COREX熔融气化炉风口回旋区的物理模拟

依据相似理论建立了模拟COREX熔融气化炉冷态模型.应用颗粒速度等高线法对回旋区边界进行了界定,考察了鼓风量、床层高度、排料速度等对回旋区深度的影响.结果表明,当鼓风量超过一定值时,风口前缘会形成回旋区空腔.随着鼓风量的增加,回旋区深度不断增大,二者呈近似线性关系.随着床层高度的增加,回旋区深度不断减小,但当床层到达大于350mm高度后,回旋区深度几乎不再变化.排料速度小于0.493L/h时对回旋区深度影响不大,随着排料速度的增加,回旋区深度不断增大.

COREX熔融气化炉热模拟研究

根据ＣＯＲＥＸ熔融气化炉的模拟试验，对预还原矿金属化率、煤种、预还原矿预热温度、煤炭流化床、炉渣、热平衡进行了分析研究。得到了合理的熔融气化炉冶炼参数。

COREX熔融气化炉热模拟研究

以不同配矿、配煤方案和鼓风条件，研究了熔融气化炉熔炼过程产生的煤炭流化床、海绵铁金属化率、煤质、炉渣碱度和成分、下料速度、燃烧强度、炉缸热量等对冶炼过程和铁水质量的影响。

COREX熔融气化炉填充床内气固相间还原形式的影响因素研究

为提升COREX熔融气化炉内冶炼效率,根据COREX熔融气化炉填充床含铁炉料的还原特征,采用"历程"分割法,进行实验室高温还原模拟试验。对还原过程中含铁炉料还原及直接还原比例进行考察,在此基础上,单一改变还原气体流量、还原气体成分以及预还原炉料金属化率,考察其对含铁炉料还原及直接还原比例的影响。研究结果表明增大熔融气化炉内低温段区间、提高还原煤气流量、提升还原煤气中氢的含量等措施可降低直接还原比例。

COREX熔融气化炉内硅还原反应的特点

模拟了熔融气化炉的冶炼过程，根据实验结果分析了硅的还原反应过程，得到风口区域上部铁滴吸硅不平衡和渣中氧势由（ＦｅＯ）控制及纯氧操作条件下硅含量下降等结果，并将结果与高炉硅还原反应进行了比较，得到了熔融气化炉硅还原反应特点，并证实了熔融气化炉有利于生产低硅生铁。

COREX熔融气化炉炉衬结构的选择

在概括分析了宝钢大型高炉炉衬技术的发展过程和熔融气化炉各个不同部位的工况条件及炉衬蚀损特征的基础上，结合南非Ｃ１０００型气化炉炉村技术经验，提出了Ｃ２０００型气化炉炉衬结构和耐火材料选择方案。

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。

COREX熔融气化炉中块煤裂化现象

COREX流程主要使用块煤作为燃料,但仍需要加入一定比例的焦炭来支撑熔融气化炉内炉料,保证炉况顺行。块煤裂解形成的半焦和焦炭在熔融气化炉内的劣化程度对煤气流的透气性、渣铁的透气透液性和炉缸热量的分布等影响较大。利用风口取样技术取出风口焦试样,进行粒度分布研究、显微结构分析、透气性指数计算和热态性能测定,发现风口焦试样中大于10mm的较大颗粒多为入炉焦炭劣化所致,小于10mm的小颗粒多为块煤裂解所致;认为块煤挥发分热解后的产物会加剧焦炭的溶损反应,且块煤裂解半焦的反应后强度不及入炉焦炭,半焦在炉内的劣化是影响渣铁透气透液性的主要因素;最后结合对试验结果的分析,给出了降低COREX流程能耗的一些措施。

关于COREX流程熔融气化炉风口前理论燃烧温度的思考

依据传热学中理论燃烧温度的基本原理,结合相关试验结果,确定了SiO2在风口前的还原率(25%)、进入风口区焦炭及半焦的温度(1650℃)和煤的成焦率(70%)等参数,计算了熔融气化炉风口前理论燃烧温度,并讨论了不同参数对理论燃烧温度的影响。

喷煤对COREX熔融气化炉风口前理论燃烧温度的影响

风口前理论燃烧温度是衡量熔融气化炉风口前热平衡和预测炉缸热状态的重要参数之一。依据考虑SiO2还原的理论燃烧温度计算公式,分析了在熔融气化炉喷煤对风口前理论燃烧温度的影响。计算了不同喷煤条件下,熔融气化炉风口前的理论燃烧温度。在此基础上讨论了喷煤比、挥发分及焦炭(半焦)进入燃烧区域的温度等参数的影响,为选择适合COREX熔融气化炉喷吹煤提供了必要的依据。

COREX-3000熔融气化炉用SiAlON结合刚玉砖的生产与使用

SiAlON结合刚玉耐火材料具有优良的抗铁水熔蚀、抗碱、抗高炉渣侵蚀、抗氧化和抗热震等性能，是当前COREX熔融气化炉炉缸陶瓷杯侧壁及半焦床炉衬不可或缺的高性能耐火材料。

Corex熔融气化炉移动床区域内炉料流动研究

建立Corex工艺熔融气化炉移动床区域冷态模型,通过对示踪颗粒层运动信息的跟踪、研究,得到移动床区域炉料的流动规律、死料柱几何形状及尺寸。分析移动床高度、风口气体总流量对死料柱高度及横截面积的影响规律。试验结果表明:根据炉料流动规律,熔融气化炉移动床区域可分为四个不同的子区域。移动床底部的死料柱形状呈半椭圆形。在其它参数不变的情况下,随着移动床高度的增加,死料柱高度及横截面积减小;当风口气体流量增加,死料柱高度及横截面积减小。

