COREX工艺模型及应用分析

针对宝钢COREX-3000建立COREX工艺模型,研究了COREX工艺模型在计算功能、原燃料配比优化及结果分析方面的应用.研究了金属化率、氧化度、荒煤气温度对煤耗、氧耗和煤气量的影响;通过对熔化气化炉热平衡分析,了解热量的收入与支出项;通过对还原煤气气体成分的分析图,判断该气体成分能否满足竖炉的需求,通过调整操作参数更新还原煤气的煤气成分.在荒煤气氧化度为7%、温度为1050℃的条件下,煤耗、氧耗随着金属化率升高显著降低,当金属化率为85%时,氧耗为520m^3/t,煤耗为976kg/t.

COREX熔融还原工艺模拟仿真软件开发

针对 COREX工艺开发了模拟仿真培训模型及相应软件。该软件由数值模拟、系统模拟和工艺优化及仿真培训三个大功能模块组成 ,是采用数值计算和图形用户界面相结合而设计的。该软件除实现了对COREX工艺数值计算的透明化操作外 ,还收入了 COREX开停炉操作、典型故障及其处理等资料 ,对操作和管理人员的提前培训提供了虚拟现实环境。

COREX工艺系统模拟结果分析

利用已建立的COREX工艺系统模拟模型考察了熔化气化炉和竖炉匹配操作条件及在匹配操作范围内系统的能耗和能量利用。结果表明:煤中挥发分含量对煤耗影响很大,配煤控制应是COREX工艺操作关键一环;挥发分含量增加,与之相匹配操作的熔化气化炉出口荒煤气氧化度可相应增加;提高熔化气化炉出口荒煤气氧化度和降低其温度均可提高能量利用率;COREX工艺系统的最大能量利用率为50%左右,合理有效地利用COREX富产煤气是解决该工艺能量利用问题的关键;荒煤气温度与竖炉入口还原煤气温度相比,应该维持在更高温度。

COREX工艺模型软件的开发

为研究COREX工艺中流程设计、操作参数的选取和优化,开发了COREX工艺模型软件.工艺模型软件有7大模块:主模块,原料优化模块,原料消耗模块,煤气量及组分模块,煤耗与氧耗模块,渣量及组分模块和结果贮存及显示模块.通过Visual Basic与Access数据库的接口,实现数据的保存和传送.根据COREX工艺操作设定输入参数,模型能够计算出原料和熔剂消耗、渣量及成分和产生煤气量及成分.软件能够给出详细的工艺分析和工厂操作的调整,可以用来改善工厂操作.

COREX工艺静态模型的开发和应用

简述COREX工艺流程,开发了建立在物料-热量平衡方程组上的COREX工艺静态模型.根据COREX工艺操作设定输入参数,模型能够计算出原料和熔剂消耗、渣量及成分和熔化气化产生煤气量及成分.利用模型能够研究操作参数和原料化学成分、配比及温度的改变对COREX工艺物流和能流的影响,结果表明模型能够为优化COREX工艺提供帮助.

COREX工艺软件的研究与开发

简述开发COREX工艺软件的设计方法与功能。工艺软件分为五大模块,通过Visual Basic与Access数据库的接口,实现数据的保存和传送。根据COREX工艺操作设定输入参数,模型能够计算出原料和熔剂消耗、渣量及成分和产生煤气量及成分。软件能够检验操作参数和原料化学成分和配比的改变对COREX工艺物流和能流的影响。软件能够给出详细的工艺分析和工厂操作的调整,因此可以用来改善工厂操作。

COREX熔化气化炉软熔区域的物理模拟

为了模拟COREX熔化气化炉软熔区域,建立了COREX熔化气化炉热态模型,设有热电偶和观察面板,可获得模型内部信息.在热态物理模拟实验中,考察了排料速度、石蜡与玉米体积比、风温和风量等操作参数对软熔区域的影响.实验结果表明,随着所选实验参数值的增加,风口回旋区发生塌料现象的可能性增加;当排料速度增加时,软熔区域位置降低,厚度减少;当石蜡与玉米体积比增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度增加;当风温增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度减少;当风量增加时,发生塌料前后软熔区域都位置升高,厚度增加.

应用先进的工艺模型优化COREX工艺

ＣＯＲＥＸ工艺优化方案由一系列动力学工艺模型组成，具有灵活的工艺优化功能，能使操作状况完全透明化。工艺模型的系统结构采用最新的软件技术进行设计。

COREX预还原反应过程的数学物理仿真

使用二维冷态模型对预还原竖炉反应过程进行了可视化模拟实验，同时在二维柱坐标系下数值模拟 Ｃ Ｏ Ｒ Ｅ Ｘ 预还原竖炉反应过程 数学及物理的仿真结果得出：在预还原竖炉操作过程中径向上反应进行程度不同。

Establishment of a Static Model Based on Measured Heat Loss for COREX Process

The heat loss and its,distribution are of great importance for the calculation and simulation of COREX process. Based on Baosteel COREX process, a method was applied to measure the heat loss of the furnace shell, the accessory equipments and the cooling water system. Then, a static model was established based on the measured heat loss of COREX process. The results showed that the main heat loss of furnace shells took place at the dome of the COREX melter-gasifier and the reducing gas entrance position of the shaft furnace while the main heat loss caused by cooling water occurred at the tap hole area. And the heat loss caused by cooling water accounts for about 85% of the total heat loss in COREX process. The measured total heat loss for producing every 1 t hot metal was 542. 164 MJ, which accounted for about 92 % of the theoretical total heat loss.

利用图像处理界定熔化气化炉软熔区域边界

建立了二维COREX熔化气化炉物理模型.利用石蜡模拟DRI,玉米粒子模拟焦炭和块煤,通过高速摄像仪对炉内软熔区域变化进行记录,根据实验前后炉内物料颜色的变化,提出一种图像处理方法.利用该方法可以得到炉内软熔区域边界,从而得到其位置及厚度.对本实验条件下软熔区域的变化过程进行了分析,所提方法可在进一步研究中分析操作条件变化对炉内软熔区域的影响.

COREX工艺静态模型的开发

简述了COREX工艺流程,开发了建立在物料-热量平衡方程组上的COREX工艺静态模型。根据COREX工艺操作设定输入参数,模型能够计算出原料和熔剂消耗、渣量及成分和熔化气化产生煤气量及成分。利用模型能够研究操作参数和原料化学成分、配比及温度的改变对COREX工艺物流和能流的影响,结果表明:模型能够为优化COREX工艺提供帮助。

COREX熔融气化炉软熔区域的试验研究

为了模拟COREX熔融气化炉软熔区域,本研究建立了COREX熔融气化炉热态模型,利用石蜡模拟矿石,玉米粒子模拟焦炭和块煤。在热态物理模拟试验中,考察了实际生产过程中熔炼率、矿/(块煤+焦)体积比、风口回旋区煤气温度和风口回旋区煤气量等操作参数对软熔区域高度和厚度的影响。试验获得不同操作参数下软熔区域高度和厚度的变化趋势。