CN114277205A - 一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，属于高炉技术领域。包括如下步骤，S1.确认喷吹介质前高炉的冶炼参数；S2.核算喷吹介质前的高炉物料平衡和热平衡；S3.记录下步骤S1和S2中的关键冶炼参数值；S4.确定喷吹介质参数；S5.初步拟定喷吹量；S6.计算喷吹介质后的物料平衡和热平衡；S7.比较喷吹前后的计记录的关键冶炼参数值；S8.调整工艺参数；S9.优化得最佳喷吹量。该方法解决了因为喷吹介质的成分不同，热值和风口燃烧值不同，导致形成的炉腹煤气成分差异，进而改变了高炉内部换热、化学反应的条件，对炉料的顺行和铁矿石的还原效率产生影响的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于高炉技术领域，涉及一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法。
背景技术
高炉冶炼是冶金行业碳排放的主要工序，低碳不仅可以降低高炉冶炼成本，还可减少碳排放，减弱温室效应，减少环境污染。高炉喷吹介质是一条高炉低碳冶炼的途径，通过喷吹还原介质，提高铁矿石间接还原比例，从而降低高炉冶炼固体碳消耗，实现高炉低碳冶炼，但是喷吹介质的成分不同，热值和风口燃烧值不同，形成的炉腹煤气成分也有差异，改变了高炉内部换热、化学反应的条件，对炉料的顺行和铁矿石的还原效率都会产生影响，因此确定合适的喷吹量对于高炉冶炼顺行和有效利用喷吹介质有重要的作用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，解决了因为喷吹介质的成分不同，热值和风口燃烧值不同，导致形成的炉腹煤气成分差异，进而改变了高炉内部换热、化学反应的条件，对炉料的顺行和铁矿石的还原效率产生影响的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，包括如下步骤，
S1.确认喷吹介质前高炉的冶炼参数；所述冶炼参数包括高炉生产的冶炼工艺参数、原料条件、鼓风参数、高炉输出物料的量和成分；
S2.核算喷吹介质前的高炉物料平衡和热平衡；根据步骤S1中的冶炼参数计算高炉的物料平衡及热平衡，并计算出理论燃烧温度、炉腹煤气量与炉腹煤气成分、直接还原度；
S3.记录下步骤S1和S2中的关键冶炼参数值；
S4.确定喷吹介质参数；所述喷吹介质参数包括介质的温度和成分，根据工艺条件和气源确定；
S5.初步拟定喷吹量；
S6.计算喷吹介质后的物料平衡和热平衡，将步骤S4中的喷吹介质参数和S5拟定的喷吹量加入喷吹介质后的物料平衡和热平衡的计算；并记录关键冶炼参数值；
S7.比较喷吹前后的计记录的关键冶炼参数值；将步骤S3中记载的关键冶炼参数值，和步骤S6中得到的关键冶炼参数值相比较；
S8.调整工艺参数；调整喷吹量、直接还原度、富氧率，并循环S6和S7直到喷吹前后炉腹煤气量、理论燃烧温度、炉顶煤气利用率、高炉热损失的量和比例保持一致；
S9.优化得最佳喷吹量；根据步骤S8调整达到目标的喷吹量即为最佳喷吹量。
进一步，步骤S1中，高炉生产的冶炼工艺参数包括铁焦比、煤比，吨铁耗风、富氧率、理论燃烧温度、吨铁产生煤气量和煤气利用率。
进一步，步骤S2中，根据吨铁耗原燃料、风量核算高炉的物料平衡及热平衡，结合煤气利用率，计算出炉腹煤气量和直接还原度，并计算出高炉热损失的量和比例。
进一步，步骤S3中，所述关键冶炼参数值包括焦比、煤比、风量、富氧率、理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉顶煤气量、煤气利用率、高炉热损失的量和比例。
进一步，步骤S4中，所述介质参数还包括密度、比热、热值及风口区燃烧热值。
进一步，步骤S5中，初步喷吹量由焦比的减少量确定。
进一步，步骤S7比较的关键冶炼参数值包括焦比、煤比、风量、富氧率、理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉顶煤气量、煤气利用率、高炉热损失的量和比例。
进一步，步骤S8需要控制炉顶煤气利用率低于炉顶温度条件下的热力学极限。
本发明的有益效果在于：
通过本申请的步骤，解决了因为喷吹介质的成分不同，热值和风口燃烧值不同，导致形成的炉腹煤气成分差异，进而改变了高炉内部换热、化学反应的条件，对炉料的顺行和铁矿石的还原效率产生影响的技术问题，本申请确定合适的喷吹量对于高炉冶炼顺行和有效利用喷吹介质起到了重大的改善，减少碳排放，减弱温室效应，实现高炉低碳冶炼的目标。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法流程示意图；
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，包括如下步骤：
S1.确认喷吹介质前高炉的冶炼参数；冶炼参数包括高炉生产的冶炼工艺参数、原料条件、鼓风参数、高炉输出物料的量和成分；具体原料条件和冶炼工艺参数如表1和表2，
表1原料条件表
表2高炉冶炼工艺参数表
将本实施例的冶炼参数为：吨铁焦比335Kg/t、煤比170Kg/t，吨铁耗风920m3/t、富氧率2％，理论燃烧温度2080℃、吨铁产生煤气量1414m3/t，以及煤气利用率50.3％。
S2.核算喷吹介质前的高炉物料平衡和热平衡；
根据吨铁耗原燃料、风量核算高炉的物料平衡及热平衡，结合煤气利用率，计算出炉腹煤气量1247m3/t和直接还原度0.5，并计算出高炉热损失的量0.41GJ/t，占热支出的比例为2.5％。高炉物料平衡和热平衡具体数值如表3和表4所示；
表3
表4
S3.记录下步骤S1和S2中的关键冶炼参数值；
