在传统的焦化、烧结和球团工序中，回收炉料的中低温显热不彻底，能量利用率低，造成大量的热量浪费，因此本文提出基于炉料连续热装的氧气高炉炼铁工艺，并建立与之匹配的铁前系统工艺模型，试图寻求最优的工艺参数。本文以物料平衡和能量平衡为基础，建立了铁前系统模型，包括热装氧气高炉工艺模型、焦化工艺模型、烧结工艺模型和球团工艺模型。通过模型计算，研究了富氧率、鼓风温度和炉料热装温度对铁前系统能耗的影响，并对不同条件下铁前系统各个工艺及全系统的物质流和能量流进行了分析。
通过以上工作，本文得到了如下主要结论:
(1)高炉炼铁环节能耗随着富氧率和鼓风温度的增加而降低，而随炉料热装温度的增加先下降后升高。受理论燃烧温度的限制，在富氧率为29％、鼓风温度为25℃，炉料热装温度为150℃条件下，高炉炼铁环节能耗相对其他条件下的更低，为375.77kgce/tHM。
(2)当高炉炉料热装温度不变时，高炉的富氧率从0％增加到29％，导致高炉煤气成分发生变化，从而使焦化环节能耗平均降低1kgce/t焦炭，焦化加热煤气用量平均减小71m3/t焦炭;球团环节能耗平均降低4kgce/t球团矿，球团加热煤气用量平均减小68m3/t球团矿;而对烧结环节能耗和所用煤气量影响不大。
(3)在高炉富氧率不变情况下，炉料装入高炉的温度增加，导致高炉顶部煤气温度升高，当煤气温度从25℃增加到800℃时，从而使焦化环节能耗平均降低3.5kgce/t焦炭，焦化加热煤气用量平均减小54m3/t焦炭;球团环节能耗平均降低3kgce/t球团矿，球团加热煤气用量平均减小44m3/t球团矿;而对烧结环节能耗和所用煤气量影响不大。
(4)当高炉煤气氧化度为0.75时，得到了一种理论环节能耗最低的铁前系统工艺，该工艺条件是富氧率29％，鼓风温度25℃，炉料装入温度800℃，铁前系统环节能耗由原来的606.81kgce/tHM降为539.30kgce/tHM。
(5)铁前系统新工艺与传统工艺相比，生产1t铁水，焦比从原来的371.3kg减小到291.4kg;直接回收炉料显热可达1.62GJ，并且炉料所带入的热量可以代替热风所带入的热量，从而达到全炉热平衡，另外除了铁前系统自身消耗0.4GJ的煤气，能够剩余煤气的物理热达到1.38GJ。
- 作 者：
- 李建伟
- 学科专业：
- 钢铁冶金
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 东北大学
- 导师姓名：
- 邹宗树
- 学位年度：
- 2013
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
