[發明專利]一種有害元素對高爐燃料比影響的計算方法的建立方法

有效

• 申請號: 201711387952.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108197785B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 張建良;焦克新;王一杰;劉征建;王廣偉;鄧勇;王翠
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04;C21B5/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明公開了一種有害元素對高爐燃料比影響的計算方法的建立方法，屬于煉鐵新技術領域，解決了高有害元素含量鐵礦石的經濟利用問題。該方法基于有害元素堿金屬、鋅、鉛等在高爐內的循環富集行為，提出了有害元素對高爐燃料比影響的概念。確定了高爐冶煉常見的4種有害元素Na、K、Zn、Pb對高爐燃料比的影響規律，建立了有害元素對高爐燃料比影響計算方法。由于采用上述技術方案，該方法可以準確的計算出有害元素對高爐燃料比的影響程度，對鋼鐵企業評估“經濟爐料”價值具有重要的指導意義。同時對于相應指標的修改，亦可用于其它有害元素對高爐燃料比影響的計算。

技術領域

本發明屬于煉鐵新技術領域，涉及有害元素對高爐燃料比影響的計算方法，特別是一種有害元素對高爐燃料比影響的計算方法的建立方法。

發明背景

近年來中國鋼鐵企業由于產能過大，整個鋼鐵行業面臨去產能保生存的環境中，各個鋼鐵企業為降低生產成本紛紛采用“經濟爐料”，大量使用有害元素含量較高的劣質礦，導致高爐入爐有害元素負荷不斷升高。

前人關于有害元素對高爐生產的影響做了大量了研究，其工作主要集中在對有害元素入爐量和排出量進行統計分析明晰有害元素在高爐內的循環行為，堿金屬、鋅等有害元素對燒結礦、球團礦和焦炭等原燃料冶金性能的影響規律及機理研究，有害元素對高爐用耐火材料的侵蝕機理和高爐結瘤原因的研究等方面的工作，這些工作對防止有害元素危害、指導高爐正常生產起到非常重要的作用。但有關有害元素對高爐燃料比的影響、能量利用的影響研究較少，為了表明有害元素對高爐燃料比的影響規律，該發明提出了一種基于有害元素物理化學性質及高爐內實際環境的計算方法。該方法可以準確的計算出有害元素對高爐燃料比的影響程度，對鋼鐵企業評估“經濟爐料”價值具有重要的指導意義。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于建立一種科學的評價有害元素對高爐燃料比影響的方法，為高爐“經濟爐料”的應用提供指導的有害元素對高爐燃料比影響的計算方法的建立方法。

本發明的技術方案是：一種有害元素對高爐燃料比影響的計算方法的建立方法，該方法基于有害元素堿金屬、鋅、鉛在高爐內的循環富集行為，提出了有害元素對高爐燃料比影響的概念，通過確定高爐冶煉常見的4種有害元素Na、K、Zn、Pb對高爐燃料比的影響規律，建立了有害元素對高爐燃料比影響計算方法。

進一步，該方法具體包括以下步驟：

(1)有害元素對高爐能耗的影響的主要評價指標是高爐生產焦比K值，其中焦比理論計算需要如下計算參數：入爐含鐵原料中Fe₂O₃含量w(Fe₂O₃)，FeO含量w(FeO)，鐵礦石的品位w(TFe)；生產鋼鐵企的鐵水成分w_[Si]、w_[Mn]、w_[P]、w_(S)；高爐正常生產過程中的鼓風參數風量V、富氧率高爐爐頂煤氣成分

(2)高爐中入爐的焦炭被氧化為CO、CO₂時奪取氧的來源有三種，分別是爐料中與鐵結合的、爐料中與少量元素Si、Mn、P、S等結合的和鼓風中的，其計算方程分別如下所示：

其中，y_A表示生產1mol鐵從鐵氧化物中奪取氧的摩爾數，y_f表示生產1mol鐵從SiO₂、MnO、P₂O₅以及脫硫奪取氧的摩爾數，y_b表示生產1mol鐵風口前C氧化奪取氧的摩爾數，w[Fe]表示生鐵中鐵的含量，V為高爐正常生產過程中的鼓風參數風量。

煤氣中氧碳原子比可直接按照煤氣成分進行計算：