[科普中国]-烧结杯试验

烧结杯试验是指使用杯状小型试验设备，模拟生产条件进行铁矿石烧结的试验。试验包括原料的制备、烧结、成品处理和检验以及技术指标计算等几个步骤。世界上大部分高炉炼铁使用烧结矿作为炉料，但是烧结矿质量的改进，烧结机产量的提高，无一不是在烧结杯试验的基础上获得的。通过烧结杯试验，可进行烧结矿的固结机理和数学模型的研究，来改进工艺提高烧结矿的产量和质量，也可通过烧结杯试验进行新原料、新工艺的研究。烧结杯试验具有对生产的较好的模拟性，也可为设计部门提供可靠的依据。

烧结杯试验使用杯状小型试验设备，模拟生产条件进行铁矿石烧结的试验。试验包括原料的制备、烧结、成品处理和检验以及技术指标计算等几个步骤。世界上大部分高炉炼铁使用烧结矿作为炉料，但是烧结矿质量的改进，烧结机产量的提高，无一不是在烧结杯试验的基础上获得的。通过烧结杯试验，可进行烧结矿的固结机理和数学模型的研究，来改进工艺提高烧结矿的产量和质量，也可通过烧结杯试验进行新原料、新工艺的研究。烧结杯试验具有对生产的较好的模拟性，也可为设计部门提供可靠的依据1。

原料的制备主要包括原料的中和、混匀和制粒3部分。

(1)中和。为保证试验用原料的化学成分及粒度组成基本相近，试验前各种原料必须单独进行中和处理。澳大利亚BHr，公司中心研究所的中和器是一个圆形偏心漏斗，下有一个可旋转的圆筒，筒内有10个容积相同的扇形容器，原料从漏斗进到旋转的扇形容器中时便进行了中和。大多数试验室采用人工中和。

(2)混匀。多数采用机械混合，以圆筒混合机较为普遍。德国鲁奇(Lurgi)公司采用的圆盘混料机，盘底水平放置，中间有3个叶片，可在三个不同半径上与圆盘作反向运动，结构简单，加水方便，混匀效果好。

(3)制粒。一般采用圆筒混合机起制粒作用。制粒后经冰冻法或液氮法测定混合料的粒度组成1。

烧结设备主要由烧结杯、给料器、点火器、抽风除尘系统几部分组成。

(1)烧结杯。烧结试验的主体设备，多为耐热钢制成筒体，有方形及圆形两种，底部有箅条，杯的高度固定或可调，杯体内壁略有斜度，以便顺利卸出烧结饼。为了隔热，杯外壁附有绝热材料。澳大利亚向国际标准化组织(ISO)推荐的烧结杯的炉箅面积为0.15m2，即φ400mm的圆杯或400mm×400mm的方杯，料层高度为500mm。此外，世界各国还有为不同研究目的而设计的各种特殊结构的烧结杯。

(2)给料器。作用是将混合料装入烧结杯中。大烧结杯采用机械装料，小烧结杯则用人工装料。有的试验室模拟生产实际，采用辊式给料器。

(3)点火器。由点火烧嘴及点火罩组成，烧嘴的配置随着烧结杯的大小及点火器功能而不同。采用气体燃料点火，点火温度在1100～1200℃之间。点火负压一般控制在烧结负压的60%～70%。通过点火器向烧结混合料表层供热，与此同时在抽风作用下使混合料中的碳在高温下燃烧实现矿粉的烧结。中国北京钢铁研究总院的φ320mm点火器由19个烧嘴组成，液化石油气通过蒸发器进入燃烧室，由调速风机供给助燃空气，点火温度分布均匀，升降温速度快，可用于点火也可作保温预热用。

(4)抽风除尘系统。由抽风机和除尘器组成，通常采用离心风机，西德鲁奇公司采用风量50m3/min，压力11.76kPa的两台风机串联供一个烧结杯使用。

烧结杯和风机之间设有除尘器，废气管道上设有取样孔，可进行废气取样，对废气中CO、CO2、SO2、NOx进行分析。

试验操作 先在烧结杯炉箅上铺上粒度6.3～10mm，高约50mm的铺底料，然后把混合料装至规定的高度，将已点燃并达到规定温度1100～1200℃的点火器移至烧结杯上进行点火，与此同时启动抽风机，保持规定的负压(60%～70%烧结负压)。点火1～2min后，移去点火器，同时将烧结负压提高至规定的数值2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学