高炉富氧喷吹还原性气体工艺分析

为降低高炉炼铁中固体碳耗、高效利用冶金高温副产煤气,提出高炉富氧喷吹还原性气体工艺流程,建立基于物料平衡与热平衡的高炉数学模型,并修正了理论燃烧温度计算公式。应用该模型分别对传统高炉、炉缸富氧喷吹还原性气体以及炉身喷吹循环煤气的炼铁流程进行技术参数分析。结果表明,炉缸富氧喷吹还原性气体以及炉身喷吹循环煤气的炼铁流程中,当氧气浓度达到50%、炉缸还原性气体喷吹量为267 m3/t时,焦比为291 kg/t,煤比为150 kg/t,直接还原度为0.195,相比传统高炉,燃料比降低109 kg/t,综合能耗降低4.8%。还原性气体温度每升高100 ℃,可多喷吹5.8 m3左右的还原性气体,降低焦比约5.5 kg/t;还原性气体喷吹量对理论燃烧温度影响较大,炉缸每喷吹1 m3/t、1 000 ℃的还原性气体,理论燃烧温度可降低约1.9 ℃。     

顶煤气循环氧气高炉低碳炼铁技术综合评价

顶煤气循环氧气高炉工艺是一种新型高炉炼铁工艺，具有大幅降低燃料比、减少CO₂排放和提高铁水生产效率等优点。对于氧气高炉的内部生产状态、整体生产指标、能量利用以及经济效益等进行了深入的系统性研究。通过顶煤气循环氧气高炉多流体模型，对风口喷吹循环煤气与风口炉身同时喷吹循环煤气2种路线下不同操作参数对氧气高炉的冶炼状态、生产指标、氧气高炉的能量利用效率以及经济效益的影响进行了研究对比。结果表明，随着理论燃烧温度的增加，氧气高炉焦比上升，产量进一步增大，高炉的热力学完善度和■效率降低，氧气高炉的综合效益增加。在只有风口喷吹循环煤气的条件下，与理论燃烧温度2 000℃的案例相比，理论燃烧温度为2 184℃时，焦比上升至243.9 kg/t,产量增加至5 538.3 t/d,热力学完善度由90.69%降低至88.30%,经济效益由13 540万元/a上升至16 252万元/a。与风口喷吹循环煤气的路线相比，风口和炉身同时喷吹循环煤气的顶煤气循环氧气高炉具有更大的产量、节焦量、热力学完善度、■效率以及更高的综合经济效益。在理论燃烧温度为2 184℃,炉腹煤气流量为3 881 m...     

工艺参数对氧气高炉能耗的影响规律

建立了氧气高炉煤气不循环利用流程,炉身喷吹循环煤气流程和炉缸喷吹循环煤气流程数学模型,分析了工艺参数对氧气高炉能耗的影响,结果表明：煤气不循环利用流程一次能耗远远高于煤气循环利用流程,不适合进行工业化生产;金属化率对氧气高炉能耗影响很大,金属化率每升高5％,吨铁焦比降低约37kg;煤气循环利用流程各煤气量匹配要合理,炉...     

氧气高炉炉身喷吹煤气在炉内的分布

通过二维冷态物理模型对氧气高炉炉身喷吹煤气在炉内分布进行了实验研究,分别研究了炉身煤气总量、辅助风口直径以及炉身喷吹煤气量与炉身煤气总量之比对炉身喷吹煤气在炉内分布的影响.结果表明,炉身喷吹煤气量与炉身煤气总量之比对炉身喷吹煤气在炉身分布起决定性作用,而炉身煤气总量和辅助风口直径的影响较小.同时,在炉身煤气上升过程中涡流扩散效应的影响也较小.通过对根据实验数据绘制的炉身等浓度分布图进行研究发现,炉身煤气分布主要分为两个不同的区域,一个是炉身喷吹煤气主流区,另一个是从高炉下部产生的上升煤气主流区.在炉身等浓度分布图的基础上通过回归分析的方法推导出炉身喷吹水平喷吹煤气的渗透公式.此外,辅助风口被安装在炉身下部有利于铁矿石在炉身的间接还原.      

