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摘要
为改善竖冷炉内空隙率分布，促进矿气接触换热，从降低烧结矿入炉粒度上限的角度设计了粒度分布范围逐渐减小的3种工况，并以梅钢竖冷炉单个炉腔准三维扁平模型为基础，采用离散单元法模拟研究了炉内烧结矿流速分布、空隙率分布和压降分布的变化规律。结果表明，采用10～150 mm的入炉粒度组成，中心风帽上方会形成矩形低速区，降低烧结矿下移速度的均匀性；低空隙率区逐渐扩大，并形成炉腔中间区空隙率较低，边缘和中心区空隙率较高的分布。炉内空隙率偏析最严重，分布均匀性最差；炉内40%区域为高压降区，主要分布在炉腔中间区；20%区域为低压降区，主要分布在炉腔中心区，造成炉内气流偏析亦最严重。减少入炉粒度上限后，矩形低速区得以消除，烧结矿流动整体性得以提高；当采用10～90 mm的入炉粒度组成时，可以提高空隙率最小值，并降低炉腔中间区与边壁和中心区空隙率的差值，使得空隙率的偏析程度最小，均匀性最高；同时能够降低压降的最大值、提高最小值，并扩大中压降区范围，从而缓解炉内气流偏析分布，提高其分布的均匀性。通过增设二次破碎工艺降低烧结矿入炉粒度上限可以成为改善烧结矿竖冷炉运行的一种实践方向，今后应开展最适宜的烧结矿入炉粒度范围及各粒度段质量分数的研究。
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