传统高炉主要以大喷吹煤粉为主，但由于煤粉中含有大量灰分，会给高炉煤气的透气性带来不利影响。在保证高炉正常工作的前提下，本文旨在通过向高炉风口回旋区内喷吹石灰窑尾气，来降低碳耗。分别研究了喷吹石灰窑尾气和转炉煤气+石灰窑尾气量与风口回旋区理论燃烧温度的关系，建立了理论燃烧温度与不同喷吹制度下喷吹量的关系式，得到了不同喷吹制度下的极限喷吹量，理论上证明了其方法可以达到降低焦比的目的。通过求解关系式的焦比值与里斯特操作线焦比值，获得了两种不同方式的理论计算极限焦比值，且焦比值较为一致。因此，新型工艺建立的焦比关系式，理论上可认为是正确的。新工艺下较好的理论计算结果，为高炉找到一条新的降焦道路，全文得到结论如下:
(1)通过实验室二氧化碳气化转化试验及软件模拟计算表明，当高炉喷吹石灰窑尾气进入高炉后，CO2在风口回旋区可完全转化为CO，且煤粉的气化效果优于焦粉。
(2)分析新工艺不同喷吹制度下的高炉风口回旋区内热平衡和碳氧平衡，建立理论焦比方程。新型改造焦比方程为其它喷吹气体工艺焦比方程，提供新的建模理论。
(3)基于一座3000m3的生产高炉，在保证高炉炉况正常运行的前提下，降低理论燃烧温度200℃，喷吹石灰窑尾气后，碳素最大减少量约为8.6kg/tFe;从里斯特操作线得到，极限焦比可降低9.5kg/tFe。
(4)当喷吹转炉煤气+石灰窑尾气，直接还原消耗碳素量为0kg/tFe时，碳素最大减少量为50.63kg/tFe，最大转炉煤气+石灰窑尾气量为445.27m3/tFe。
(5)与传统高炉相比，新工艺在很多方面具有明显的优势，不仅可以降低焦比，还可进行资源重复利用，减少污染物的排放，增加综合效益。
本文针对高炉的理论燃烧温度，进行热平衡和物料平衡计算，得到极限焦比，因此保证了高炉日常操作条件的合理性，对日常实际生产也有一定的意义。证明了高炉喷吹转炉煤气+石灰窑尾气在理论上的可行性。在当今环保和经济效益压力日益增大的情况下，通过向高炉分别喷吹石灰窑尾气和转炉煤气+石灰窑尾气来降低焦比，是一个非常有应用前景的技术方案，从而较大程度地帮助钢铁企业获得更大的经济效益。
- 作 者：
- 谢剑波
- 学科专业：
- 冶金工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 武汉科技大学
- 导师姓名：
- 周建安
- 学位年度：
- 2017
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