高炉富氧喷吹焦炉煤气对CO_2减排规律研究

将高炉分为高温区和固体炉料区两个区域,在物料平衡和热量平衡的基础上,以大型高炉生产数据做支撑,建立了高炉富氧喷吹焦炉煤气数学模型。计算结果表明:高炉富氧喷吹焦炉煤气,焦炉煤气喷吹量每增加50m3,可减少炼铁工序CO2排放量约5%,同时风口理论燃烧温度降低约35℃;如果保持风口理论燃烧温度与现有大型高炉相同,那么随着焦炉煤气喷吹量的增大,炼铁工序CO2排放量要比不考虑风口理论燃烧温度时大,但仍可以显著降低CO2排放量。     

全氧高炉风口喷吹烧结烟气的冶炼特征

摘要：建立了高炉或氧气高炉喷吹烧结烟气的数学模型,实现对烧结烟气利用与处理的目的。模拟结果显示：当烧结烟气喷吹温度为1250℃,全氧高炉的炉缸与炉身处各循环200m3/t炉顶煤气时,烧结烟气喷吹量每增加100m3/t,高炉理论燃烧温度降低约134℃,直接还原度增大0.02。随着烧结烟气喷吹量的增加,煤比逐渐增大,炉顶煤气中氮气含量逐渐增大,SO2浓度逐渐降低。当烧结烟气喷吹量达到894m3/t时,炉顶煤气中的SO2质量浓度为214.28mg/m3,与普通高炉相比,降低约1.48mg/m3;氮氧化物质量浓度为45.42mg/m3,低于普通高炉约6.36mg/m3。     

氧气高炉工业化试验研究

在8m2氧气高炉上进行了工业化试验,试验氧气高炉炉缸和炉身各设1排风口,炉缸风口喷吹氧气和煤粉,炉身风口喷吹预热的焦炉煤气.试验结果表明:氧气高炉可以实现全氧大喷煤炼铁生产,吨铁喷煤量可以达到450kg,生产效率大幅度提高;炉身吨铁喷吹180ms预热焦炉煤气以后,焦比降低90kg,煤比降低50kg,生产效率提高约20%...     

高炉喷吹焦炉煤气工艺分析

通过对焦炉煤气多种用途进行分析,认为用于高炉喷吹是钢铁企业中焦炉煤气的最佳利用途径。通过计算分析理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉腹煤气成分及炉缸区总热量与焦炉煤气喷吹量之间的关系,为高炉喷吹焦炉煤气提供依据。     

高炉喷吹焦炉煤气热平衡规律研究

在物料平衡和热量平衡的基础上,以大型高炉生产数据为支撑,建立了高炉喷吹焦炉煤气的数学模型.通过理论计算,分析了理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉腹煤气成分及炉缸区总热量与焦炉煤气喷吹量之间的关系,为综合评价新工艺的可行性提供依据.     

采用DEM-CFD组合模型研究高炉炉身煤气喷吹时炉内气固流动的动力学行为

为减少钢铁厂CO2排放,必须降低焦比。现在高炉炉身喷吹还原气被认为可降低焦比。但炉身喷吹煤气的效果由其在高炉内的穿透性决定。解析高炉炉身喷吹煤气的行为,可有效评价其在实际高炉中的效果。采用DEM-CFD组合模型研究了高炉炉身喷吹煤气的气固流动力学行为。考虑到气固间相互作用,采用DEM模型模拟炉料的准确分布。根据模拟结果,喷吹煤气的流动行为受填充床的透气性制约,且气体的穿透效果被限定在特定区域。除喷吹风口区域外,炉身等压面近似为水平面。喷吹煤气的流速对其在高炉内的穿透性有一定影响。然而,喷吹煤气所占横截面的面积与常规风口和炉身附加风口煤气量的比值相对应。炉身煤气喷吹被认为是控制炉身热流比的有效方法,但其难以与上升气流立刻混合。根据期望目标,需慎重选择喷吹位置。该结果可应用于顶煤气循环等新工艺的设计。