转底炉分区域供热研究

第36卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.36 Suppl.1 2014年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2014 转底炉分区域供热研究 高金涛)⑧，周春芳”，朱荣”，刘润藻” 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)北京中治设备研究设计总院有限公司，北京100029 ☒通信作者，E-mail:git070@163.com 摘要基于国内转底炉直接还原炼铁在起步阶段亟待解决的热工系统问题，分别以系统分析、热模拟实验和数值模拟为手 段，对转底炉分段热工参数进行了研究.建立了转底炉治金模型和热模型（涉及变量83个、参数20个），模拟计算结果表明， 每生产1t金属化球团，需铁精粉1213kg,消耗煤粉283kg、煤气615kg.基于转底炉分区域系统分析，分别进行了预热段、加热 段、还原段条件下的热模拟实验研究，确定出不同工况下(c:n=0.8~1.2)含碳球团于各段的实时还原进度，并依据含碳球 团自还原吸热与热工参数的匹配，确定出各段燃料供应参数.使用Fut模拟软件对分段热工参数进行了验证，结果表明分 段热工参数设计合理，能有效实现转底炉的分段职能，为转底炉的优化设计提供了基础 关键词转底炉：供热：系统分析；数值分析：模拟 分类号TF551 Research on the heat supply of different sections in a rotary hearth furnace GAO Jin-tao,ZHOU Chun-fang?,ZHU Rong,LIU Run-zao 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Beijing Metallurgical Equipment Research Design Corporation Ltd.,China Metallurgical Group Corporation,Beijing 100029,China Corresponding author,E-mail:gjt070@163.com ABSTRACT To solve the urgent problems in the thermal system at the initial stage of producing direct reduced iron (DRI)in a rotary hearth furnace (RHF)in China,thermal parameters in different sections of RHF were analyzed by systematic analysis,thermal simulation experiments,and numerical simulation.The RHF mathematical model and heat supply model were established with 83 varia- bles and 20 parameters.The result of numerical simulation indicates that producing every I t metalized pellet needs 1213 kg iron ore fines,283 kg pulverized coal,and 615 kg coal gas.Based on the systematic analysis on different sections of the rotary hearth furnace, thermal simulation experiments on preheating,heating,and reducing sections were studied separately.Under different conditions (nc: no=0.8-1.2),the real-time reduction progresses of carbon-bearing pellets in these sections were confirmed.According to the matc- hing of the self-reduction decalescence of carbon-bearing pellets and thermal parameters,the fuel supply parameters of each section were determined.Fluent simulation software was used to verify the thermal parameters of the three sections.And the results show that the designed parameters are reasonable,and can effectively implement the functions of all the sections of a rotary hearth furnace,which provide the theoretical basis for the optimization design of the rotary hearth furnace. KEY WORDS rotary hearth furnace;thermal;system analysis;numerical analysis;simulation 现今，主流高炉炼铁工艺面临着严峻的发展前 活、能同时回收粉尘中的锌等优点而备受业内 景：焦炭资源日渐匮乏，高品位铁矿主要从国外进 关注- 口，焦化、烧结工序污染严重习.直接还原、熔融还 转底炉作为处理钢铁厂废弃物的专门设备在国 原等非高炉炼铁工艺正迅速发展，其中转底炉直 外己经获得成功，并建立了商业性的工业示范装 接还原炼铁工艺由于原料可选范围宽、产品使用灵 置6-)：同时，转底炉在以铁精矿为原料生产金属化 收稿日期：2013-11-21 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.s1.021:http://jourals.ustb.edu.cn

第 36 卷 增刊 1 2014 年 4 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 Suppl． 1 Apr． 2014 转底炉分区域供热研究 高金涛1) ，周春芳2) ，朱 荣1) ，刘润藻1) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 北京中冶设备研究设计总院有限公司，北京 100029  通信作者，E-mail: gjt070@ 163． com 摘 要 基于国内转底炉直接还原炼铁在起步阶段亟待解决的热工系统问题，分别以系统分析、热模拟实验和数值模拟为手 段，对转底炉分段热工参数进行了研究． 建立了转底炉冶金模型和热模型( 涉及变量 83 个、参数 20 个) ，模拟计算结果表明， 每生产 1 t 金属化球团，需铁精粉 1213 kg，消耗煤粉 283 kg、煤气 615 kg． 基于转底炉分区域系统分析，分别进行了预热段、加热 段、还原段条件下的热模拟实验研究，确定出不同工况下( nC ∶ nO = 0. 8 ～ 1. 2) 含碳球团于各段的实时还原进度，并依据含碳球 团自还原吸热与热工参数的匹配，确定出各段燃料供应参数． 使用 Fluent 模拟软件对分段热工参数进行了验证，结果表明分 段热工参数设计合理，能有效实现转底炉的分段职能，为转底炉的优化设计提供了基础． 关键词 转底炉; 供热; 系统分析; 数值分析; 模拟 分类号 TF551 Ｒesearch on the heat supply of different sections in a rotary hearth furnace GAO Jin-tao 1)  ，ZHOU Chun-fang2) ，ZHU Ｒong1) ，LIU Ｒun-zao 1) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Beijing Metallurgical Equipment Ｒesearch ＆ Design Corporation Ltd． ，China Metallurgical Group Corporation，Beijing 100029，China  Corresponding author，E-mail: gjt070@ 163． com ABSTＲACT To solve the urgent problems in the thermal system at the initial stage of producing direct reduced iron ( DＲI) in a rotary hearth furnace ( ＲHF) in China，thermal parameters in different sections of ＲHF were analyzed by systematic analysis，thermal simulation