控制风口理论燃烧温度在高炉操作中的作用

１前言高炉风口前的理论燃烧温度是指风口区域的煤气在未参与炉料热交换前的温度。经研究证明，维持一个合理范围的理论燃烧温度，对高炉炉缸热状态及高炉顺行有很重要的影响。本文主要论及鞍钢１１号高炉合理的理论燃烧温度范围，以及控制好理论燃烧温度对１１号高炉顺行...     

高炉理论燃烧温度模型的修正

随着高炉容积的增加及喷煤量的增大,传统的模型无法准确表征高炉真实的理论燃烧温度。通过对煤粉灰熔率及风口前焦炭燃烧率两个方面修正了高炉理论燃烧温度模型,并分析了焦炭燃烧率、灰分熔化率、风温、煤比、富氧率、鼓风湿度等因素对理论燃烧温度的影响,和维持高炉理论燃烧温度稳定所需的富氧率。该模型应用于国内某厂2650 m~3高炉上,结果表明,修正后的理论燃烧温度新模型计算结果与高炉实际炉况吻合良好,能够更好地体现高炉冶炼状态及炉缸热状态。     

高炉理论燃烧温度计算模型的开发与实践

在传统理论燃烧温度计算模型的基础上,重点考虑了风口回旋区燃烧平衡时煤气成分的变化,强调化学平衡对理论燃烧温度的影响,提出了新的理论燃烧温度计算模型,通过采集与处理现场高炉数据以及编程技术实现了该模型的在线计算,并成功应用于国丰钢铁有限公司1号高炉,在高炉与主控室之间建立起一条理论燃烧温度信息通道,实时反映炉缸热状态。实践证明,该模型可以有效帮助工长了解高炉情况,从而对于保持炉缸状态活跃、高炉顺行、延长高炉寿命等起到了促进作用。     

SiO_2还原对高炉风口前理论燃烧温度的影响

风口前理论燃烧温度是衡量炉缸热状态的重要参数之一,而SiO2在风口前被碳还原对其产生的影响一直被忽略.通过实验研究了高炉风口前不同位置的试样,得到进入风口回旋区焦炭的温度和不同位置试样渣中SiO2的含量,从而确定出在风口回旋区SiO2的还原率,并建立了考虑SiO2还原情况下理论燃烧温度的计算公式,最后在富氧喷煤的条件下,分析和讨论了煤粉中灰分变化对理论燃烧温度的影响因素.     

关于高炉入炉风温的探讨

高炉风口区理论燃烧温度对高炉操作有一定的指导意义.在计算高炉风口区理论燃烧温度时,使用风温为表风温,但实际入炉风温低于表风温,影响风口区理论燃烧温度的计算,通过热工计算高炉入炉风温,有利于正确评价风口区理论燃烧温度.     

高炉富氧喷煤预测

用高炉热状态优化和预测模型,对高炉富氧喷煤进行预测表明,富氧鼓风是实现大喷煤量并维持高炉最佳热状态的必要条件。富氧和喷煤二者具有良好的互补性。富氧后不一定需要相应提高风口前理论燃烧温度,不然高炉区域热平衡将遭到破坏,出现下部区域热量过剩和上部区域热量不足问题。     

人工智能图像识别技术在高炉风口监测中的应用

高炉风口是能够直接观察到高炉内部热状态的设备,高炉风口的监视工作也是高炉冶炼生产重要的参考依据.目前对风口状态的判断主要依赖操作人员的工作经验,存在难以全面监测、响应不及时等问题.研究了风口异常情况的图像识别方法,提出将其归为细粒度图像分类任务,从而解决风口异常类别差异性过小的问题,并利用深度卷积神经网络模型开发了高炉...     

