高炉富氧喷吹配煤工艺模型研究

摘要

近二十年来，高炉富氧喷煤技术迅速发展，已经成为调节高炉炉况、稳定生产顺行、降低炼铁生产成本的基本手段。实践表明，喷吹单一煤种既不能完全满足炼铁工艺的要求。为了提高煤比，强化喷煤效果，高炉喷吹配煤工艺应运而生。我国在喷吹配煤方面研究滞后，对喷吹煤种的研究缺乏相关理论及技术支持，制约着我国高炉喷煤总体水平的提高。因此，开展高炉富氧喷吹配煤技术研究，提高喷煤效果，成为我国钢铁行业亟待解决的问题。
　　 本文从我国高炉实际生产情况出发，对高炉喷吹煤种、富氧率等进行研究。结合湖南省煤炭资源特性，选择了10种具有代表性的湖南及周边煤。通过对10种原煤的指标进行分析，利用Lingo优化得到5种符合基本条件的配煤，并对其喷吹性能以及性价比的进行分析，选择出合理配煤，计算配煤效益。并计算湖南某高炉(380m3)喷吹该煤种时，煤比达到全国重点企业水平时的所需的富氧率、氧过剩系数以及富氧效益等参数。
　　 本论文的主要结论有:
　　 (1).通过对10种原煤的喷吹性能分析，确定了性价比最高的喷吹煤粉配制比例，并计算了与该煤种相匹配的富氧量，富氧喷煤吨铁效益约为41元。
　　 (2).通过对380m3高炉热平衡计算，得到其单位产品的能耗水平，并绘制其高炉操作线、计算其炉顶煤气量和压力等参数，确定当前高炉实际能量水平的最佳操作点。
　　 (3).结合国内外高炉的生产经验，通过对回旋区形状、理论燃烧温度、煤粉燃烧效率、置换比、炉顶煤气量等指标计算方程进行选择、拓展，得到符合高炉生产实际，且又能便捷用于工业生产的高炉富氧喷吹配煤工艺模型，并利用Microsoft Visual Studio2008软件建立其计算软件。该软件从煤粉数据库中读取各种原煤的参数，以工业分析的限制为约束条件，得到性价比最高的喷煤，并结合高炉结构参数与工艺参数，预测包括富氧率、回旋区等模型中各重要指标，然后循环运算，可以得到使高炉达到预期操作水平的工艺参数。对于技术升级的高炉，可对其控制参数进行论证，验证富氧喷吹的可行性。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 引言

1．2 我国炼铁生产现状及我国煤炭资源特性

1．2．1 炼铁生产概况

1．2．2 我国煤炭资源特性

1．3 高炉喷煤与喷吹煤粉配制

1．3．1 高炉喷煤工艺系统

1．3．2 高炉喷煤的意义

1．3．3 高炉喷吹煤粉配制

1．4 高炉富氧喷吹混合煤粉研究现状

1．4．1 国内外高炉喷煤现状

1．4．2 国内外高炉喷吹配煤与富氧鼓风研究现状

1．5 研究内容与意义

1．5．1 课题来源

1．5．2 研究目的

1．5．3 研究内容

第二章 喷吹配煤方案的确定与富氧率计算

2．1 原煤选择与分析

2．1．1 湖南及周边地区的煤炭分布及原煤选择

2．1．2 原煤工业分析与发热量的测定

2．2 喷吹配煤方案的确定

2．2．1 喷吹配煤数学模型建立

2．2．2 LINGO简介

2．2．3 喷吹煤种配比的计算

2．2．4 配煤性能分析

2．3 配煤效益计算

2．4 富氧率

2．4．1富氧鼓风工艺和设备

2．4．2 富氧率计算

2．5 本章小结

第三章 高炉能量利用分析

3．1 高炉热平衡

3．1．1 热平衡测试期的选择与基准参数的确定

3．1．2 基本工艺参数及物性参数

3．1．3 物料平衡

3．1．4 热平衡

3．1．5 热平衡测试结果分析

3．2 高炉炉况分析

3．2．1 高炉热效率

3．2．2 高炉操作线

3．3 本章小结

第四章 高炉富氧喷吹配煤工艺模型

4．1 回旋区模型

4．1．1 鼓风动能与回旋区形状

4．1．2 理论燃烧温度

4．2 指标计算模型

4．2．1 煤粉燃烧率

4．2．2 置换比

4．3 炉顶煤气

4．4 本章小结

第五章 高炉富氧喷吹配煤工艺计算软件

5．1 高炉富氧喷吹配煤工艺模型解析

5．2 高炉富氧喷吹配煤工艺计算软件

5．3 高炉富氧喷吹配煤工艺计算软件的应用

5．4 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的学术成果