CN112011659B - 通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法。首先根据高炉喷吹燃料中灰分的碱度和镁铝比与炉渣的碱度和镁铝比保持平衡，计算得到所述灰分中CaO和MgO的等效含量；然后根据灰分中CaO和MgO的等效含量及有用成分CaO、MgO和Fe2O3的含量，计算得到高炉喷吹燃料的等效灰分值；最后根据等效灰分值的高低，选取等效灰分值较低的高炉喷吹燃料进行高炉喷吹，可以减降低高炉冶炼渣量和燃料比。本发明解决了高炉喷吹煤粉优化选择利用的问题，充分考虑高炉喷吹燃料中灰分的不同组分在高炉造渣过程中的作用，以高炉冶炼炉渣成分稳定为重要参考指标，为高炉喷吹煤粉的优化选择提供了重要的指导。

Description

通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法
技术领域
本发明属于高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法。
背景技术
高炉冶炼是目前世界上最为重要的炼铁生产技术，其生铁产量占世界总产量的95％以上。相比于非高炉炼铁新技术，高炉冶炼需要消耗大量的焦炭等燃料，使得炼铁生产过程能耗高、污染物释放量大，铁水成本居高不下。高炉喷吹技术的优化是目前降低炼铁生产成本、减少高炉冶炼工艺污染物排放的重要环节。在世界范围内，高炉喷吹燃料的种类包括无烟煤、烟煤、褐煤等多种煤种，目前生物质、废塑料、废橡胶、低阶煤热解半焦及其它可燃固态燃料，以及兰炭/提质煤作为低阶煤中低温热解的产物也普遍应用到高炉喷吹工序当中。不同钢铁企业根据地域和资源的优势，选择其中的一种或多种燃料进行混合搭配使用，以期能够最大限度的实现以煤代焦和降低炼铁生产成本。
不同级别高炉对喷吹煤粉质量有不同的要求，在《高炉富氧喷煤技术规范》(GB/T3969-2017)国家标准中规的高炉喷吹煤粉灰分不超过12％。按照目前国内高炉喷吹煤粉量平均值在150kg/tHM计算，喷吹煤带入高炉的灰分量最高可达到18kg/tHM，高炉喷吹煤粉的灰分最终大部分进入炉渣，渣量的增加势必造成燃料比的升高。按照渣量每增加10kg/tHM，高炉燃料比上升4kg/tHM计算，高炉喷吹煤粉灰分含量每变化1％，影响燃料比达到2.5-3.0kg/tHM。因此，高炉喷吹煤粉灰分含量的高低对高炉冶炼的经济技术指标有重要影响。为此目前炼铁生产者希望高炉喷吹煤粉中灰分的含量尽量低，然而灰分含量的降低势必造成煤粉洗煤成本的升高，进而对煤粉采购价格产生影响。因此，如何确定高炉喷吹煤粉合理的灰分含量成为炼铁生产所面临的重要问题之一。
此外，高炉喷吹煤粉灰分的组成对高炉冶炼也会产生一定的影响。高炉喷吹煤粉中灰分的组成主要包括SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3及少量其它氧化物，不同组分在高炉成渣过程中的作用也不同。其中作为酸性氧化物的SiO2和Al2O3不参与高炉内还原反应，直接进入高炉炉渣。如果煤粉灰分中含有较高的SiO2和Al2O3，此时需要向高炉中额外添加熔剂(如CaO和MgO)进行造渣，使其能够满足高炉炉渣的碱度和镁铝比要求。因此，煤粉灰分中的CaO和MgO能够作为熔剂参与到高炉的造渣过程，如果高炉喷吹煤粉灰分中含有较多的CaO和MgO，其能够减少高炉熔剂的使用量，对降低高炉冶炼的渣量和燃料消耗具有积极意义。煤粉灰分中的Fe2O3参与还原反应，生成的金属铁可以减少吨铁冶炼的矿耗和渣量。煤粉中少量的其它氧化物对高炉冶炼的造渣过程及渣量影响较小。
有鉴于此，为了更为精确的表征高炉喷吹燃料灰分对高炉冶炼的影响，本发明充分考虑高炉喷吹燃料中灰分的不同组分在高炉造渣过程中的作用，并根据高炉喷吹燃料中灰分的碱度和镁铝比与炉渣的碱度和镁铝比保持平衡，计算等效灰分值，以高炉喷吹燃料中的等效灰分值对高炉冶炼的影响进行评价，从而实现高炉喷吹燃料的优化选择。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法。根据高炉喷吹燃料中灰分的碱度和镁铝比与炉渣的碱度和镁铝比保持平衡，计算等效灰分值，以高炉喷吹燃料中的等效灰分值对高炉冶炼的影响进行科学评价，从而实现高炉喷吹燃料的优化选择。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，包括以下步骤：
S1.根据高炉喷吹燃料中灰分的碱度和镁铝比与炉渣的碱度和镁铝比保持平衡，计算得到所述灰分中CaO和MgO的等效含量，如式(1)和(2)所示：
w(CaO)Eq,coal＝R2×w(SiO2)coal (1)
w(MgO)Eq,coal＝β×w(Al2O3)coal (2)
式中，R2为炉渣的碱度R2；β为炉渣的镁铝比；w(SiO2)coal为灰分中SiO2的质量含量；w(Al2O3)coal为灰分中Al2O3的质量含量；
S2.根据步骤S1得到的所述灰分中CaO和MgO的等效含量及高炉喷吹燃料的灰分中的有用成分，计算得到高炉喷吹燃料的等效灰分值AAs,d，如式(3)所示：
AAs,d＝Ad×[1+w(CaO)Eq,coal+w(MgO)Eq,coal-w(U)coal] (3)
式中，Ad为高炉喷吹燃料中灰分的质量含量；w(U)coal为高炉喷吹燃料的灰分中有用成分的质量含量；
S3.根据步骤S2中得到的所述等效灰分值的高低，对高炉喷吹燃料进行优化选择，即选取所述等效灰分值较低的高炉喷吹燃料进行高炉喷吹。
进一步的，在步骤S2中，所述高炉喷吹燃料的灰分中有用成分包括CaO、MgO和Fe2O3。
进一步的，所述w(U)coal通过式(4)计算得到：
w(U)coal＝w(MgO)coal+w(CaO)coal+w(Fe2O3)coal (4)
式中，w(CaO)coal、w(MgO)coal和w(Fe2O3)coal分别为高炉喷吹燃料的灰分中CaO、MgO和Fe2O3的质量含量。
进一步的，在步骤S1中，所述高炉喷吹燃料包括但不限于为高炉喷吹煤粉、生物质、废塑料、废橡胶、低阶煤热解半焦及其它可燃固态燃料中的一种或多种。
进一步的，所述高炉喷吹煤粉包括但不限于为褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤和兰炭中的一种或多种。
进一步的，在步骤S1中，所述炉渣的碱度为炉渣的二元碱度，根据式(5)计算得到：
Figure BDA0002609006870000041
式中，w(SiO2)slag和w(CaO)slag分别为炉渣中SiO2和CaO的质量含量；
所述炉渣的镁铝比根据式(6)计算得到：
Figure BDA0002609006870000042
式中，w(MgO)slag和w(Al2O3)slag分别为炉渣中MgO和Al2O3的质量含量。
进一步的，所述炉渣中SiO2、CaO、MgO和Al2O3的质量含量通过X射线荧光光谱仪进行测定和计算得到。
进一步的，所述炉渣为高炉冶炼终渣。
进一步的，在步骤S1和S2中，所述灰分中SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3的质量含量通过X射线荧光光谱仪进行测定和计算得到。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法具有如下有益效果：
(1)本发明提供的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，首先根据高炉喷吹燃料中灰分的碱度和镁铝比与炉渣的碱度和镁铝比保持平衡，计算得到所述灰分中CaO和MgO的等效含量；然后根据灰分中CaO和MgO的等效含量及有用成分CaO、MgO和Fe2O3的含量，计算得到高炉喷吹燃料的等效灰分值；最后根据等效灰分值的高低，选取等效灰分值较低的高炉喷吹燃料进行高炉喷吹，即可降低高炉冶炼渣量和燃料比。本发明充分考虑高炉喷吹燃料中灰分的不同组分在高炉造渣过程中的作用，通过对喷吹燃料中灰分参与高炉造渣过程的系统分析，以高炉冶炼炉渣成分稳定为重要参考指标，为高炉喷吹燃料的优化选择提供了科学有效的指导，解决了高炉喷吹煤粉优化选择利用的问题。
(2)本发明提供的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，可用于根据高炉喷吹煤粉中灰分含量和成分对高炉冶炼影响进行评估，同时还可以用于生物质、废塑料、废橡胶、低阶煤热解半焦及其它可燃固态燃料应用于高炉喷吹时等效灰分的确定。该方法充分考虑了高炉喷吹煤粉中不同氧化物参与高炉造渣的实际情况，明确了灰分中CaO和MgO成分能够替代高炉冶炼熔剂的作用，较高的含量可减少渣量和降低燃料比，有利于高炉冶炼的降本增效；SiO2和Al2O3成分在造渣过程中需要添加额外的熔剂(CaO和MgO)来满足高炉渣的碱度和镁铝比要求，较高的含量会造成渣量和燃料比的增加，进而造成冶炼成本的增加。
(3)本发明提供的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，计算过程简单科学，实用性强，对高炉冶炼现场喷吹煤种的选择和优化具有重要的指导意义。
具体实施方式
以下将对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
高炉喷吹燃料的灰分中氧化物分为有用成分和无用成分，其中CaO和MgO作为熔剂参与造渣过程，其能够减少高炉熔剂的使用量，对降低高炉冶炼的渣量和燃料消耗具有积极意义。Fe2O3还原后进入铁水，生成的金属铁可以减少吨铁冶炼的矿耗和渣量。因此，CaO、MgO和Fe2O3三者为有用成分。酸性氧化物SiO2和Al2O3不参与高炉内还原反应，直接进入高炉炉渣，此时需要高炉额外添加熔剂(如CaO和MgO)进行造渣，使其能够满足高炉炉渣的碱度和镁铝比要求，进而引起燃料比升高和炼铁成本的增加，二者为无用成分。煤粉中少量的其它氧化物对高炉冶炼的造渣过程及渣量影响较小。为保证炉渣中碱度(R2)和镁铝比(β)的稳定，根据煤粉灰分中各氧化物的含量，确定额外的CaO和MgO的添加量，使其能够满足高炉炉渣的碱度和镁铝比要求。
有鉴于此，本发明提供一种通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，包括以下步骤：
S1.根据高炉喷吹燃料中灰分的碱度和镁铝比与炉渣的碱度和镁铝比保持平衡，计算得到所述灰分中CaO和MgO的等效含量，如式(1)和(2)所示：
w(CaO)Eq,coal＝R2×w(SiO2)coal (1)
w(MgO)Eq,coal＝β×w(Al2O3)coal (2)
式中，R2为炉渣的碱度R2；β为炉渣的镁铝比；w(SiO2)coal为灰分中SiO2的质量含量；w(Al2O3)coal为灰分中Al2O3的质量含量；
此处的炉渣的碱度和镁铝比为高炉炼铁中较理想的碱度和镁铝比，可根据实际操作需求进行测定或限定其最佳范围。
S2.根据步骤S1得到的所述灰分中CaO和MgO的等效含量及高炉喷吹燃料的灰分中的有用成分，计算得到高炉喷吹燃料的等效灰分值AAs,d，如式(3)所示：
Figure BDA0002609006870000071
式中，Ad为高炉喷吹燃料中灰分的质量含量；w(U)coal为高炉喷吹燃料的灰分中有用成分的质量含量；
从式(3)可以看出，高炉喷吹燃料的灰分含量、碱度、镁铝比、SiO2、Al2O3和灰分中有用成分的含量均对等效灰分值有影响，而不是仅仅通过灰分含量去判别高炉喷吹燃料的优劣，解决了现有技术中，难以从灰分含量相近的若干组煤粉中选取最优的作为高炉喷吹燃料的问题。因此，本发明是在充分考虑高炉喷吹燃料中灰分的不同组分在高炉造渣过程中的作用后，得到的一种简单易行且科学合理的评价方法，对高炉喷吹煤粉的优化选择具有重要的指导意义。当碱度、镁铝比及SiO2、Al2O3和灰分中有用成分的质量百分数相同时，灰分越小，则等效灰分值越低，即越有利于用于高炉喷吹。当灰分含量、碱度和镁铝比大致相同时，有用成分越多或无用成分SiO2和Al2O3等越少，则等效灰分值越低，越有利于用于高炉喷吹。
S3.根据步骤S2中得到的所述等效灰分值的高低，对高炉喷吹燃料进行优化选择，即选取所述等效灰分值较低的高炉喷吹燃料进行高炉喷吹。
进一步的，在步骤S2中，所述高炉喷吹燃料的灰分中有用成分包括CaO、MgO和Fe2O3。
进一步的，所述w(U)coal通过式(4)计算得到：
w(U)coal＝w(MgO)coal+w(CaO)coal+w(Fe2O3)coal (4)
