高炉喷吹煤气后热平衡变化规律的研究

【摘要】：高炉目前以喷吹煤粉为主,冶金工作者为了提高高炉煤粉喷吹量而不断研究和开发新技术,改进操作设备等等,但到现在为止还没有取得理想的效果和作用;从另一方面来看高炉喷吹煤粉也会给高炉冶炼带来许多负面的影响。因此在充分调查研究的础上提出了高炉富氧喷吹煤气的新工艺,主要特点是通过煤造气,用煤气代替煤粉进行喷吹,使高炉冶炼过程趋于简单化,避免了喷吹煤粉给高炉冶炼带来的不利影响。 论文研究以喷吹200kg 煤粉为基础,用煤气来代替煤粉时的情况。通过计算机模拟计算得出,当富氧率为30%,喷吹600m~3/tFe 的煤气即能满足高炉冶炼作为还原剂和发热剂的作用。由富氧喷吹煤气高炉物料平衡和热平衡计算结果,对不同冶炼条件下的计算结果进行了分析,总结出高炉喷吹煤气后热量利用情况和热平衡变化规律,从理论上初步证实了新工艺的可行性;并进行最低焦比的探讨,从而确定新工艺条件下的最低焦比,得出了焦比和直接还原度正比的直线关系。 从新工艺和传统高炉冶炼工艺的工艺参数之间的对比分析结果可以看出:与传统高炉工艺相比,新工艺在许多方面都有着显著的优点。它不仅可以降低焦比约40%左右,还有炉内还原气氛强、冶炼强度高、能耗少、炉顶煤气热值高等优点,具有十分诱人的开发应用前景。 富氧喷吹煤气的操作工艺可以通过对煤气喷吹量的控制,可对风口理论燃烧温度进行灵活的调节;通过高炉喷吹煤气成分的变化,使高炉上下部热量达到更加均衡的分配,彻底消除了喷吹煤粉给高炉冶炼带来的负面影响。 【关键词】：高炉 喷吹煤气 耦合反应 热平衡
【学位授予单位】：河北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TF543
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• Contents8-10
• 引言10-11
• 1 文献综述11-24
• 1.1 高炉喷煤技术的发展11-15
• 1.1.1 国内外喷煤技术的发展现状12-14
• 1.1.2 高炉喷吹煤粉的意义14
• 1.1.3 喷吹煤粉的负面影响14-15
• 1.2 其它喷吹技术的发展15-17
• 1.3 关于高炉热平衡理论的研究17-22
• 1.3.1 高炉炼铁热平衡理论的发展17-19
• 1.3.2 高炉工艺计算方法概述19-22
• 1.4 新工艺的提出及研究内容22-24
• 2 富氧喷吹煤气高炉模拟计算24-42
• 2.1 新工艺计算基本方法24-29
• 2.1.1 模拟计算中相关参数的确定25-27
• 2.1.2 新工艺模拟计算所取相关冶炼条件27-29
• 2.2 物料平衡和热平衡计算29-35
• 2.2.1 物料平衡计算29-31
• 2.2.2 热平衡计算31-35
• 2.2.3 小结35
• 2.3 最低碳比的计算35-39
• 2.3.1 氢的还原度36
• 2.3.2 作为发热剂需要的碳量36-37
• 2.3.3 作为还原剂需要的碳量37-38
• 2.3.4 最低理论碳比38
• 2.3.5 直接还原度和焦比的关系38-39
• 2.4 理论燃烧温度的计算39-41
• 2.5 新工艺计算流程41-42
• 3 热平衡计算结果及其讨论42-62
• 3.1 现场高炉热平衡计算42-44
• 3.1.1 现场高炉计算原始资料42-43
• 3.1.2 现场高炉热平衡计算结果43-44
• 3.2 喷吹煤气后的情况44-48
• 3.2.1 喷吹量不变,改变焦比的情况44-45
• 3.2.2 焦比不变,改变喷吹量的情况45-46
• 3.2.3 不同富氧率的影响计算结果46-47
• 3.2.4 不同直接还原度的影响计算结果47-48
• 3.3 工艺参数计算结果及其讨论48-53
• 3.3.1 理论燃烧温度的讨论48-49
• 3.3.2 富氧率及喷吹煤气量的讨论49-51
• 3.3.3 炉顶煤气成份的讨论51-53
• 3.4 H_2 对新工艺的影响53-55
• 3.5 新工艺与传统工艺冶炼效果的比较55-57
• 3.6 讨论57-62
• 3.6.1 关于用煤气来代替煤粉的情况57-58
• 3.6.2 关于新工艺的冶炼效率58-62
• 4 新工艺条件下高炉操作线62-70
• 4.1 富氧喷煤气高炉操作线绘制62-67
• 4.1.1 间接还原区操作线图62-64
• 4.1.2 直接还原区操作线图64-67
• 4.2 Rist 操作线的解析67-70
• 结论70-72
• 参考文献72-74
• 附录A 热平衡模拟计算软件74-78
• 致谢78-79
• 导师简介79-80
• 作者简介80-81
• 学位论文数据集81

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