烧结料层气体动力学

1、第六章第六章 烧结过程气体力学烧结过程气体力学6.1 烧结料层结构的物性参数烧结料层结构的物性参数6.2 烧结料层的透气性烧结料层的透气性6.3 气流在烧结料层中的阻力损失气流在烧结料层中的阻力损失 6.4 烧结过程透气性变化规律烧结过程透气性变化规律 6.5 改善烧结料层透气性的措施改善烧结料层透气性的措施 6.1 烧结料层结构的物性参数烧结料层结构的物性参数 （一）混合料的平均粒径（一）混合料的平均粒径 n1iiidgG1d算G1n1igiidd几何n1iiidg/Gd调和名称名称计算公式计算公式物理意义物理意义特点或常用范围特点或常用范围加权算术平均加权算术平均各粒级按质量分各粒级按质量

2、分率参加平均率参加平均尺寸比较尺寸比较加权几何平均加权几何平均各粒级按质量分各粒级按质量分率乘方连乘后开率乘方连乘后开G方方多用于筛分分析多用于筛分分析两相中相邻粒级两相中相邻粒级之平均之平均加权调和平均加权调和平均按相当等表面积按相当等表面积的平均的平均冶金常用冶金常用散物料气体阻力散物料气体阻力计算计算中位数中位数各粒级累计质量百分数对粒各粒级累计质量百分数对粒级作图得出级作图得出占混合料质量一占混合料质量一半时所对应的颗半时所对应的颗粒尺寸粒尺寸以作图法求得以作图法求得6.1 烧结料层结构的物性参数烧结料层结构的物性参数 （二）料粒的形状系数（二）料粒的形状系数 料粒的形状系数料粒的形状

3、系数是指与料粒同体积的球体的表面积和料粒本身实际是指与料粒同体积的球体的表面积和料粒本身实际表面积的比值，即表面积的比值，即G=S球球/S料粒料粒但实验还指出，除了料粒的形状外，它的表面结构及但实验还指出，除了料粒的形状外，它的表面结构及粗糙度粗糙度的影响的影响也很大，所以实际上应表达如下：也很大，所以实际上应表达如下： =G名称名称直径直径(d)或边长或边长(a)G名称名称直径直径(d)或边长或边长(a)G圆球圆球D=a1.0正四面体正四面体a0.672正八面体正八面体a0.846平板平板a,a,0.5a0.762立方体立方体d0.806平板平板a,a,0.2a0414长方体长方体a,a,2

4、a0.767平板平板a,a,0.1a0.261长方体长方体a,a,3a0.718平板平板a,a,0.05a0.164长方体长方体a,a,6a0.6136.1 烧结料层结构的物性参数烧结料层结构的物性参数 （三）料层的孔隙率（三）料层的孔隙率 ）真堆r /r1 ( 6.1 烧结料层结构的物性参数烧结料层结构的物性参数 （四）烧结料层结构物性参数的变化（四）烧结料层结构物性参数的变化 孔隙率孔隙率比表面积比表面积AS床层结构的变化主要发生床层结构的变化主要发生在燃料层和熔融固结层。在燃料层和熔融固结层。6.2 烧结料层的透气性烧结料层的透气性 tFQG 透气性透气性是指固体散料层允许气体通过的难易

5、度，也是是指固体散料层允许气体通过的难易度，也是衡量混合料空隙度的标志衡量混合料空隙度的标志 （1）（2）在一定的压差（真空度）条件下，透气性按单位时间内通过单位面积和一定料层高度的气体量来表示， 在一定料层高度和抽风量不变的条件下，料层透气性可以用气体通过料层时压头损失P表示。即按真空度的大小来表示，真空度愈高，则料层透气性愈差，反之亦然。 q=60FVrK 6.2 烧结料层的透气性烧结料层的透气性 P6.3 气流在烧结料层中的阻力损失气流在烧结料层中的阻力损失nhAP拉姆辛公式拉姆辛公式 沃伊斯公式沃伊斯公式 n)Ph(FQP)Ph(FQP6 . 062. 06 . 0)Ph(FQP卡曼公

6、式卡曼公式 层流： 紊流： 23S5gP474. 0579. 0053. 038. 1526. 0S62. 0gPlh、p不变不变 Q/F与与P成一次方关系，即：欲提高产量，成一次方关系，即：欲提高产量，需改善料层透气性。需改善料层透气性。lP、h不变不变 Q/F与与pn成正比关系，即：欲提高产量，成正比关系，即：欲提高产量，可提高抽风负压。可提高抽风负压。lP、p不变不变 Q/F与料层高度成正比，即：透气性和负与料层高度成正比，即：透气性和负压不变时，增加料层厚度会导致产量下降压不变时，增加料层厚度会导致产量下降l透气性指数透气性指数P与烧结料粒径与烧结料粒径d成正比，与料层孔隙率成正比，与