关于大量喷煤高炉的某些理论问题的思考

讨论了与高炉大量喷煤有关的某些理论问题,主要是高炉下部透气性和原料质量、热补偿和理论燃烧温度等。考虑到风口区煤粉的燃烧率及实际发生的化学反应,提出了计算理论燃烧温度的一种新方法。从保证未燃煤粉在高炉内完全消耗的角度提出了高炉的喷煤极限。     

关于首钢高炉风口理论燃烧温度计算经验公式的探讨

通过对高炉风口直接测温及常规法的计算，推导出新的理论燃烧温度经验公式，应用不同公式计算的高炉风口理论燃烧温度与风口红外测定的温度进行对比分析，认为新经验公式更适合首钢高炉应用。     

喷吹神东高钙烟煤对高炉回旋区热状态的影响

高炉风口和回旋区的热状态对炉内煤气流的一次分布具有重要影响,进而影响高炉的经济技术指标。为探究喷吹神东高钙烟煤对高炉回旋区热状态的影响,本文通过收集某钢铁企业试烧期间高炉鼓风参数及其他各项操作参数,采用Fluent仿真模拟方法,建立风口回旋区的三维燃烧模型,系统分析不同喷吹条件下温度分布、气体分布、速度分布的变化规律,从而确定在风口复杂条件下喷吹神东高钙烟煤对高炉回旋区热状态的影响。模拟计算结果表明：神东高钙烟煤和ES无烟煤燃烧后产生的还原气体量最多,生产时有利于矿石的还原;向高炉喷吹神东高钙烟煤、HX烟煤、WN烟煤、SG烟煤与ES无烟煤混合煤粉时,燃尽率分别为72.25%、70.11%、68.87%、67.56%,神东高钙烟煤与ES无烟煤混合喷吹时煤粉的燃尽率最高,这是由于神东高钙烟煤和ES无烟煤的CaO质量分数较高,其在风口、回旋区内的燃烧特性最佳;混合喷吹神东高钙烟煤与ES无烟煤时,风口、回旋区内的煤气成分和煤粉燃尽率等方面要强于其他三种情况,适宜向高炉喷吹。     

A Modified Model for Calculating Theoretical Flame Temperature in Blast Furnace and Its Application

The theoretical flame temperature(TFT)before tuyere,always highly concerned by blast furnace(BF)operators,is one of the most important parameters for evaluating the thermal state of hearth.However,some influencing parameters,for example,the SiO2 reduction by carbon,were always neglected or inaccurate when calculating the TFT.According to the definition of TFT,the temperature of coke into raceway and the reduction rate of SiO2 in ash of coke and pulverized coal were obtained by analyzing the samples before tuyere in blast furnace.Taking full account of different factors,a modified model for calculating the TFT in blast furnace was established.The effects of the oxygen enrichment rate,the reduction rate of SiO2 in raceway,the ash content in coke and pulverized coal and the pulverized coal injection(PCI)rate on TFT were determined quantitatively.The modified model was applied to selecting the used coal for PCI in blast furnace.Considering the different SiO2 contents of mixed coal,the calculated TFT remained a stable level.This showed that the selected coal could be suitable for PCI in blast furnace.     

高炉合理鼓风动能与炉缸活性的关系

 通过分析高炉鼓风动能与炉缸活性的关系,认为合理的鼓风动能不仅是保持炉缸活性良好的前提条件,更是高炉操作者调节炉况的重要手段之一。通过研究合理鼓风动能的理论依据和计算方法,发现高炉合理鼓风动能不仅需要随着高炉容积的增大而增大,而且需要有合理的风量和风口面积。通过比较不同容积高炉所对应的风量,提出了风量比和风量系数的概念;介绍了本钢新1号高炉通过调节风口面积探索合理鼓风动能的过程。对高炉在不同鼓风动能条件下所产生的各种直观现象和仪表变化进行了说明,针对这些现象就可以判断出鼓风动能是否在合理范围内,并进行相应的调节。因此,合理的鼓风动能需要适应高炉生产的各方面条件的变化,这就需要对合理鼓风动能进行不断的探索和实践,以形成应变的合理的送风制度,确保高炉生产长期稳定顺行。     

关于高炉风口面积调节方法的探讨

通过建立高炉送风系统模型,模拟了风口尺寸对风口速度、流量和鼓风动能的影响,纠正了高炉操作认识上的一些错误。研究表明,缩小少数几个风口面积会减小鼓风动能,但却增大了其它风口的鼓风动能;只有减小多个风口的面积,才会增大所有风口的鼓风动能。减小少数几个风口的操作之所以能抑止边缘气流是其风量明显减少所致。     

