第2期 安秀伟等：含锌粉尘内配碳球团还原模型 159· 100 性气体CO,孔隙率越小C0越不容易往外扩散，从 而使球团内部C0分压升高，加快了铁氧化物的还 80 1573K 523K1473K 了 ▲ 原.在反应后期随着反应的进行，球团中碳含量逐 0 渐减少，里层需要更多的CO才能完成还原，而外 ● 层的C0却是过剩的，这时外层的CO需要通过扩 40 散进入里层，孔隙度越高越有利于扩散的进行，从 ·1573K实验值 100 1523K实验值 20 ▲1473K实验值 模拟计算值 80 8 mm 8 12 16 6 mm- 60 10 nm 还原时间/min 图2不同温度下脱锌率的模拟值与实验值的比较 Fig.2 Comparison of zinc removal rate between calculated values and measured ones at different furnace temperatures 20 著影响.在高温下球团的金属化率和脱锌率能迅速 达到一个较高的水平，当炉温为1573K和还原时 8 12 16 20 间为15mim时，金属化率可达79.4%，脱锌率可达 还原时间/min 978%,之后都趋于平缓.因此在实际生产中应控制 图3球团半径对金属化率的影响 还原时间在l5min左右，同时提高炉温度可大大 Fig.3 Infuence of pellet diameter on the metallization rate 提高球团的最终金属化率及脱锌率 100 4.2球团半径对还原的影响 在实际生产中，球团太小对造球、布料、储存、 80 运输以及后续用于高炉生产都会有不利的影响，球 团半径太大时在短时间内又不能达到要求的金属化 60 率及脱锌率，因此选择合适的球团半径对转底炉生 产工艺有着重要的影响.图3和图4为炉温为1573 K下初始半径分别为6、8和10mm时，球团的金属 化率和脱锌率随还原时间的变化图.由图可见：半 径越小还原反应越刷烈.金属化率开始几乎不变， 随后急剧增加，最后渐渐变慢；氧化锌则是从反应 8 12 16 20 还原时间/min 开始就保持着较快的脱除速度，直到完全脱除为止. 同时半径对金属化率稍有影响而对脱锌率几乎没有 图4球团半径对脱锌率的影响 影响，还原时间为l5min时，球团初始半径由6mm Fig.4 Influence of pellet diameter on the zinc removal rate 增加到10mm,对应的金属化率由原来的82.2%降 100 到79.4%，而脱锌率基本没有变化，都可达97% 0.5 0.4 80 以上. 03 4.3孔隙率对还原的影响 60 在转底炉生产工艺中对球团孔隙率直接影响 0.3 的是粉尘粒度和造球压力.在实际生产中，粉尘粒 40 0.5 度已确定，因此孔隙率成为指导压球生产的一项重 要指标.图5和图6分别为炉温1573K,球团初始 20 半径为10mm,孔隙率分别为0.3、0.4和0.5时，球 团的金属化率和脱锌率随还原时间的变化图.由图 12 16 20 5可见，还原前期孔隙率越高铁氧化还原越慢，而 还原时间/min 后期还原速率随孔隙率的增加变快.主要原因是还 图5球团孔隙率对金属化率的影响 原前期球团内部由于碳的气化反应产生大量的还原 Fig.5 Influence of pellet porosity on the metallization rate