式中，w(CaO)coal、w(MgO)coal和w(Fe2O3)coal分别为高炉喷吹燃料的灰分中CaO、MgO和Fe2O3的质量含量。
进一步的，在步骤S1中，所述高炉喷吹燃料包括但不限于为高炉喷吹煤粉、生物质、废塑料、废橡胶、低阶煤热解半焦及其它可燃固态燃料中的一种或多种。
进一步的，所述高炉喷吹煤粉包括但不限于为褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤和兰炭中的一种或多种。
进一步的，在步骤S1中，所述炉渣的碱度为炉渣的二元碱度，根据式(5)计算得到：
Figure BDA0002609006870000081
式中，w(SiO2)slag和w(CaO)slag分别为炉渣中SiO2和CaO的质量含量；
所述炉渣的镁铝比根据式(6)计算得到：
Figure BDA0002609006870000082
式中，w(MgO)slag和w(Al2O3)slag分别为炉渣中MgO和Al2O3的质量含量。
进一步的，所述炉渣中SiO2、CaO、MgO和Al2O3的质量含量通过X射线荧光光谱仪进行测定和计算得到。
进一步的，所述炉渣为高炉冶炼终渣。
进一步的，在步骤S1和S2中，所述灰分中SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3的质量含量通过X射线荧光光谱仪进行测定和计算得到。
以下通过具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
选取生产炼钢生铁的高炉进行分析，两种炉况的高炉炉渣成分测定值如表1所示。
表1生产高炉炉渣成分、碱度及镁铝比
Figure BDA0002609006870000091
可供选取的生产高炉的煤种及成分分析如表2所示。
表2高炉喷吹煤粉灰分含量及成分数据
Figure BDA0002609006870000092
表2中，Vd表示高炉喷吹煤粉的干燥基挥发分含量，Ad表示高炉喷吹煤粉的干燥基灰分含量。
可见表2中高炉喷吹煤粉的有用成分为CaO、MgO和Fe2O3，因此将表1和表2中的各项数据代入下式中求解，获得生产高炉不同工况条件下各种喷吹煤粉的等效灰分含量如表3所示。
AAs,d＝Ad×[1+w(CaO)Eq,coal+w(MgO)Eq,coal-(w(MgO)coal+w(CaO)coal+w(Fe2O3)coal)]
表3不同工况条件下高炉喷吹煤粉等效灰分含量
Figure BDA0002609006870000101
通过表2可以知道，Coal 1-5为无烟煤，Coal 6-10为烟煤，工业分析结果表明五种无烟煤的灰分和挥发分的含量接近，仅从工业分析结果来看它们应用于高炉喷吹时对高炉冶炼过程的影响作用相近。从五种烟煤的成分分析来看也有类似的结论，因此基础工业分析结果难以对不同煤粉进行优化选择使用。
表3为不同煤粉等效灰分值的数据。从表3可以看出，工况1条件下，五种无烟煤中Coal 3煤粉的等效灰分含量最低，可以优选应用于高炉喷吹。工况2条件下五种无烟煤中Coal 2煤粉的等效灰分最低，可以优选应用于高炉喷吹；两种工况条件下Coal 5煤粉的等效灰分含量最高，不宜被高炉喷吹选用。
本实施例在工况1条件下选取Coal 3无烟煤替代Coal 5无烟煤，在烟煤种类不变的情况下进行烟煤和无烟煤混合喷吹。实际测试结果表明，相比使用Coal 5与烟煤进行混合喷吹，炉渣量减少2.5kg/tHM，燃料比降低1.03kg/tHM。由此说明，本发明提供的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法简单科学，实用性强，适用于对高炉冶炼现场喷吹煤种的选择和优化。
对比分析五种烟煤的等效灰分值含量可以看出，两种工况条件下Coal 9煤粉的等效灰分含量最低，可以优选应用于高炉喷吹，Coal 8煤粉等效灰分含量最高，不宜用于高炉喷吹的使用。
本实施例在工况1条件下选用Coal 9烟煤替代Coal 8烟煤，在无烟煤种类不变的情况下进行烟煤和无烟煤混合喷吹。实际测试结果表明，相比使用Coal 8与无烟煤进行混合喷吹，渣量减少1.7kg/tHM，燃料比降低0.68kg/tHM。由此进一步说明，本发明提供的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法的科学合理性和实用性较强，适用于对高炉冶炼现场喷吹煤种的选择和优化。
实施例2
选取生产铸造生铁的高炉进行分析，高炉炉渣成分测定值如表4所示。
表4生产高炉炉渣成分、碱度及镁铝比
Figure BDA0002609006870000111
可供选取生产高炉的煤种及成分分析如表5所示。
表5高炉喷吹煤粉灰分含量及成分数据
Figure BDA0002609006870000112
将表4和表5中各项数据代入与实施例1中相同的公式求解，获得生产高炉不同工况条件下各种喷吹煤粉的等效灰分含量如表6所示。
表6不同工况条件下高炉喷吹煤粉等效灰分含量
Figure BDA0002609006870000113
Figure BDA0002609006870000121
通过表5可以知道，Coal A-C为无烟煤，Coal D-F为烟煤，工业分析结果表明烟煤和无烟煤的挥发分和灰分含量接近，应用于高炉喷吹时对高炉冶炼的影响效果接近。因此基础工业分析结果难以对不同煤粉进行优化选择使用。
表6为不同煤粉等效灰分的数据。从表6可以看出工况3条件下，三种无烟煤中CoalB煤粉的等效灰分含量最低，可以优选应用于高炉喷吹；工况4条件下三种无烟煤中Coal C煤粉的等效灰分最低，可以优选应用于高炉喷吹。两种工况条件下Coal A煤粉的等效灰分含量最高，不宜被高炉喷吹选用。
本实施例在工况3条件下选取Coal B无烟煤替代Coal A无烟煤，烟煤种类不变的情况下进行烟煤和无烟煤混合喷吹。实际测试结果表明，相比使用Coal A与烟煤进行混合喷吹，渣量减少0.78kg/tHM，燃料比降低0.31kg/tHM。
对比分析三种烟煤等效灰分含量数据，工况3条件下Coal F煤粉的等效灰分含量最低，可以优选应用于高炉喷吹；工况4条件下Coal F煤粉的等效灰分含量最低，可以优选应用于高炉喷吹；两种工况条件下Coal E煤粉的等效灰分含量最高，不宜被高炉喷吹选用。
本实施例在工况3条件下选用Coa F烟煤替代Coal E烟煤，无烟煤种类不变的情况下进行烟煤和无烟煤混合喷吹。实际测试结果表明，相比使用Coal E与无烟煤进行混合喷吹，渣量减少1.9kg/tHM，燃料比降低0.78kg/tHM。
上述实施例的测试结果表明，本发明提供的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法科学合理，能够适用于不同炉况和不同高炉喷吹燃料的优化选择，因此实用性和普适性较强。
综上所述，本发明提供的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，充分考虑高炉喷吹燃料中灰分的不同组分在高炉造渣过程中的作用，并根据高炉喷吹燃料中灰分的碱度和镁铝比与炉渣的碱度和镁铝比保持平衡，计算等效灰分值，以高炉喷吹燃料中的等效灰分值对高炉冶炼的影响进行评价，从而实现高炉喷吹燃料的优化选择。该方法计算过程简单科学，实用性强，对高炉冶炼现场喷吹煤种的选择和优化具有重要的指导意义。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.根据高炉喷吹燃料中灰分的二元碱度和镁铝比与炉渣的二元碱度和镁铝比保持平衡，计算得到所述灰分中CaO和MgO的等效含量，如式(1)和(2)所示：
w(CaO)Eq,coal＝R2×w(SiO2)coal (1)
w(MgO)Eq,coal＝β×w(Al2O3)coal (2)
式中，R2为炉渣的二元碱度R2；β为炉渣的镁铝比；w(SiO2)coal为灰分中SiO2的质量含量；w(Al2O3)coal为灰分中Al2O3的质量含量；
S2.根据步骤S1得到的所述灰分中CaO和MgO的等效含量及高炉喷吹燃料的灰分中的有用成分CaO、MgO和Fe2O3，计算得到高炉喷吹燃料的等效灰分值AAs,d，如式(3)所示：
AAs,d＝Ad×[1+w(CaO)Eq,coal+w(MgO)Eq,coal-w(U)coal] (3)
式中，Ad为高炉喷吹燃料中灰分的质量含量；w(U)coal为高炉喷吹燃料的灰分中有用成分的质量含量；