记录下焦比335Kg/t、煤比170Kg/t、风量920m3/t、富氧率2％、理论燃烧温度2080℃、炉腹煤气量1247m3/t、炉顶煤气量1414m3/t、煤气利用率50.3％、高炉热损失的量0.41GJ/t和比例2.5％。
S4.确定喷吹介质参数；
根据工艺条件和气源确定喷吹介质参数，包括介质的温度、成分、密度、比热、热值及风口区燃烧热值。具体数值如表5，
表5
S5.初步拟定喷吹量
根据由焦比的减少量确定，先拟定一个喷吹量。焦比335Kg/t减少到280Kg/t，初步拟定喷吹量为100m3/t
S6.计算喷吹介质后的物料平衡和热平衡。
根据步骤S4中的喷吹介质参数和S5拟定的喷吹量计算的物料平衡和热平衡，具体结果如表6和表7；
表6
表7
记录关键冶炼参数值：焦比280Kg/t、煤比170Kg/t、风量820m3/t、富氧率2％、理论燃烧温度2203℃、炉腹煤气量1246m3/t、炉顶煤气量1344m3/t、煤气利用率50.2％、高炉热损失的量0.46GJ/t和比例2.8％。
S7.比较喷吹前后的计算得出的关键冶炼参数值
将步骤S3中记载的关键冶炼参数值，和步骤S6中得到的关键冶炼参数值相比较，具体数值如表8；
表8
| 项目 | 喷吹焦炉煤气前 | 喷吹焦炉煤气后 |
| 焦比，Kg/t | 335 | 280 |
| 煤比，Kg/t | 170 | 170 |
| 风量，m<sup>3</sup>/t | 920 | 820 |
| 富氧率，％ | 2 | 2 |
| 理论燃烧温度，℃ | 2080 | 2203 |
| 炉腹煤气量，m<sup>3</sup>/t | 1247 | 1246 |
| 炉顶煤气量，m<sup>3</sup>/t | 1414 | 1344 |
| 煤气利用率，％ | 50.3 | 50.2 |
| 高炉热损失的比例，％ | 2.5 | 2.8 |
S8.调整工艺参数；
调整喷吹量、直接还原度、富氧率，并循环S6和S7的步骤，直到喷吹前后炉腹煤气量、理论燃烧温度、炉顶煤气利用率、高炉热损失的量和比例保持一致，并控制炉顶煤气利用率低于炉顶温度条件下的热力学极限。表8已经调整工艺参数后的比较好的一组结果。
S9.优化得最佳喷吹量；
根据步骤S8达到调整目标的喷吹量即为最佳喷吹量，其可以得到焦炉煤气的最佳喷吹量就为100m3/t。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1.确认喷吹介质前高炉的冶炼参数；所述冶炼参数包括高炉生产的冶炼工艺参数、原料条件、鼓风参数、高炉输出物料的量和成分；
S2.核算喷吹介质前的高炉物料平衡和热平衡；根据步骤S1中的冶炼参数计算高炉的物料平衡及热平衡，并计算出理论燃烧温度、炉腹煤气量与炉腹煤气成分、直接还原度；
S3.记录下步骤S1和S2中的关键冶炼参数值；
S4.确定喷吹介质参数；所述喷吹介质参数包括介质的温度和成分，根据工艺条件和气源确定；
S5.初步拟定喷吹量；
S6.计算喷吹介质后的物料平衡和热平衡；将步骤S4中的喷吹介质参数和S5拟定的喷吹量加入喷吹介质后的物料平衡和热平衡计算；并记录关键冶炼参数值；
S7.比较喷吹前后记录的关键冶炼参数值；将步骤S3中记载的关键冶炼参数值，和步骤S6中得到的关键冶炼参数值相比较；
S8.调整工艺参数；调整喷吹量、直接还原度、富氧率，并循环S6和S7直到喷吹前后炉腹煤气量、理论燃烧温度、炉顶煤气利用率、高炉热损失的量和比例保持一致；
S9.优化得最佳喷吹量；根据步骤S8调整达到目标的喷吹量即为最佳喷吹量。
2.根据权利要求1所述的一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，其特征在于：步骤S1中，高炉生产的冶炼工艺参数包括铁焦比、煤比，吨铁耗风、富氧率、理论燃烧温度、吨铁产生煤气量和煤气利用率。
3.根据权利要求1所述的一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，其特征在于：步骤S2中，根据吨铁耗原燃料、风量核算高炉的物料平衡及热平衡，结合煤气利用率，计算出炉腹煤气量和直接还原度，并计算出高炉热损失的量和比例。
4.根据权利要求1所述的一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，其特征在于：步骤S3中，所述关键冶炼参数值包括焦比、煤比、风量、富氧率、理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉顶煤气量、煤气利用率、高炉热损失的量和比例。
5.根据权利要求1所述的一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，其特征在于：步骤S4中，所述介质参数还包括密度、比热、热值及风口区燃烧热值。
6.根据权利要求1所述的一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，其特征在于：步骤S5中，初步喷吹量由焦比的减少量确定。
7.根据权利要求1所述的一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，其特征在于：步骤S7比较的关键冶炼参数值包括焦比、煤比、风量、富氧率、理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉顶煤气量、煤气利用率、高炉热损失的量和比例。
8.根据权利要求1所述的一种确定高炉喷吹介质最佳喷吹量的方法，其特征在于：步骤S8需要控制炉顶煤气利用率低于炉顶温度条件下的热力学极限。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220405 |
|
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