高炉会议炉腹煤气量与高炉过程.ppt

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评价高炉生产效率的评价高炉生产效率的一种核实方法一种核实方法一种实用工具一种实用工具项钟庸王筱留项钟庸王筱留中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆北京科技大学冶金与生态工程学院北京北京科技大学冶金与生态工程学院北京炉腹煤气量的性质炉腹煤气量的性质22133炉腹煤气量指数与风口耗氧量炉腹煤气量指数与风口耗氧量应用应用Rist线图的校算方法线图的校算方法44一种评价热量消耗的工具一种评价热量消耗的工具本世纪钢铁产能过剩，过去主要以强化高炉操作本世纪钢铁产能过剩，过去主要以强化高炉操作为主导，正在转变到降低能耗，降低燃料比的方向为主导，正在转变到降低能耗，降低燃料比的方向上来。

上来。

因此，近年来降低燃料比取得了惊人的效果。

因此，近年来降低燃料比取得了惊人的效果。

为此，推动了高炉理论研究、过程理论、解剖调为此，推动了高炉理论研究、过程理论、解剖调查等，对炉内现象研究的热潮。

查等，对炉内现象研究的热潮。

精料，以及操作技术的进步，炉况稳定，进一步精料，以及操作技术的进步，炉况稳定，进一步积极研究降低燃料比的条件和可能性。

积极研究降低燃料比的条件和可能性。

在这方面，我们在会议论文集上介绍了一些研究在这方面，我们在会议论文集上介绍了一些研究方法。

方法。

我们按照大会要求，在此应用我们按照大会要求，在此应用A.Rist线图分析当线图分析当前进一步降低燃料比的一些方向，供大家参考。

前进一步降低燃料比的一些方向，供大家参考。

前言前言炉腹煤气量指数炉腹煤气量指数改善炉料改善炉料透气性透气性提高原燃提高原燃料质量料质量改善炉内改善炉内煤气分布煤气分布炉腹煤气炉腹煤气提高煤气利用率提高煤气利用率风口耗氧量风口耗氧量吨铁炉腹煤气量吨铁炉腹煤气量降低燃料比降低燃料比高利用系数高利用系数炉腹煤气量炉腹煤气量热平衡热平衡物料平衡物料平衡Rist线图线图炉炉内内煤煤气气流流速速热热能能化化学学能能11炉腹煤气量的性质炉腹煤气量的性质方框红点表示最低燃料比方框红点表示最低燃料比圆形绿色点为各高炉操作期间平均燃料比圆形绿色点为各高炉操作期间平均燃料比右上角的黑色圆点为有效容积利用系数右上角的黑色圆点为有效容积利用系数2000m2000m33级高炉的级高炉的“UU”字型回归曲线字型回归曲线UU字型字型反映强化与反映强化与降低燃料比降低燃料比之间的矛盾之间的矛盾？

随着炉腹煤气量指数随着炉腹煤气量指数BGBG的增加，高炉面积利用系数的增加，高炉面积利用系数并没有明显上升，而是吨铁炉腹煤气量并没有明显上升，而是吨铁炉腹煤气量vvBGBG迅速上升；风口迅速上升；风口耗氧量和燃烧带热收入的上升，煤气利用率降低。

耗氧量和燃烧带热收入的上升，煤气利用率降低。

为了充分利用碳素的还原能力，减少风口耗氧量，提为了充分利用碳素的还原能力，减少风口耗氧量，提高煤气利用率是我国高炉亟待重视的问题。

高煤气利用率是我国高炉亟待重视的问题。

2.2.炉腹煤气量指数炉腹煤气量指数与炉腹煤气量和风口耗气量与炉腹煤气量和风口耗气量炉腹煤气量，炉腹煤气量，m3/min：

风口耗氧量口耗氧量,m3/min：

炉腹煤气量指数炉腹煤气量指数与风口耗氧量和煤气利用率与风口耗氧量和煤气利用率FRQ2507.1（503）25449.24N2507.3（515）26950.15T2-2535.7（600）32242.54红色为校算后的数据红色为校算后的数据在图在图1（b）中为中为Q2、N2、C2和和T2-2炉腹煤气量指数与吨铁风炉腹煤气量指数与吨铁风口氧气量和煤气利用率的关系口氧气量和煤气利用率的关系

