[发明专利]一种确定高炉冶炼最低焦比的方法

权利要求书

1.一种确定高炉冶炼最低焦比的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.设定原料条件和冶炼工艺条件；

S2.设定铁的直接还原度，计算吨铁直接还原耗碳；

S201.设定铁的直接还原度r_d，根据铁的直接还原方程式FeO+C=Fe+CO，得出吨铁直接还原耗碳计算公式M_rdc=12/56*r_d*1000，计算出吨铁直接还原耗碳，Kg/tFe；

S202.同时计算出直接还原生成的CO量n_1CO=M_rdc*1000/12，mol/tFe；

S3.计算吨铁间接还原耗碳；

S301.计算由Fe₃O₄还原成步骤S2中的FeO所需CO量n_2CO

根据Fe₃O₄还原成FeO的方程式(1/3)Fe₃O₄+n1CO=FeO+(n1-1/3)CO+(1/3)CO₂及其反应平衡常数K_p1，计算出CO过剩系数n1，mol；则Fe₃O₄还原成步骤S2中的FeO所需CO量 为n_2CO =1000000* r_d/56*n1，mol/tFe；

S302.计算间接还原CO的过剩系数n2

根据间接还原反应炉身下部反应方程式FeO+n3CO=Fe+CO₂+(n3-1)CO+Q及其反应平衡常数K_p2，式中Q为反应生成热，根据K_p2= CO₂%/CO%=1/(n3-1)，求出n3，炉身中上部反应方程式(1/3)Fe₃O₄+CO₂+（n4-1） CO=FeO+(n4-4/3)CO+(4/3)CO₂，根据K_p1=CO₂%/CO%=（4/3）/(n4-4/3)，求出n4，n2=max(n3，n4)；

S303.计算直接还原生成的CO可用于间接还原Fe₃O₄-FeO-Fe的量n5=n_1CO-n_2CO， mol；

S304.计算直接还原剩余CO量可还原的Fe量n_1Fe= n5/n2，mol；

S305.计算剩余需间接还原的Fe量n_2Fe=1000000/56*(1-rd)- n_1Fe，mol；

S306.计算剩余需间接还原的Fe量n_2Fe的耗碳Mic=n_2Fe* n2*12/1000，Kg/tFe，即为吨铁间接还原耗碳；

S4.计算吨铁耗热需碳；

S401.计算由Fe₂O₃间接还原成FeO放出的热量Q _Fe2O3-FeO；

根据Fe₂O₃还原成Fe₃O₄和Fe₃O₄还原成FeO的热反应方程式，可计算吨铁由Fe₂O₃间接还原成FeO放出的热量Q _Fe2O3-FeO；

S402.计算FeO间接还原成Fe放出的热量Qi _FeO-Fe；

根据FeO间接还原成Fe的热反应方程式及直接还原度r_d，则可计算FeO间接还原成Fe放出的热量Qi _FeO-Fe；

S403.计算FeO直接还原成Fe吸收的热量Qd _FeO-Fe；

根据FeO直接还原成Fe的热反应方程式及直接还原度r_d，则可计算FeO直接还原成Fe放出的热量Qd _FeO-Fe；

S404.计算高炉冶炼其他耗热Qe；

根据高炉冶炼的原料条件、部分冶炼参数及直接还原度r_d，进行物料平衡和热平衡计算，得到Si、Mn、P还原耗热Q1，炉渣、铁水、煤气带走的热量Q2，以及热风带入的物理热Q3，高炉冶炼其他耗热Qe= Q1+ Q2- Q3；

S405.计算冶炼耗热总量Qz

根据能量收支情况，Qz=Q _Fe2O3-FeO+Qi _FeO-Fe-Qd _FeO-Fe-Qe；

S406.计算吨铁耗热需碳Mre

根据风口前碳素燃烧的热反应方程式得到单位碳素燃烧放出热量q， 吨铁耗热需碳Mre= Qz/q；

S5.计算铁水中其他元素还原耗碳；

S6.计算铁水渗碳量；

S7.计算吨铁耗碳量，吨铁耗碳量=吨铁间接还原耗碳和吨铁耗热需碳二者中的较大值+吨铁直接还原耗碳+铁水中其他元素还原耗碳+铁水渗碳量；

S8.选取多个直接还原度，重复步骤S2~ S7，对应得到多个吨铁耗碳量，选出其中最小值，即为该原料条件和冶炼工艺条件下的最低焦比。