高爐噴吹還原氣操作的數(shù)學模擬研究.pdf

1、提高能量利用效率和加強環(huán)境保護是當今世界工業(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)過幾十年的長足發(fā)展，在常規(guī)技術廣泛應用的基礎上，高爐的操作性能已經(jīng)達到一個較高的水平，而且基本趨于穩(wěn)定，要進一步降低高爐能耗和提高效率相當困難。在此背景下，一些革新的高爐煉鐵技術被提出，其中包括更高效地利用鋼鐵廠的副產(chǎn)煤氣。本論文重點研究的是高爐噴吹還原氣(高爐爐頂煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦爐煤氣)

2、技術。研究過程中，采用多流體高爐數(shù)學模型對高爐噴吹高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣以及焦爐煤氣等操作進行了模擬，與實際的傳統(tǒng)操作工藝進行了比較，并且對該噴吹技術的實際應用前景和主要問題進行了客觀分析。 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)爐煤氣和焦爐煤氣分別代替20％鼓風常溫下噴吹入高爐風口。利用回旋區(qū)熱模型和多流體全高爐數(shù)學模型對這些操作進行了詳細的模擬分析，模擬結果表明：與常規(guī)操作相比，高爐噴吹還原煤氣時為

3、維持穩(wěn)定的爐缸熱狀態(tài)，鼓風富氧量大幅增加；而高爐爐身溫度下降；但整個爐內(nèi)H2/CO濃度顯著提高，爐身燒結礦間接還原加速；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(同時富氧22％)、166Nm3/thm轉(zhuǎn)爐煤氣(同時富氧21％)和151Nm3/thm焦爐煤氣(同時富氧24％)，高爐產(chǎn)量將對應增加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