气化熔渣对气流床气化炉操作影响的研究进展

气流床气化技术由于采用液态排渣的方式,煤灰熔渣的性质对气化炉的操作条件和性能具有显著影响。基于煤灰熔渣对气化炉衬里的影响机理分析,从煤灰熔渣的熔融特性和黏温特性的影响因素方面探讨了气流床气化技术对煤灰化学组成的要求及确定气流床气化炉操作窗口的方法和建议,为更好地设计和改进气流床气化技术,拓展煤种适应性提供理论指导。

COREX熔融气化炉内料柱的透液性指数及影响因素

休风时对COREX熔融气化炉进行风口取样,通过对风口试样的检测分析,用压差度的倒数表示炉内气相对料柱透液性的影响,用空隙度和温度强度的乘积表示炉内的渣铁液相对料柱透液性的影响,建立了表征熔融气化炉料柱透液性的公式.对两批风口试样的研究发现,熔融气化炉内不同位置风口试样的透液性指数与相应位置的滞留铁比呈现一致的对应关系.进一步分析了透液性指数的影响因素,发现在炉况不顺时,未反应完全的酸性脉石直接落入炉缸,导致沿风口径向部分位置的渣样熔化温度高于1500℃,影响了渣铁流动性.提出了增加料层厚度、采取合理的造渣制度、控制均匀的煤气流分布等技术措施,为改善熔融气化炉内料柱的透液性提供帮助.

COREX熔融气化炉Rist操作线的建立和应用

考虑了块煤在熔融气化炉上部挥发分的析出和采用部分氧气燃烧析出挥发分中的焦油和碳氢化合物这一特点,利用改进的Rist操作线原理,建立了熔融气化炉操作线图,直观地体现了不同因素对炼铁过程能耗的影响.讨论了COREX熔融气化炉内上部吹氧燃烧焦油和碳氢化合物后操作线的变化,对比了加入不同块煤和半焦对上部吹氧量、能耗的影响,分析了将块煤中挥发分脱除后以半焦的形式加入炉内,熔融气化炉上部煤气氧化度、温度和煤气量的变化,以及对能耗的影响.

COREX 熔融气化炉内煤炭流化床的研究

通过理论计算和试验，确定了ＣＯＲＥＸ熔融气化炉内煤炭流化床的临界流化速度，煤粒带出速度和操作速度，并且讨论了它们对熔融气化炉生产的影响。

COREX熔化气化炉物料运动的物理模拟

以COREX熔化气化炉实际尺寸和操作参数为基础,根据相似准则建立了COREX熔化气化炉模型,用以研究气化炉内物料运动过程。实验采用聚乙烯粒子作为模型的填充物料,并选用绿豆作为示踪颗粒,分析研究了气化炉内鼓风流量和排料速度对物料运动流型和运动轨迹的影响。结果表明:随着排料速度的增加,停留时间减小,死料柱顶点位置降低,物料下降运动变得不均匀;随着鼓风流量的增加,上部料层的下降更加均匀;非正常排料时,熔化气化炉内物料的运动将很不均匀,气化炉一侧物料的运动并不受另一侧物料的影响;位于死料柱正上方的颗粒下降速度最慢并向排料口弯曲;位于风口回旋区正上方的颗粒下降速度最快,鼓风导致风口回旋区上方的颗粒停留时间减小;靠近炉墙处的颗粒,其下降过程一直沿炉墙下降,直至靠近排料口时发生弯曲。

利用温度梯度分析COREX熔化气化炉内区域

建立了COREX熔化气化炉热态模型;利用石蜡模拟矿石,玉米颗粒模拟焦炭,通过温度传感器对炉内气相温度进行了测定.对测得的模型内温度信息进行处理,可以获得模型内温度梯度.对熔化气化炉在高度方向的温度梯度进行分析,可大致区分炉内填充床、软熔区域、半焦床以及风口回旋区的范围.该研究方法可以比较客观地描述COREX熔化气化炉内部的各区域,以便在进一步研究中分析操作条件变化对炉内各个区域的影响.

熔融气化炉风口回旋区冶炼特征的数值模拟研究

相比于高炉风口喷吹富氧热风,熔融气化炉风口采用常温纯氧,使得炉内质量、动量、热量的传输以及煤气流分布等冶炼特征与高炉存在较大差异.通过建立熔融气化炉风口回旋区二维数学模型,系统考察熔融气化炉风口回旋区内速度分布、温度分布及气体组分分布的冶炼特征.结果表明:在气固相热交换及焦炭(或块煤形成的半焦)燃烧反应的综合作用下,熔融气化炉风口回旋区内气体温度迅速升高至3 500 K以上;此外,风口前端存在小规模的气体循环流动现象,故风口前端扩孔破损现象严重,进而导致非计划休风率较高;为减少此类休风现象,可适当额外喷吹富氢燃料性气体(天然气、焦炉煤气),不仅能降低风口回旋区内气体温度,更可替代部分固体燃料,并充分发挥其中H2的高温还原优势,提升熔融气化炉冶炼效率.

COREX熔化气化炉稳态数值模拟

基于多相质量守恒、动量守恒和热量守恒开发了一维稳态的数学模型,对熔化气化炉填充床进行模拟,自由空间和风口区则采用静态平衡来进行计算。计算得出的渣铁温度、炉顶煤气温度及成分与工厂报道值相吻合。应用该模型能够研究床层高度、原料的成分和操作参数等对工艺过程的影响。