日本高炉数学模型的改进及实际应用情况

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1、日本高炉数学模型的改进及实际应用情况日期：2011-2-1416:36:44人气：28预测高炉操作状态的方法有许多，如有根据高炉整体和各部位的平衡学或热平衡和物质平衡进行预测的方法；有根据Rist线图、反应动力学和传输动力学的综合模型进行预测的方法等。这两种方法已广泛应用于在所给出条件下高炉能否操作的预测和高炉综合操作状态的研究，尤其是Rist线图现在仍被用于高炉各局部方面的研究。另一方面，在高炉实际操作及其操作设计过程中，不仅要掌握作为操作值在检测端显示的信息，而且要掌握在目前或在导入新操作条件下炉内的现

2、象和分布，在此基础上还要使高炉操作避免有可能发生的问题。基于此因，根据传递动力学和反应动力学来预测炉内现象成为了不可缺少的预测手段。本文就根据反应动力学预测的高炉综合模型在最近几年的发展动向进行解说，同时就高炉综合模型在实际操作中的应用方法、存在的问题及其发展趋势进行了介绍。　　高炉模型的改进　　日本根据反应动力学和传输现象学的微分方程式来表示炉内现象的炼铁用高炉数值模拟技术起源于20世纪60年代鞭等人的试验研究。根据这种方法开发数学模型的流派因解析方法和边界条件设定方法的不同而不同。在80年代以前，有的模

3、型研究是从扩大应用考虑现象和反应的研究；有的模型研究是考虑非稳定项的研究；还有的模型研究是将炉内沿半径方向进行分割，然后分别开发了应用一维模型的准二维模型，进而向二维模型发展的研究。这些模型研究在结合高炉解体调查结果后，不仅弄清了高炉内部现象，而且还可应用于鼓风压力变化的预测、临界燃料比的推定、点火和休风操作的研究、富氧鼓风炼铁工艺的解析等。　　虽然这些概念已被部分应用于羽田野和栗田的二维模型及杉山和须贺田的二维模型中，但日本钢铁协会特定基础研究会下属的“填充层中气、固、液传输现象专业委员会”在1989年到

4、1992年的研究中指出了炉下部现象采用多相流处理的重要性，并在其后的高炉数学模型开发中，把考虑到异相间具有双相相互作用的多流处理作为基础概念而加以利用。另外，该研究会还提出了“四流体模型”的概念，即对于高炉内的流动物质，除了气体、固体和液体三态外，还把细粉料作为一个独立相进行处理。细粉料在物理意义上是固体，但其运动形态与装入料不同。根据这一概念的数学模型也正向二维、二维非稳定、三维、三维非稳定的模型展开。　　最新的模型构成例日本高炉数学模型的改进及实际应用情况日期：2011-2-1416:36:44人气：2

5、8预测高炉操作状态的方法有许多，如有根据高炉整体和各部位的平衡学或热平衡和物质平衡进行预测的方法；有根据Rist线图、反应动力学和传输动力学的综合模型进行预测的方法等。这两种方法已广泛应用于在所给出条件下高炉能否操作的预测和高炉综合操作状态的研究，尤其是Rist线图现在仍被用于高炉各局部方面的研究。另一方面，在高炉实际操作及其操作设计过程中，不仅要掌握作为操作值在检测端显示的信息，而且要掌握在目前或在导入新操作条件下炉内的现象和分布，在此基础上还要使高炉操作避免有可能发生的问题。基于此因，根据传递动力学和反

6、应动力学来预测炉内现象成为了不可缺少的预测手段。本文就根据反应动力学预测的高炉综合模型在最近几年的发展动向进行解说，同时就高炉综合模型在实际操作中的应用方法、存在的问题及其发展趋势进行了介绍。　　高炉模型的改进　　日本根据反应动力学和传输现象学的微分方程式来表示炉内现象的炼铁用高炉数值模拟技术起源于20世纪60年代鞭等人的试验研究。根据这种方法开发数学模型的流派因解析方法和边界条件设定方法的不同而不同。在80年代以前，有的模型研究是从扩大应用考虑现象和反应的研究；有的模型研究是考虑非稳定项的研究；还有的模型

7、研究是将炉内沿半径方向进行分割，然后分别开发了应用一维模型的准二维模型，进而向二维模型发展的研究。这些模型研究在结合高炉解体调查结果后，不仅弄清了高炉内部现象，而且还可应用于鼓风压力变化的预测、临界燃料比的推定、点火和休风操作的研究、富氧鼓风炼铁工艺的解析等。　　虽然这些概念已被部分应用于羽田野和栗田的二维模型及杉山和须贺田的二维模型中，但日本钢铁协会特定基础研究会下属的“填充层中气、固、液传输现象专业委员会”在1989年到1992年的研究中指出了炉下部现象采用多相流处理的重要性，并在其后的高炉数学模型开发

8、中，把考虑到异相间具有双相相互作用的多流处理作为基础概念而加以利用。另外，该研究会还提出了“四流体模型”的概念，即对于高炉内的流动物质，除了气体、固体和液体三态外，还把细粉料作为一个独立相进行处理。细粉料在物理意义上是固体，但其运动形态与装入料不同。根据这一概念的数学模型也正向二维、二维非稳定、三维、三维非稳定的模型展开。　　最新的模型构成例日本高炉数学模型的改进及实际应用情况日期：2011-2-1416:36: