[發明專利]一種確定高爐冶煉最低焦比的方法

有效

• 申請號: 202111005359.4
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113699293B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 許俊;鄒忠平;王剛;趙運建;吳開基;牛群
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司;中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;G06F17/15
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張雪林

1.一種確定高爐冶煉最低焦比的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.設定原料條件和冶煉工藝條件；

S2.設定鐵的直接還原度，計算噸鐵直接還原耗碳；

S201.設定鐵的直接還原度r_d，根據鐵的直接還原方程式FeO+C=Fe+CO，得出噸鐵直接還原耗碳計算公式M_rdc=12/56*r_d*1000，計算出噸鐵直接還原耗碳，Kg/tFe；

S202.同時計算出直接還原生成的CO量n_1CO=M_rdc*1000/12，mol/tFe；

S3.計算噸鐵間接還原耗碳；

S301.計算由Fe₃O₄還原成步驟S2中的FeO所需CO量n_2CO

根據Fe₃O₄還原成FeO的方程式(1/3)Fe₃O₄+n1CO=FeO+(n1-1/3)CO+(1/3)CO₂及其反應平衡常數K_p1，計算出CO過剩系數n1，mol；則Fe₃O₄還原成步驟S2中的FeO所需CO量 為n_2CO =1000000* r_d/56*n1，mol/tFe；

S302.計算間接還原CO的過剩系數n2

根據間接還原反應爐身下部反應方程式FeO+n3CO=Fe+CO₂+(n3-1)CO+Q及其反應平衡常數K_p2，式中Q為反應生成熱，根據K_p2= CO₂%/CO%=1/(n3-1)，求出n3，爐身中上部反應方程式(1/3)Fe₃O₄+CO₂+（n4-1） CO=FeO+(n4-4/3)CO+(4/3)CO₂，根據K_p1=CO₂%/CO%=（4/3）/(n4-4/3)，求出n4，n2=max(n3，n4)；

S303.計算直接還原生成的CO可用于間接還原Fe₃O₄-FeO-Fe的量n5=n_1CO-n_2CO， mol；

S304.計算直接還原剩余CO量可還原的Fe量n_1Fe= n5/n2，mol；

S305.計算剩余需間接還原的Fe量n_2Fe=1000000/56*(1-rd)- n_1Fe，mol；

S306.計算剩余需間接還原的Fe量n_2Fe的耗碳Mic=n_2Fe* n2*12/1000，Kg/tFe，即為噸鐵間接還原耗碳；

S4.計算噸鐵耗熱需碳；

S401.計算由Fe₂O₃間接還原成FeO放出的熱量Q _Fe2O3-FeO；

根據Fe₂O₃還原成Fe₃O₄和Fe₃O₄還原成FeO的熱反應方程式，可計算噸鐵由Fe₂O₃間接還原成FeO放出的熱量Q _Fe2O3-FeO；

S402.計算FeO間接還原成Fe放出的熱量Qi _FeO-Fe；

根據FeO間接還原成Fe的熱反應方程式及直接還原度r_d，則可計算FeO間接還原成Fe放出的熱量Qi _FeO-Fe；

S403.計算FeO直接還原成Fe吸收的熱量Qd _FeO-Fe；

根據FeO直接還原成Fe的熱反應方程式及直接還原度r_d，則可計算FeO直接還原成Fe放出的熱量Qd _FeO-Fe；

S404.計算高爐冶煉其他耗熱Qe；

根據高爐冶煉的原料條件、部分冶煉參數及直接還原度r_d，進行物料平衡和熱平衡計算，得到Si、Mn、P還原耗熱Q1，爐渣、鐵水、煤氣帶走的熱量Q2，以及熱風帶入的物理熱Q3，高爐冶煉其他耗熱Qe= Q1+ Q2- Q3；

S405.計算冶煉耗熱總量Qz

根據能量收支情況，Qz=Q _Fe2O3-FeO+Qi _FeO-Fe-Qd _FeO-Fe-Qe；

S406.計算噸鐵耗熱需碳Mre

根據風口前碳素燃燒的熱反應方程式得到單位碳素燃燒放出熱量q， 噸鐵耗熱需碳Mre= Qz/q；

S5.計算鐵水中其他元素還原耗碳；

S6.計算鐵水滲碳量；

S7.計算噸鐵耗碳量，噸鐵耗碳量=噸鐵間接還原耗碳和噸鐵耗熱需碳二者中的較大值+噸鐵直接還原耗碳+鐵水中其他元素還原耗碳+鐵水滲碳量；

S8.選取多個直接還原度，重復步驟S2~ S7，對應得到多個噸鐵耗碳量，選出其中最小值，即為該原料條件和冶煉工藝條件下的最低焦比。