experiments，and numerical simulation． The ＲHF mathematical model and heat supply model were established with 83 varia￾bles and 20 parameters． The result of numerical simulation indicates that producing every 1 t metalized pellet needs 1213 kg iron ore fines，283 kg pulverized coal，and 615 kg coal gas． Based on the systematic analysis on different sections of the rotary hearth furnace， thermal simulation experiments on preheating，heating，and reducing sections were studied separately． Under different conditions ( nC ∶ nO = 0. 8 ～ 1. 2) ，the real-time reduction progresses of carbon-bearing pellets in these sections were confirmed． According to the matc￾hing of the self-reduction decalescence of carbon-bearing pellets and thermal parameters，the fuel supply parameters of each section were determined． Fluent simulation software was used to verify the thermal parameters of the three sections． And the results show that the designed parameters are reasonable，and can effectively implement the functions of all the sections of a rotary hearth furnace，which provide the theoretical basis for the optimization design of the rotary hearth furnace． KEY WOＲDS rotary hearth furnace; thermal; system analysis; numerical analysis; simulation 收稿日期: 2013--11--21 DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． s1． 021; http: / /journals． ustb． edu． cn 现今，主流高炉炼铁工艺面临着严峻的发展前 景: 焦炭资源日渐匮乏，高品位铁矿主要从国外进 口，焦化、烧结工序污染严重［1--2］． 直接还原、熔融还 原等非高炉炼铁工艺正迅速发展［3］，其中转底炉直 接还原炼铁工艺由于原料可选范围宽、产品使用灵 活、能同时回收粉尘中的锌等优点而备受业内 关注［4--5］． 转底炉作为处理钢铁厂废弃物的专门设备在国 外已经获得成功，并建立了商业性的工业示范装 置［6--7］; 同时，转底炉在以铁精矿为原料生产金属化

增刊1 高金涛等：转底炉分区域供热研究 111· 球团产品方面也有很大的潜力和优势圆.我国研究 转底炉直接还原炼铁尚处起步阶段0，目前相关 却 研究工作主要集中在原料搭配、压球工艺、含碳球团 治金性能以及还原制度等方面1-，而转底炉工艺 出料口 自身的热工问题却一直被忽略了. 164 进料口 本文首次结合转底炉的热工特性和含碳球团的 分段反应性能，以系统分析、热模拟实验和数值模拟 为手段，对转底炉各段还原进度与热工参数的匹配 预热段 热段 1000 进行研究，探索转底炉分段供热参数，为国内转底炉 1200℃ 344nm 的优化设计提供依据. 358mm 图1转底炉分区参数 1 转底炉热工系统分析 Fig.1 Partition map of a rotary hearth furnace (RHF) 转底炉的热工系统是决定金属化球团成品性能 确定含碳球团于各段的实时还原进度，以实现各段 的关键要素，含碳球团的自还原吸热又会对转底炉 含碳球团自还原吸热与转底炉热工参数的匹配.按 热工产生较大的影响.