直接還原度

直接還原度的計算用於高爐配料、物料平衡及熱平衡計算,對求理論焦比以及生產分析都十分重要。式中FeH2是被H2還原的鐵量,kg/t鐵;H2還=H2總=H2煤氣,kg/t鐵;α為還原FeO的氫占爐內參加還原氫的百分數,%,一般≥85%。式中OR為還原過程中奪取的總氧量OR=O料—O渣FeO—O塵FeO即爐料中與鐵結合的氧量和被還原少量元素Si、Mn、P等結合的氧量之和,扣除爐渣中FeO含氧量(O渣FeO)和爐塵中FeO含氧量(O塵FeO),m3O2/t鐵;OdSi,Mn,P…為少量元素還原過程中奪取的氧量,m3O2/t鐵;Oi為間接還原奪取的氧量,m3O2/t鐵。

簡介

直接還原度(degreeofdirectreduction)

高爐內直接還原發展的程度,是衡量高爐能量利用的圖1直弧型板坯連鑄|軋鋼機示例重要指標。在高爐鐵礦石還原過程中凡直接消耗碳產生CO的和參與CO2+C一2CO的反應,本質上都與鐵的直接還原類似,都發生在高溫區,並吸收熱量,使風口前燃燒碳量減少、焦比增高。

計算

直接還原度的計算用於高爐配料、物料平衡及熱平衡計算,對求理論焦比以及生產分析都十分重要。根據不同條件有多種計算方法。要求已知各種原燃料成分、鐵水成分、鼓風含氧量和濕度以及爐頂煤氣成分等。

式中C氧為焦炭及其他物料、噴吹物料中被鼓風或氧化物氧化進入煤氣中的碳量,C氧=C焦+C噴+C料+C熔+C揮發—C鐵—C塵,C焦、C噴、C料、C熔、C揮發、C鐵、C塵分別為冶煉1t生鐵由焦炭、噴吹燃料、其他爐料、熔劑、揮發分、生鐵、爐塵等帶入(+)或帶出(—)的碳量,kg/t鐵;cm為風口前燃燒的碳量,根據鼓風量(V風)計算,CdSi,Mn,P,S為生鐵中非鐵元素的直接還原及脫硫消耗的碳量,k/t鐵;1.5C鎔為熔劑分解出的CO2中的碳以及50%的CO在高溫區與碳發生反應消耗的碳之和,kg/t鐵;c揮發為焦炭揮發分CO2、CO、CH4中的碳量,kg/t鐵。風口前燃燒的碳量(C風)根據風量(V風)的計算式為C風=V風(w+0.5φ)/0.9333,式中w、φ分別是鼓風中的氧含量及濕度;0.9333為燃燒1Kg碳消耗氧量,m3O2/kgC。

CO2(熔+揮)、Fe2O3、MnO2分別為冶煉1t生鐵由熔劑、焦炭揮發分中帶入的CO2、由爐料帶入的Fe2O3(應扣除被H2還原生成FeO的部分)和MnO2的量,kg/t鐵;

式中FeH2是被H2還原的鐵量,kg/t鐵;H2還=H2總=H2煤氣,kg/t鐵;α為還原FeO的氫占爐內參加還原氫的百分數,%,一般≥85%。

實際生產條件下,氫在高爐內的利用率(ηH2=0.3~0.5,(H2還=(0.3~0.5)H2總),而其中約85%以上參加了FeO—Fe的還原,所以當未知爐頂煤氣中的含氫量時,入爐總氫量H2總=H2燃+2/18(H2O風+H2O噴)],其中H2燃為燃料中總氫量,H2O風、H2O噴分別是鼓風及噴吹物中含水量。在全焦操作的情況下,高爐煤氣中氫量較少,不必單獨計算氫,為考慮H2參加還原的影響,只需將項改為即可,式中H2為爐頂煤氣中含H2量;%;β為參加還原的氫量與未參加還原氫的比值,它取決於氫的利用率,一般取β=0.5左右,阻z的含義是按爐頂煤氣含氫量估算H。間接還原生成的離開高爐的水蒸氣量。

式中OR為還原過程中奪取的總氧量OR=O料—O渣FeO—O塵FeO即爐料中與鐵結合的氧量和被還原少量元素Si、Mn、P等結合的氧量之和,扣除爐渣中FeO含氧量(O渣FeO)和爐塵中FeO含氧量(O塵FeO),m3O2/t鐵;OdSi,Mn,P…為少量元素還原過程中奪取的氧量,m3O2/t鐵;Oi為間接還原奪取的氧量,m3O2/t鐵。

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