关于高炉风口面积调节方法的探讨

通过建立高炉送风系统模型,模拟了风口尺寸对风口速度、流量和鼓风动能的影响,纠正了高炉操作认识上的一些错误。研究表明,缩小少数几个风口面积会减小鼓风动能,但却增大了其它风口的鼓风动能;只有减小多个风口的面积,才会增大所有风口的鼓风动能。减小少数几个风口的操作之所以能抑止边缘气流是其风量明显减少所致。     

首钢高炉送风制度的基础研究

随着首钢高炉技术经济指标的提升,原用的送风制度经验公式已不适应于目前的冶炼条件。结合首钢高炉冶炼现状,对送风制度方面的高炉入炉风量、实际风速、鼓风动能及炉缸煤气量、理论燃烧温度、理论实际煤气流速、透气阻力系数等计算公式进行了重新量化,提出了简化算式,由此也深化了目前冶炼条件下对高炉送风制度现状的认识。     

高炉入炉焦/风口焦微观结构与气化反应性对比

摘要：以同一座高炉2次休风所取的入炉焦和风口焦为研究对象,采用XRD、SEM EDS、N2吸附、热分析等方法比较分析不同样品的碳化学结构、碱金属富集程度、孔隙结构、CO2气化反应性,探究了焦炭在高炉中反应性变化程度和影响因素。结果表明：风口焦炭与入炉焦炭相比,气化反应性显著升高,比表面积增大,碳结构有序化程度升高,碱金属含量提高;金属钾在风口焦炭边部的存在形式以可溶性盐为主,在焦炭内部以钾霞石为主;入炉焦各部位差异较小,而风口焦边部、中部、芯部的气化反应性和结构性质存在显著差异,表明其各部位在高炉中所经历的气化反应过程不同;风口焦中碱金属含量为影响气化反应性的最主要因素,次要影响因素为碳化学结构和孔隙结构。     

冶金焦的本质特性与现代高炉冶炼的对应关系

 在对鞍钢焦炭质量现状进行科学分析的基础上,研究了焦炭强度、热态性能、化学组成、粒度及质量波动等对高炉冶炼的影响规律,并通过对高炉风口焦炭的实际取样与研究加以验证,指导高炉操作实践;同时,系统地掌握焦炭质量、焦炭质量对高炉冶炼的影响、焦炭质量的评价方法等;尤其是利用“风口取样”,掌握焦炭在炉内的变化规律和炉缸工作状况,为高炉操作提供技术支持,同时为焦化厂低成本生产出符合高炉运行要求的焦炭提供了依据。     

A Mathematical Model of a Blast Furnace Injection Tuyere

One way to further utilise produced gases in an integrated metallurgical plant is to replace oil with gas as a reducing agent in a modern blast furnace. Accordingly, it is of great interest to study the injection of reducing gas into the blast furnace. Therefore, a three‐dimensional mathematical model has been developed which simulates the injection of the gas by lances into the tuyere. The model includes the coupled solution of the flow field and the chemical reaction of the gases in the tuyere. Two different types of fuel gas, coke oven gas (COG) and basic oxygen furnace gas (BOF) have been modelled using one injection lance. The modelling technique is presented and discussed as well as the implied results. Furthermore, process parameters such as different gas compositions etc. are investigated using the developed model. Not surprisingly, the main results show that the COG is combusted more completely than BOF gas, which leads to higher flame temperature of the blast putting demand forward to lower the heat load of the tuyere. However, the modelling of the raceway is as far not included in the model, hence the influence of the outlet boundary condition at the tuyere is not reflected in the presented results.     

氧气高炉风口前燃烧带数值模拟

根据气膜传质控制理论,在物料平衡和能量平衡的基础上,建立了O2高炉风口前燃烧带数学模型,模拟了不同鼓风速度和O2湿度条件下风口前燃烧带内气体各组分浓度场和温度场分布情况。模拟结果表明：改变鼓风速度可以调节风口前燃烧带气体温度和浓度分布,从而调节O2高炉软熔带形状及煤气流分布;增加鼓风湿度可以降低风口理论燃烧温度,增大还原煤气中H2含量。