（1）操作指标较好的高炉）操作指标较好的高炉炉腹煤气量指数在炉腹煤气量指数在66m/min以下以下。

炉腹煤气量指数较高燃料比也较高。

炉腹煤气量指数较高燃料比也较高。

（2）操作点经常在）操作点经常在“U”字型的上升段上，字型的上升段上，说明说明调整强化程度可以降低燃料比。

调整强化程度可以降低燃料比。

（3）燃料比燃料比回归曲线的最低点回归曲线的最低点在在500kg/t以下以下的高的高炉炉炉腹煤气量指数均在炉腹煤气量指数均在60m/min左右左右。

说明控制炉腹煤气量指数对降低燃料比有利，对说明控制炉腹煤气量指数对降低燃料比有利，对高炉操作有重要意义。

高炉操作有重要意义。

数据分析的结果数据分析的结果用提高炉腹煤气量来强化冶炼，不符合降低燃料用提高炉腹煤气量来强化冶炼，不符合降低燃料比和降低成本的要求，利用系数也得不到提高。

比和降低成本的要求，利用系数也得不到提高。

因此，寻求合适的强化程度，控制炉腹煤气量指因此，寻求合适的强化程度，控制炉腹煤气量指数仍然是我国高炉降低燃料比的方向。

数仍然是我国高炉降低燃料比的方向。

反应种类和温度及反应生成热和煤气成份的关系反应种类和温度及反应生成热和煤气成份的关系反应名称反应名称反应式反应式热效应热效应kJ/mol温度范围温度范围/oC煤气成分的变化煤气成分的变化/%COCO2CO+CO2碳素不完全燃烧碳素不完全燃烧C1/2O2=CO+125.450碳素完全燃烧碳素完全燃烧CO2=CO2+408.760CO燃烧燃烧CO1/2O2=CO2+283.310铁的直接还原铁的直接还原FeO+C=Fe+CO-158.7812000溶损反应溶损反应CO2C=2CO-172.348001200氧化铁的间接还原氧化铁的间接还原FeO+CO=Fe+CO2+13.6012000125409碳燃烧成碳燃烧成CO放出的热量不到完全燃烧放出的热量不到完全燃烧热量热量的的1/3。

间接还原消耗热量不到还原的间接还原消耗热量不到还原的1/10。

3.3.运用运用RistRist线图线图代代号号炉容炉容面积面积利用利用系数系数富氧富氧率率风温风温燃料比燃料比炉腹煤炉腹煤气量指气量指数数吨铁炉吨铁炉腹煤气腹煤气量量吨铁风吨铁风口耗氧口耗氧量量风口前燃风口前燃烧温度烧温度风口碳素燃风口碳素燃烧烧的热收入的热收入估算估算直接还原度直接还原度m3t/（m2.d）%oCkg/tm/minm3/tm3/toCGJ/t%T1-2200056.342.73118258062.0158731121375.1058.6T1-3200056.152.85118757160.7155630621475.0557.7T2-2200055.732.65117560263.7164732221465.3562.5T2-3200055.732.68118259462.8161831821605.2961.2G231858.943.42117452858.1143329320564.5455.8N1250058.422.14117851758.0138726520964.3952.2N2250059.212.14114751557.8140626920714.3250.0Q1265061.951.20117950154.4134225022284.2251.2Q2265059.192.15122450354.31326254.21504.2851.8校算后校算后2000m3级高炉数据及高炉数据及风口燃口燃烧温度及温度及热量收入量收入风口吨铁耗氧量增加风口碳素消耗量上升风口吨铁耗氧量增加风口碳素消耗量上升E点下移点下移E点下移冶炼单位生铁的热消耗量上升点下移冶炼单位生铁的热消耗量上升P点下降点下降E点下移点下移AE直线向相反方向转动炉身效率下降直线向相反方向转动炉身效率下降A点向左移动煤气利用率下降点向左移动煤气利用率下降AE直线斜率增加燃料比上升直线斜率增加燃料比上升国外在高炉月报国外在高炉月报中的重要内容中的重要内容是用是用Rist线图来分析高炉炉况线图来分析高炉炉况从理论上说明了从理论上说明了:

控制炉腹煤气量指数的重要性控制炉腹煤气量指数的重要性RistRist线图从从风口耗氧量的口耗氧量的E点开始点开始A、P、B各各点都在一条直点都在一条直线上。

上。

具体地具体地说，亦即，亦即校算了校算了风口燃口燃烧带的的热平衡、高炉下部平衡、高炉下部高温区的高温区的热平衡平衡确定确定P点以及点以及铁的直接的直接还原量确定原量确定B点。