故首先对转底炉直接还原炼 3类典型工况和3个温度段共进行9组实验，如表1 铁过程物料、能量供需及转底炉各分区职能进行系 所列 统分析 表1实验方案 1.1转底炉直接还原过程分析 Table 1 Scheme of the experiment 基于国内转底炉直接还原炼铁生产实际工况， 碳氧 质量分数/% 还原 建立转底炉治金模型和热模型，共涉及变量和参数 序号 摩尔比 精矿粉煤粉 粘结剂 温度/℃ 103个，包括：G精矿粉、G煤粉、G煤气、G助燃风、 0.8 79.2416.803.961000(模拟预热段) G粘结剂、G金属球团、G废气等35个物料变量，Q 2 1.0 75.87 20.11 4.02 1000(模拟预热段) 煤气、Q助燃风、Q煤气/C0/挥发分燃烧、Q还原、Q 3 1.2 72.8323.164.01 1000(模拟预热段) 废气、Q金属球团、Q损失等36个能量变量，金属化 4 0.8 79.24 16.80 3.96 1200(模拟加热段) 率)等12个工艺变量以及20个工艺参数. 5 1.0 75.87 20.11 4.02 1200(模拟加热段) 使用该模型对典型工况进行模拟计算求得：每 6 1.2 72.8323.164.01 1200(模拟加热段) 生产1t金属化球团（金属化率=85%），需要铁精 7 0.8 79.24 16.80 3.96 1350(模拟还原段) 粉1213kg(w(TFe)=67.4%),消耗煤粉283kg(固 8 1.0 75.87 20.114.021350(模拟还原段) 定碳的质量分数为74.2%)，消耗煤气615kg(热值 9 1.2 72.83 23.16 4.01 1350(模拟还原段) 5.5M/m3),计算误差为1.0%，能有效估计能量需 求、指导能量供应. 2.2实验装置及方法 1.2转底炉功能分区 热模拟实验于型号为S07215的管式电阻炉内 为提高转底炉的热效率，实现炉内含碳球团预 进行，实验方法及参数为： 热、预还原、高温快速还原、冷却的连续过程，将炉膛 (1)细磨：将精矿粉、煤粉和粘结剂分别细磨至 分为：预热段、加热段、还原段、冷却段4个区域，各 -200目(74um)的质量分数占30%左右： 分区参数详见图1，其中：预热段完成含碳球团的预 (2)配料：按表1配料方案分别称取精矿粉、煤 热、煤粉挥发分分解及结晶水逸出，加热段开始含碳 粉和粘结剂，配加适量水置入混料机中混匀： 球团的自还原反应，还原段完成还原反应，冷却段喷 (3)压球：用压球机将混匀料压制成尺寸为 吹煤气以防止产物氧化 25mm×18mm×10mm(重约25g)的含碳球团； 2 转底炉分段热模拟实验 (4)烘干：将含碳球团置于烘干机中，于105℃ 左右烘干2~4h: 2.1实验方案 (5)加料：每次将4个（重约100g)干燥含碳球 将前述精矿粉、煤粉、粘结剂按转底炉典型工况 团置于铁铬钼丝吊篮内，吊篮上端悬挂于失重天平 配成含碳球团.分别进行预热段、加热段、还原段条 底部，下端吊入电阻炉内： 件下的热模拟实验，研究各段发生的主要理化反应， (6)还原：通入N2作为保护气氛，控制其流量

增刊 1 高金涛等: 转底炉分区域供热研究 球团产品方面也有很大的潜力和优势［8］． 我国研究 转底炉直接还原炼铁尚处起步阶段［9--10］，目前相关 研究工作主要集中在原料搭配、压球工艺、含碳球团 冶金性能以及还原制度等方面［11--14］，而转底炉工艺 自身的热工问题却一直被忽略了． 本文首次结合转底炉的热工特性和含碳球团的 分段反应性能，以系统分析、热模拟实验和数值模拟 为手段，对转底炉各段还原进度与热工参数的匹配 进行研究，探索转底炉分段供热参数，为国内转底炉 的优化设计提供依据． 1 转底炉热工系统分析 转底炉的热工系统是决定金属化球团成品性能 的关键要素，含碳球团的自还原吸热又会对转底炉 热工产生较大的影响． 故首先对转底炉直接还原炼 铁过程物料、能量供需及转底炉各分区职能进行系 统分析． 1. 1 转底炉直接还原过程分析 基于国内转底炉直接还原炼铁生产实际工况， 建立转底炉冶金模型和热模型，共涉及变量和参数 103 个，包括: G 精矿粉、G 煤粉、G 煤气、G 助燃风、 G 粘结剂、G 金属球团、G 废气等 35 个物料变量，Q 煤气、Q 助燃风、Q 煤气/CO/挥发分燃烧、Q 还原、Q 废气、Q 金属球团、Q 损失等 36 个能量变量，金属化 率 η 等 12 个工艺变量以及 20 个工艺参数． 使用该模型对典型工况进行模拟计算求得: 每 生产 1 t 金属化球团( 金属化率 = 85% ) ，需要铁精 粉 1213 kg( w( TFe) = 67. 4% ) ，消耗煤粉 283 kg( 固 定碳的质量分数为 74. 2% ) ，消耗煤气 615 kg( 热值 5. 