[发明专利]一种COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法

说明书

本发明属于非高炉炼铁技术领域，具体涉及一种COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法，包括以下步骤：1)基于COREX气化炉设计参数、原燃料基础性能和气化炉操作参数，采用CFD模拟软件建模及数值仿真，建立燃料料柱高度‑温度关系；2)建立各模拟用高度值下块状燃料的温度值与块状燃料的冶金性能数值的对应关系，进而绘制块状燃料温度‑性能关系曲线；3)将燃料料柱高度‑温度关系曲线与块状燃料温度‑性能关系曲线进行映射关联，采用数据处理软件结合绘图软件，得到块状燃料高度位移‑性能演变图。该方法可针对不同块状燃料在气化炉内的性能演变进行系统分析，有助于对其添加比例和利用方式进行科学推荐，保证高炉稳定顺行，优化利用不同燃料。

技术领域

本发明属于非高炉炼铁技术领域，具体涉及一种COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法。

背景技术

高炉炼铁工艺经过数百年的发展已经日趋成熟，但从整个钢铁工艺流程来看，炼铁过程仍然是能耗最高、排放量最大的一个环节，尤其是系统中的炼焦工序和烧结工序是环境污染的主要源头。为了摆脱炼铁过程对冶金焦炭的依赖，取代污染和能耗最高的炼焦工序和烧结工序是开发非高炉炼铁的根本动力。经过多年的探索和实践，COREX炼铁工艺是唯一能够实现工业化生产的非高炉炼铁工艺。COREX采用块煤代替冶金焦炭，块煤在气化炉内性能好坏直接影响气化炉稳定顺行和生铁成本，因此，掌握不同块状燃料在气化炉内冶金性能演变图对COREX冶炼至关重要。本专利建立了一种COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法，有助于分析不同块状燃料在气化炉内的消耗过程，对块状燃料添加比例和利用方式进行科学的推荐，保证COREX稳定顺行的基础上，最大限度的优化利用不同块状燃料。

发明内容

本发明针对不同块状燃料在气化炉内消耗过程解析及优化使用问题，提供了一种COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法。

本发明所提供的技术方案如下：

一种COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法，包括以下步骤：

1)基于COREX气化炉设计参数、原燃料基础性能和气化炉操作参数，采用CFD模拟软件建模及数值仿真，生成气化炉内燃料料柱的温度随燃料料柱高度的变化曲线，生成气化炉内气氛中各组分的含量随燃料料柱高度的变化曲线，生成气化炉内燃料料柱内不同高度横断面的压力随燃料料柱高度的变化曲线，获得燃料料柱的高度值与相应高度下燃料料柱的CFD模拟温度值、相应高度下的气化炉内气氛中各组分的CFD模拟含量值以及相应高度下的燃料料柱横断面的CFD模拟压力值的对应关系，并绘制燃料料柱高度-温度关系曲线、绘制燃料料柱高度-气氛组成关系曲线、绘制燃料料柱高度-压力关系曲线。

所述的COREX气化炉设计参数包括气化炉炉腔的高度、炉腔的拱顶直径、炉身角、炉缸直径和风口个数及风口尺寸。

所述的原燃料基础性能包括含铁炉料的成分和粒度分布以及含碳燃料的成分和粒度分布。

所述的气化炉操作参数包括产量、吨铁入炉含铁炉料、煤比、焦比、富氧率、二次富氧率、含铁炉料入炉温度、燃料入炉温度、氧气入炉温度、料线、矿批和焦批。

采用CFD模拟软件建模基于上述参数可以对COREX气化炉进行仿真。

所述的气化炉内气氛包括CO、CO₂、N₂、H₂和H₂O。