S3.根据步骤S2中得到的所述等效灰分值的高低，对高炉喷吹燃料进行优化选择，即选取所述等效灰分值较低的高炉喷吹燃料进行高炉喷吹。
2.根据权利要求1所述的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，其特征在于，所述w(U)coal通过式(4)计算得到：
w(U)coal＝w(MgO)coal+w(CaO)coal+w(Fe2O3)coal (4)
式中，w(CaO)coal、w(MgO)coal和w(Fe2O3)coal分别为高炉喷吹燃料的灰分中CaO、MgO和Fe2O3的质量含量。
3.根据权利要求1或2所述的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述高炉喷吹燃料为高炉喷吹煤粉、生物质、废塑料、废橡胶、低阶煤热解半焦中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，其特征在于，所述高炉喷吹煤粉包括但不限于为褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤和兰炭中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述二元碱度根据式(5)计算得到：
Figure FDA0002980093570000021
式中，w(SiO2)slag和w(CaO)slag分别为炉渣中SiO2和CaO的质量含量；
所述炉渣的镁铝比根据式(6)计算得到：
Figure FDA0002980093570000022
式中，w(MgO)slag和w(Al2O3)slag分别为炉渣中MgO和Al2O3的质量含量。
6.根据权利要求5所述的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，其特征在于，所述炉渣中SiO2、CaO、MgO和Al2O3的质量含量通过X射线荧光光谱仪进行测定和计算得到。
7.根据权利要求5所述的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，其特征在于，所述炉渣为高炉冶炼终渣。
8.根据权利要求1所述的通过计算等效灰分值对高炉喷吹燃料进行优化选择的方法，其特征在于，在步骤S1和S2中，所述灰分中SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3的质量含量通过X射线荧光光谱仪进行测定和计算得到。
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CN115820953B (zh) * 2023-02-08 2023-05-19 山西潞安环保能源开发股份有限公司 一种含焦粉与废弃塑料的高炉喷吹煤及配煤方法

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CN101476003B (zh) * 2009-02-06 2011-05-04 杨子毅 碱性高炉喷吹煤基直接还原剂及其生产方法
JP2014077156A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高炉吹込み炭の調製方法
CN103952503B (zh) * 2014-05-15 2015-11-04 北京科技大学 一种高炉喷吹煤性价比评价模型的建立方法
CN106990130B (zh) * 2017-05-25 2019-04-30 中国建材检验认证集团股份有限公司 X射线荧光分析法测定煤的灰分的方法
KR102144168B1 (ko) * 2018-08-27 2020-08-12 현대제철 주식회사 고로 미분탄 취입 효과 예측 방법
CN110387444B (zh) * 2019-08-27 2021-04-27 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种优化高炉喷吹配煤结构的方法
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