点。

由高炉上部由高炉上部热平衡以及各区域的碳平衡、氧平衡。

平衡以及各区域的碳平衡、氧平衡。

由由风口燃口燃烧带逸出的炉腹煤气逸出的炉腹煤气发生的生的CO量和直接量和直接还原原产生的生的CO量作量作为上部上部间接接还原的原原的原动力，由其力，由其产生的生的CO2量来确量来确定定A点。

点。

在燃在燃烧带和高温区采取逐步和高温区采取逐步调整漏整漏风率以及碳、氧和高率以及碳、氧和高温区的温区的热量收支，如渣量、渣量收支，如渣量、渣铁温度、石灰石用量、直接温度、石灰石用量、直接还原度等，然后原度等，然后对低温区低温区进行各行各项平衡平衡计算。

算。

经过反复反复计算，使得算，使得EP、PB、BA及及EA等直等直线的斜率相等，亦即燃料的斜率相等，亦即燃料比相等。

由于要使各点都在一条直比相等。

由于要使各点都在一条直线上。

上。

用用Rist线的特征线的特征校算方法校算方法T1-2T1-3T2-2T2-3GN1N2Q1Q2T2-2T2-3T1-2T1-3GQ1Q2N1N2GT2-3T1-3T1-2T2-2N2N1Q1Q2T1-3T1-2T2-3T2-2GQ1N1Q2N2PEBAPAB风口耗氧量口耗氧量E点决定高炉的点决定高炉的热量需要量需要P点，同点，同时也决也决定了炉内的定了炉内的还原原过程程B点，点，还决定了煤气利用率决定了煤气利用率A点。

点。

风口耗氧量增加，口耗氧量增加，AE直直线的斜率增加，燃料比上升。

的斜率增加，燃料比上升。

高炉炉身部份煤气利用差，即高炉炉身部份煤气利用差，即间接接还原没有得到原没有得到发展，就必然要依展，就必然要依赖高炉下部消耗大量高炉下部消耗大量热量的直接量的直接还原原，风口必口必须燃燃烧大量碳素大量碳素产生生热量。

量。

这正是高炉中能量利用方面的正是高炉中能量利用方面的辩证关系。

关系。

（1）使用）使用Rist线图提供了研究冗余提供了研究冗余热量，促使量，促使过剩剩热量的利用。

量的利用。

（2）Rist线图也提出了研究炉内的也提出了研究炉内的还原原过程。

程。

（3）高炉）高炉风口鼓口鼓风参数参数对高炉高炉过程起着关程起着关键性的性的作用，因此精作用，因此精细化操作要抓住化操作要抓住这个个环节。

（4）T组高炉高炉调整后整后Rist线的斜率降低的斜率降低约0.2，理，理应大幅度降低了燃料比；可是按大幅度降低了燃料比；可是按调整后整后Rist线的斜的斜率率计算算燃料比燃料比较报表表还要高要高约60kg/t。

是否采用了。

是否采用了综合焦比作合焦比作为燃料比不得而知；燃料比不得而知；T组高炉与高炉与N、Q组高炉高炉Rist线的斜率的斜率约大大0.5，燃料比相差近，燃料比相差近80kg/t。

（5）在提高炉腹煤气量指数）在提高炉腹煤气量指数时，应充分考充分考虑对燃燃料比、料比、产量、成本的影响。

量、成本的影响。

炉腹煤气量指数炉腹煤气量指数过高，高，还引起燃料比上升、能源介引起燃料比上升、能源介质增加；生增加；生铁成本提高。

成本提高。

应该经常用物料平衡和常用物料平衡和热平衡校正鼓平衡校正鼓风、氧气流、氧气流量量计，计算算风口耗氧量和燃口耗氧量和燃烧碳素量，掌握高炉碳素量，掌握高炉热量消耗和量消耗和还原原过程的状况。

程的状况。

（1）风口口碳素燃碳素燃烧的的热平衡决定炉腹煤气温度平衡决定炉腹煤气温度TBG。

（2）下列）下列经验公式决定公式决定TBG。

TBG=1559+0.839TB+4.972O2-6.033WB-kPcTB热风温度，温度，oC；O2富氧量，富氧量，m3/m3WB鼓鼓风湿度，湿度，g/m3Pc喷煤量，煤量，kg/km3两种计算风口燃烧温度两种计算风口燃烧温度两者的两者的风口燃口燃烧带出口出口炉腹煤气温度炉腹煤气温度TBG基本相同。

基本相同。

4.4.一种评价热量消耗的工具一种评价热量消耗的工具诺模图的制作诺模图的制作炉缸面积利用系数炉缸面积利用系数等等炉腹煤气量指数炉腹煤气量指数反比例函数曲线反比例