高爐噴吹還原氣操作的數(shù)學(xué)模擬研究.pdf

1、提高能量利用效率和加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)是當(dāng)今世界工業(yè)發(fā)展的主題，鋼鐵冶金工業(yè)也不例外。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，高爐煉鐵面臨著高產(chǎn)、低耗、低污染的巨大挑戰(zhàn)。但是經(jīng)過(guò)幾十年的長(zhǎng)足發(fā)展，在常規(guī)技術(shù)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，高爐的操作性能已經(jīng)達(dá)到一個(gè)較高的水平，而且基本趨于穩(wěn)定，要進(jìn)一步降低高爐能耗和提高效率相當(dāng)困難。在此背景下，一些革新的高爐煉鐵技術(shù)被提出，其中包括更高效地利用鋼鐵廠的副產(chǎn)煤氣。本論文重點(diǎn)研究的是高爐噴吹還原氣(高爐爐頂煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣)

2、技術(shù)。研究過(guò)程中，采用多流體高爐數(shù)學(xué)模型對(duì)高爐噴吹高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣以及焦?fàn)t煤氣等操作進(jìn)行了模擬，與實(shí)際的傳統(tǒng)操作工藝進(jìn)行了比較，并且對(duì)該噴吹技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用前景和主要問(wèn)題進(jìn)行了客觀分析。 在保持回旋區(qū)溫度、爐腹煤氣量以及鐵水溫度一致的前提下，將高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣分別代替20％鼓風(fēng)常溫下噴吹入高爐風(fēng)口。利用回旋區(qū)熱模型和多流體全高爐數(shù)學(xué)模型對(duì)這些操作進(jìn)行了詳細(xì)的模擬分析，模擬結(jié)果表明：與常規(guī)操作相比，高爐噴吹還原煤氣時(shí)為

3、維持穩(wěn)定的爐缸熱狀態(tài)，鼓風(fēng)富氧量大幅增加；而高爐爐身溫度下降；但整個(gè)爐內(nèi)H2/CO濃度顯著提高，爐身燒結(jié)礦間接還原加速；鐵水產(chǎn)量明顯增加，高爐熱效率改善。若分別噴吹168Nm3/thm高爐煤氣(同時(shí)富氧22％)、166Nm3/thm轉(zhuǎn)爐煤氣(同時(shí)富氧21％)和151Nm3/thm焦?fàn)t煤氣(同時(shí)富氧24％)，高爐產(chǎn)量將對(duì)應(yīng)增加15.82％、18.40％和26.60％，且噸鐵熱支出減少5.95％、9.00％和15.95％。 高爐的熱