[发明专利]一种COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法

权利要求书

1.一种COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于COREX气化炉设计参数、原燃料基础性能和气化炉操作参数，采用CFD模拟软件建模及数值仿真，生成气化炉内燃料料柱的温度随燃料料柱高度的变化曲线，生成气化炉内气氛中各组分的含量随燃料料柱高度的变化曲线，生成气化炉内燃料料柱内不同高度横断面的压力随燃料料柱高度的变化曲线，获得燃料料柱的高度值与相应高度下燃料料柱的CFD模拟温度值的对应关系、燃料料柱的高度值与气化炉内气氛中各组分的CFD模拟含量值的对应关系以及燃料料柱的高度值与燃料料柱横断面的CFD模拟压力值的对应关系，并绘制燃料料柱高度-温度关系曲线、绘制燃料料柱高度-气氛组成关系曲线、绘制燃料料柱高度-压力关系曲线；

2)基于步骤1)得到的各关系曲线，针对燃料料柱的多个CFD模拟用高度值，获取各模拟用高度值相应的CFD模拟温度值、相应的气化炉内气氛中各组分的CFD模拟含量值以及相应的横断面的CFD模拟压力值，并在多功能高温炉内对块状燃料工况进行模拟实验，模拟各所述的CFD模拟用高度值下的CFD模拟温度值、气化炉内气氛中各组分的CFD模拟含量值以及横断面的CFD模拟压力值进行实验，实验结束后取样分析块状燃料的冶金性能，建立各模拟用高度值下块状燃料的温度值与块状燃料的冶金性能数值的对应关系，进而绘制块状燃料温度-性能关系曲线；

3)将步骤1)得到的燃料料柱高度-温度关系曲线与步骤2)得到的块状燃料温度-性能关系曲线进行映射关联，采用数据处理软件结合绘图软件，得到块状燃料高度位移-性能演变图。

2.根据权利要求1所述的COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法，其特征在于：

所述的COREX气化炉设计参数包括气化炉炉腔的高度、炉腔的拱顶直径、炉身角、炉缸直径和风口个数及风口尺寸；

所述的原燃料基础性能包括含铁炉料的成分和粒度分布以及含碳燃料的成分和粒度分布；

所述的气化炉操作参数包括产量、吨铁入炉含铁炉料、煤比、焦比、富氧率、二次富氧率、含铁炉料入炉温度、燃料入炉温度、氧气入炉温度、料线、矿批和焦批；

所述的气化炉内气氛包括CO、CO₂、N₂、H₂和H₂O。

3.根据权利要求1所述的COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法，其特征在于：所述冶金性能数值包括燃料热稳定性指数、燃料机械强度指数和燃料反应性指数。

4.根据权利要求3所述的COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法，其特征在于：

步骤2)中，所述块状燃料的热稳定性指数TS的计算公式为：

公式中，m₀表示实验前块状燃料质量，单位为g；m₊₂₀表示实验后尺寸大于20mm的块状燃料的质量，单位为g；

步骤2)中，所述块状燃料的机械强度BI采用罗加转鼓进行测定，BI的计算公式如下：

公式中，m₀表示转鼓前块状燃料质量，单位为g；m₅表示转鼓5min后尺寸大于10mm的块状燃料的质量，单位为g；m₁₀表示转鼓10min后尺寸大于10mm的块状燃料的质量，单位为g；m₁₅表示转鼓15min后尺寸大于10mm的块状燃料的质量，单位为g；m₂₀表示转鼓20min后尺寸大于10mm的块状燃料的质量，单位为g；m₂₅表示转鼓25min后尺寸大于10mm的块状燃料的质量，单位为g；

步骤2)中，所述块状燃料的反应性R_0.5采用综合热分析仪进行测试，R_0.5的计算公式如下：

R_0.5＝0.5/t_0.5 (3)

公式中，t_0.5为转化率在0.5时对应的反应时间，单位为s。

5.根据权利要求4所述的COREX气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法，其特征在于：所述块状燃料高度位移-性能演变图包括沿气化炉拱顶入料口到下部风口水平线间燃料不同高度的热稳定性指数、机械强度指数和反应性指数的演变曲线。