氧气高炉工艺的探讨研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文氧气高炉工艺的探讨研究作者姓名：雷志亮指导教师：邹宗树教授李强副教授东北大学材料与冶金学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：钢铁冶金论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月25日学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：沈峰满教授评阅人：陈韧教授王晓鸣副教授东北大学2014年6月万方数据AThesisinFerrousMetallurgyTheoreticalExplorationonOxygenBlastFurnaceProcessByLeiZhilian

2、gSupervisor：ProfessorZouZongshuAssociateProfessor：LiQiangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：嚅恶、鹿日期：7口f驴．弘{p学位论文版权使用授权书本学位

3、论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：需≤、意签字日期：7护f印．，，；口两年留导师签名：签字日期：万方数据东北大学硕士学位论文摘要氧气高炉工艺的探讨研究摘要高炉炼铁仍然是世界上最主要的炼铁生产工艺，但面临严重节能减排压力。氧气高炉：[艺是用冷态氧气代替传

4、统热风操作的一种新型炼铁工艺，其在冶炼效率和节能减排等方面具有显著优势。结合碳捕集与贮存技术的氧气高炉工艺流程可以比现在C02排放最少的炼铁工艺减少50％以上，其中炉顶煤气循环．氧气高炉流程是最有希望实现工业化的工艺流程。但是现有关于氧气高炉的数学模型大部分假定直接还原度，因为缺少经验数据，选择具有一定的盲目性。而且针对不同的操作需要选择不同的直接还原度，所以选择的直接还原度难以和实际生产相符。根据高炉的冶炼特点，本文将高炉分为风口回旋区、高温区和低温区三个部分。在物料平衡和热平衡的基础上，充分考虑了化学平衡对冶炼的影

5、响，建立了氧气高炉多区域约束工艺模型，并用VisualBasic进行编程。模型结果与生产数据十分接近，用来分析氧气高炉工艺流程具有很高的可信度。模型不仅可及分析传统热风高炉操作，还可以分析不同操作条件下的氧气高炉工艺。根据循环煤气喷吹的位置和温度的不同，炉顶煤气循环．氧气高炉主要有三个流程，本文详细分析了煤比和风口喷吹煤气对三种高炉流程的影响，并得到了以下主要结论。(1)传统热风操作的风中含氧率小于O．353时，通过调整操作条件可以使传统高炉流程仍能够正常运行。风中含氧率超过这个界限后，高炉不能够正常运行。(2)在炉项

6、煤气循环．氧气高炉工艺中，从炉身喷吹预热循环煤气，主要是为-J'幸b充低温区的热量，循环煤气的成分对低温区的矿石还原影响不大。(3)当采用工业室温氧气代替传统热风且炉身风口喷吹预热煤气时，对于炉缸风口喷吹冷态循环煤气流程，煤比为150kg／thm，炉缸风1：3喷吹冷煤气400．5Nm3／thm，炉身风1：3喷吹163．1Nm3／thm时，燃料中碳素消耗为383．1kg／thm，比传统热风操作减少12．9kg／thm；对于风VI喷吹预热循环煤气流程，煤比为162kg／thrn，炉缸风口喷吹预热煤气535．4Nm3／thm

7、，炉身风VI喷吹预热煤气10．5Nm3／thm时，脱除C02后的炉顶煤气恰好能满足使用，燃料中碳素消耗为305．5kg／thm，比传统热风操作减少90．5kg／thm。(4)当采用工业室温氧气代替传统热风，且仅炉缸风口喷吹预热煤气，煤比为200kg／thm，炉缸风口喷吹煤气量为535．3Nm3／thm时，燃料中碳素消耗为305．0kg／thm，．I．万方数据东北大学硕士学位论文摘要比传统热风操作减少91．Okg／thm。(5)对于喷吹焦炉煤气．氧气高炉流程，宜采用较低的煤比，较低的理论燃烧温度。煤比为150kg／thm

8、，炉缸风口喷吹焦炉煤气量为247．1Nm3／thm，炉料热装温度为1254C，碳素消耗为380．2kg／thm，比传统热风高炉节约15．8kg／thm。关键词：氧气高炉；数学模型；物料平衡；炉顶煤气循环；焦炉煤气．II．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractTheoreticalExplorationONOxygenBlas