboutthegrate-kilnpelletizingprocessand production.SinteringPelletizing, 2006, 31( 4 ) :11 (陈三凤, 任伟.链篦机--回转窑球团工艺有关技术问题的探 讨.烧结球团, 2006, 31 ( 4) :11 ) [ 5] YeKW.Reviewofthreekindsofpelletizingprocesses.Sintering Pelletizing, 2002, 27 ( 1) :4 (叶匡吾.三种球团焙烧工艺的评述.烧结球团, 2002, 27( 1 ): 4) [ 6] ZhangJ.Commonbreakdownandtreatmentsofblastannularcool￾ers.SinteringPelletizing, 1999, 24( 5 ):56 (张晋.鼓风环式冷却机常见故障及处理方法.烧结球团, 1999, 24( 5) :56 ) [ 7] PelagaggePM, CaputoAC, CardarelliG.Optimizationcriteriaof heatrecoveryfromsolidbeds.ApplThermEng, 1997, 17( 1 ):57 [ 8] PelagaggePM, CaputoAC, CardarelliG.Comparingheatrecov￾eryschemesinsolidbedcooling.ApplTherm Eng, 1997, 17 ( 11 ):1045 [ 9] FengJX, SunZB, ZhangY, etal.Massandthermalbalance · 1599·