[发明专利]高反应性焦炭下高炉直接还原度及煤气利用率的计算方法

说明书

技术领域

本发明专利属于高炉炼铁领域，涉及一种高炉配加高反应性焦炭条件下煤气利用效率的计算方法，同时可计算高炉配加高反应性焦炭条件下高温区和热储备区的直接还原度、间接还原度。

背景技术

采用检索条件：摘要=(高反应性焦炭)AND摘要=(煤气利用率)；或，摘要=(高反应性焦炭)AND摘要=(直接还原程度)；以及abstract=(high reactive coke)AND abstract=(direct reducerate)；或abstract=(high reactive coke)AND abstract=(gasutilization efficiency)在国内外的数据库进行检索。经过仔细检索，没有与本申报专利相同或类似的发明内容。

高炉煤气利用率是指煤气中CO₂成分占CO与CO₂成分总和的比例，其数值越高表征煤气的利用程度越高。高炉煤气利用率一定程度上反映了高炉冶炼的工艺水平以及燃料的消耗量，因此是高炉生产一个非常重要的生产指标。通常的高炉煤气利用率计算方法是在假定炉身区域焦炭不发生反应的基础上而进行计算。但是近年来有研究者发现，高炉冶炼配加适当比例的高反应性焦炭，使焦炭在炉身部位与CO₂发生碳素溶损反应，从而有利于提升高炉炉身还原效率，降低燃料消耗以及CO₂的排放量。在这种情况下，通常的计算高炉煤气利用率的方法已不适用，有必要采用新的方法对高炉煤气利用率进行准确计算。

发明内容

本发明的目的是，计算高炉冶炼中配加一部分高反应性焦炭条件下，根据焦炭在炉身的失重率计算高炉炉身、炉缸的直接还原度以及H₂、CO的还原度，以反映高炉各区域热量变化及煤气利用状况，在此基础上计算高炉煤气利用率，已解决现有计算方法的缺陷。

本发明的技术方案如下：

高炉高反应性焦炭条件下直接还原度的计算方法，其特征在于，所述方法如下：

直接还原度的计算过程如下所示：

FeO+nCO＝Fe+CO₂+(n-1)CO

反应式中：n——过剩系数；

根据标准的吉布斯自由能公式计算温度T下，CO还原FeO的反应平衡常数Kco，其公式如下：

ΔGΘ=-RTlnKCO---(1)]]>

——标准吉布斯生成自由能，J·mol^-1。

Kco=-13160+17.21×TR·T---(2)]]>

式中：Kco——温度T下，CO还原FeO的平衡常数；R——气体平衡常数，8.314J·mol^-1·K^-1