5 MJ/m3 ) ，计算误差为 1. 0% ，能有效估计能量需 求、指导能量供应． 1. 2 转底炉功能分区 为提高转底炉的热效率，实现炉内含碳球团预 热、预还原、高温快速还原、冷却的连续过程，将炉膛 分为: 预热段、加热段、还原段、冷却段 4 个区域，各 分区参数详见图 1，其中: 预热段完成含碳球团的预 热、煤粉挥发分分解及结晶水逸出，加热段开始含碳 球团的自还原反应，还原段完成还原反应，冷却段喷 吹煤气以防止产物氧化． 2 转底炉分段热模拟实验 2. 1 实验方案 将前述精矿粉、煤粉、粘结剂按转底炉典型工况 配成含碳球团． 分别进行预热段、加热段、还原段条 件下的热模拟实验，研究各段发生的主要理化反应， 图 1 转底炉分区参数 Fig． 1 Partition map of a rotary hearth furnace ( ＲHF) 确定含碳球团于各段的实时还原进度，以实现各段 含碳球团自还原吸热与转底炉热工参数的匹配． 按 3 类典型工况和 3 个温度段共进行 9 组实验，如表 1 所列 . 表 1 实验方案 Table 1 Scheme of the experiment 序号 碳氧 摩尔比 质量分数/% 精矿粉 煤粉 粘结剂 还原 温度/℃ 1 0. 8 79. 24 16. 80 3. 96 1000( 模拟预热段) 2 1. 0 75. 87 20. 11 4. 02 1000( 模拟预热段) 3 1. 2 72. 83 23. 16 4. 01 1000( 模拟预热段) 4 0. 8 79. 24 16. 80 3. 96 1200( 模拟加热段) 5 1. 0 75. 87 20. 11 4. 02 1200( 模拟加热段) 6 1. 2 72. 83 23. 16 4. 01 1200( 模拟加热段) 7 0. 8 79. 24 16. 80 3. 96 1350( 模拟还原段) 8 1. 0 75. 87 20. 11 4. 02 1350( 模拟还原段) 9 1. 2 72. 83 23. 16 4. 01 1350( 模拟还原段) 2. 2 实验装置及方法 热模拟实验于型号为 ISO7215 的管式电阻炉内 进行，实验方法及参数为: ( 1) 细磨: 将精矿粉、煤粉和粘结剂分别细磨至 － 200 目( 74 μm) 的质量分数占 30% 左右; ( 2) 配料: 按表 1 配料方案分别称取精矿粉、煤 粉和粘结剂，配加适量水置入混料机中混匀; ( 3) 压球: 用压球机将混匀料压制成尺寸为 25 mm × 18 mm × 10 mm( 重约 25 g) 的含碳球团; ( 4) 烘干: 将含碳球团置于烘干机中，于 105 ℃ 左右烘干 2 ～ 4 h; ( 5) 加料: 每次将 4 个( 重约 100 g) 干燥含碳球 团置于铁铬钼丝吊篮内，吊篮上端悬挂于失重天平 底部，下端吊入电阻炉内; ( 6) 还原: 通入 N2作为保护气氛，控制其流量 ·111·

·112* 北京科技大学学报 第36卷 为5L/min; 式中：G1、G2和G3分别为Fe203→Fe304、Fe304→ (7)计量：用电子天平实时计量还原过程中含 Fe0和FeO-Fe反应失重量，kg:[%K]球为含碳球 碳球团的失重量 团内铁矿粉的质量分数：[%Fe,0,]r、[%FeO,]r 2.3分析方法 和[%Fe0],分别为铁矿粉中Fez0,、生成Fe0,、生 为精确确定含碳球团在转底炉各段区域的实时 成Fe0的质量分数；M:为CO、Fe,O3、Fe3O,和Fe0 反应进度，对分段热模拟边界条件进行确定 的分子量，g/mol. (1)理论失重：铁氧化物由高价逐级向低价还 (2)分段边界点：为精确反映含碳球团在预热、 原的热力学特性己为公认的，故根据含碳球团的物 预还原、高温快速还原和冷却过程的实时反应进度， 料特性及自还原特点，确定其理论失重 确定各段的边界点如式4. ①有机粘结剂失重 ta-to=3.44; G钻结剂G钻结剂=G球×0· (1) te-tg=3.58; 式中：G球为含碳球团质量，kg;。为含碳球团内粘 te-tn=9.11: 结剂质量分数 (4) [A9%]=B%]=fio(A)=fi2o(B): ②煤粉挥发分失重 [C%]=[D]=fi200(C)=fixs0 (D) G挥发分：G挥发分=G球×[L%M门球[%H]煤·(2) 式中：%M]球为含碳球团内煤粉质量分数：[% E%]=f1s0(E). 式中：t:为分段边界点i的时刻，mim;%]为i点的 H为煤粉中挥发分的质量分数 失重百分比，%f为j温度下的失重百分比，%；A、 ③含碳球团还原反应失重：G= B、C、D、E分别表示图2中时间节点. G球×[%K]球[%Fe0]r×Mco 3Mpe203 G2 2.4分段反应进度 G球×[%K]肆[%F30,]r×Mo 按前述分段边界条件对热模拟实测失重情况进 Mreoa 行分析，分别模拟含碳球团在转底炉各段的反应进 度.