[发明专利]一种确定高炉冶炼最低焦比的方法

说明书

本发明涉及一种确定高炉冶炼最低焦比的方法，属于高炉生产领域，包括设定原料条件和冶炼工艺条件；设定铁的直接还原度，计算吨铁直接还原耗碳、吨铁间接还原耗碳、吨铁耗热需碳、铁水中其他元素还原耗碳及铁水渗碳量；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；选取多个直接还原度，重复上述步骤，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。能够帮助操作者获得确定的减碳目标，即在特定原料条件和冶炼工艺条件下的冶炼能达到的最低焦比；并根据提供的信息制定可行的减碳措施，实现合理的减碳效果。

技术领域

本发明属于高炉生产领域，涉及一种确定高炉冶炼最低焦比的方法。

背景技术

高炉冶炼是冶金行业碳排放的主要工序，低碳不仅可以降低高炉冶炼成本，还可减少碳排放，减弱温室效应，减少环境污染。高炉冶炼过程是复杂的物理、化学反应过程，固体原料从高炉上方向下移动过程中升温并伴随铁氧化物的还原、高温煤气从风口向上流动，煤气在上升的过程中将热量传递给下降的炉料，同时煤气中的还原气体将炉料中的氧化物分级还原，部分未被还原气体还原的氧化物在炉身下部液态区域进行直接还原，还原后的金属和炉渣在通过风口区高温气体加热熔化，同时完成向铁水渗碳，形成液态渣铁分层储存在下部炉缸里，定时排出炉外。从高炉冶炼过程可以看出，高炉冶炼碳消耗主要有低价金属氧化物直接还原、还原气体对金属氧化物间接还原、形成熔融状态渣铁耗热和铁水渗碳。从降低成本和保护环境的角度，高炉冶炼碳消耗越少越好，但是能低到什么程度，这是需要探索的，高炉原料条件影响热量消耗，直接还原生成CO会参与间接还原，所以直接还原度既影响还原剂的量，又影响热量的消耗，并且热量耗碳生成CO也会参加间接还原，所以热量耗碳与间接还原剂有重叠，因此碳消耗是以原料为基础、而受制于直接还原度。除了高品位的原料外，找寻合适的直接还原度下碳消耗是低碳冶炼设计和生产最重要的任务，本发明就是基于原料条件和直接还原度的一种确定高炉冶炼最低焦比的系统和方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种确定高炉冶炼最低焦比的方法，解决一定原料条件和冶炼工艺条件下高炉冶炼碳消耗最低焦比无法准确确定的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种确定高炉冶炼最低焦比的方法，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；

S3.计算吨铁间接还原耗碳；

S4.计算吨铁耗热需碳；

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。

进一步，步骤S2具体包括以下步骤：

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。

进一步，步骤S3具体包括以下步骤：