7、料层孔隙率成成正比正比6.3 气流在烧结料层中的阻力损失气流在烧结料层中的阻力损失沃伊斯公式的应用沃伊斯公式的应用 6 . 0)Ph(FQPsQQk60q FQQk60rsnnshPQkPF60qn1nthPPF2803. 0N升高抽风负压可提高产量，但电耗急剧增加升高抽风负压可提高产量，但电耗急剧增加 层厚度增加后，必须采取相应的强化措施，改善烧结料层透气层厚度增加后，必须采取相应的强化措施，改善烧结料层透气性，才不至于减产性，才不至于减产 6.4 烧结过程透气性变化规律烧结过程透气性变化规律 通常所说的烧结料层的透气性，实际上应包含通常所说的烧结料层的透气性，实际上应包含料层原始透气性料层

8、原始透气性和和点火后烧结料层的透气性点火后烧结料层的透气性两方面两方面 燃烧带与过湿带透气性差6.5 改善烧结料层透气性的措施改善烧结料层透气性的措施 改进混合料粒改进混合料粒度和粒度组成度和粒度组成 （1）采用较粗的原料）采用较粗的原料 （2）调整返矿）调整返矿加强烧结料的准加强烧结料的准备备 （强化制粒）（强化制粒）（1）控制混合制粒水分）控制混合制粒水分 （2）加入添加物）加入添加物（3）强化混合制粒工艺）强化混合制粒工艺强化烧结操作强化烧结操作 消除过湿带的影响消除过湿带的影响 （1）Q、 P的合理控制的合理控制 （2）降低漏风率）降低漏风率f 漏风率的测漏风率的测定与防治定与防治（3

9、）强化布料工艺）强化布料工艺 （4）采用富氧空气烧结）采用富氧空气烧结 改善烧结料层透气性的对策改善烧结料层透气性的对策提高提高料层孔隙度料层孔隙度合适的合适的原料粒度原料粒度控制控制燃烧带宽度燃烧带宽度清除清除湿料层湿料层(1)强化制粒强化制粒(2)配天然矿配天然矿(3)合适的粒度合适的粒度分布分布(4)合适的布料合适的布料方式方式 (1) d有利于有利于P(2) d不利于烧不利于烧结反结反 应的进行应的进行(1) 配配C量要合适量要合适(2) 燃料粒度要合燃料粒度要合 适适(3) 提高燃料燃烧提高燃料燃烧性性(1) 严格控制烧结严格控制烧结原料的水分原料的水分(2) 提高烧结料的提高烧结料

10、的料温料温 （蒸气预（蒸气预 热等）热等）冷冷 态态热热 态态烧烧 结结 机机 漏漏 风风 区区 段段 的的 分分 布示布示 意意 图图1- 抽抽 入入 风风 机机 的的 风风 量量: 2-电除尘系统的漏风电除尘系统的漏风;3- 台台 车车 料料 面面 到到 炉炉 算子之间的漏风算子之间的漏风; 4-炉算子到风箱支管炉算子到风箱支管间的漏风间的漏风;5- 二二 重重 阀阀 系系 统统 的的 漏风漏风;强化布料工艺强化布料工艺 烧结布料工艺的要求烧结布料工艺的要求(1) 沿台车宽度和长度方向上布料量应均匀一致沿台车宽度和长度方向上布料量应均匀一致:(2) 沿台车宽度方向同一高度的混合料粒度和水分

11、和化学成分沿台车宽度方向同一高度的混合料粒度和水分和化学成分应均匀分布应均匀分布;(3) 从料面垂直向下方向混合料粒度分布逐渐变粗，燃料分布从料面垂直向下方向混合料粒度分布逐渐变粗，燃料分布逐渐减少以改善料层的气体动力学和热制度，并充分利用烧结逐渐减少以改善料层的气体动力学和热制度，并充分利用烧结层的层的“自动蓄热自动蓄热”作用作用;(4) 料面要求平整料面要求平整;(5) 料层有良好的透气性料层有良好的透气性;(6) 对生球的破坏小，边缘效应小。对生球的破坏小，边缘效应小。磁辊布料偏析法磁辊布料偏析法带式反射板偏析法带式反射板偏析法强化布料工艺强化布料工艺 空气偏析布料法空气偏析布料法振动反射板偏析法振动反射板偏析法强化布料工艺强化布料工艺 筛子型反射板偏析法筛子型反射板偏析法曲线型反射板曲线型反射板强化布料工艺强化布料工艺 宽皮带布料宽皮带布料强化布料工艺强化布料工艺 应用松料器应用松料器 松料孔松料孔强化布料工艺强化布料工艺 有耙沟烧结示意图有耙沟烧结示意图1耙沟孔耙沟孔2烧结料烧结料3铺底料铺底料 料面耙沟的烧结工艺料面耙沟的烧结工艺 不仅增加耙沟表面的垂直烧结速度，不仅增加耙沟表面的垂直烧结速度