以工况碳氧摩尔比nc:no=1.0为例，分析过程 G3= G球×[%K]球[%FeO]r×Mco (3) Mro 如图2所示 45 40 35 30 还原温度：1350℃ 还原段 25 还原温度：1200℃ 55.69%Fe0→MFe 失重 14.311% 20 还原温度：1000℃ 16.14%fe0,一→fe,0 C加热段 Fe0→feO 100%fe,0,→pe0 失重 失重5.999% 11.28%Fe0→Fe 9.382% Fe0,→fe,0 失重2.999% 粘结剂。 00%精结剂反应 10%某粉扬发分反府 煤粉挥发分 失重 83.86%Fe,0,→Fe,0. 失重6.615% 0】9.130% 10 5 20 25 理论失重 实际失重 时间min 图2含碳球团分段反应进度(nc:no=1.0) Fig.2 Reduction progress of the carbon-containing pellets in different sections(nc:no =1.0) 图2中OA、BC、DE段分别模拟了含碳球团在转底 转变： 炉预热段、加热段以及还原段的反应进度，可看出： (2)加热段主要完成剩余Fe203→Fe30,和 (1)预热段完成了煤粉挥发分、有机粘结剂的 Fe0,→Fe0的全部转变，同时实现了5%~20% 全部分解，以及80%以上Fe,03→Fe,0,的转变；nc: FeO→MFe的转变； no=1.2工况下预热段完成了Fe203→fe30,全部 (3)还原段主要完成剩余FeO→MFe的转变

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 为 5 L /min; ( 7) 计量: 用电子天平实时计量还原过程中含 碳球团的失重量． 2. 3 分析方法 为精确确定含碳球团在转底炉各段区域的实时 反应进度，对分段热模拟边界条件进行确定． ( 1) 理论失重: 铁氧化物由高价逐级向低价还 原的热力学特性已为公认［15］，故根据含碳球团的物 料特性及自还原特点，确定其理论失重． ① 有机粘结剂失重 G粘结剂∶ G粘结剂 = G球 × η0 ． ( 1) 式中: G球 为含碳球团质量，kg; η0 为含碳球团内粘 结剂质量分数． ② 煤粉挥发分失重 G挥发分∶ G挥发分 = G球 ×［% M］球［% H］煤． ( 2) 式中: ［% M］球 为含碳球团内煤粉质量分数; ［% H］煤为煤粉中挥发分的质量分数． ③ 含碳球团还原 反应失重: G1 = G球 ×［% K］球［% Fe2O3］矿 × MCO 3MFe2O3 ， G2 = G球 ×［% K］球［% F3O4］矿 × MCO MFe3O4 ， G3 = G球 ×［% K］球［% FeO］矿 × MCO MFeO ． ( 3) 式中: G1、G2 和 G3 分别为 Fe2 O3 →Fe3 O4、Fe3 O4 → FeO 和 FeO→Fe 反应失重量，kg; ［% K］球 为含碳球 团内铁矿粉的质量分数; ［% Fe2O3］矿、［% Fe3O4］矿 和［% FeO］矿分别为铁矿粉中 Fe2O3、生成 Fe3O4、生 成 FeO 的质量分数; Mi 为 CO、Fe2 O3、Fe3 O4 和 FeO 的分子量，g /mol． ( 2) 分段边界点: 为精确反映含碳球团在预热、 预还原、高温快速还原和冷却过程的实时反应进度， 确定各段的边界点如式 4． tA － tO = 3. 44; tC － tB = 3. 58; tE － tD = 9. 11; ［A%］=［B%］= f1000 ( A) = f1200 ( B) ; ［C%］=［D%］= f1200 ( C) = f1350 ( D) ; ［E%］= f1350 ( E)          ． ( 4) 式中: ti 为分段边界点 i 的时刻，min; ［i%］为 i 点的 失重百分比，% ; fj 为 j 温度下的失重百分比，% ; A、 B、C、D、E 分别表示图 2 中时间节点． 2. 4 分段反应进度 按前述分段边界条件对热模拟实测失重情况进 行分析，分别模拟含碳球团在转底炉各段的反应进 度． 以工况碳氧摩尔比 nC ∶ nO = 1. 0 为例，分析过程 如图 2 所示． 图 2 含碳球团分段反应进度( nC ∶ nO = 1. 0) Fig． 2 Ｒeduction progress of the carbon-containing pellets in different sections( nC ∶ nO = 1. 0) 图2 中OA、BC、DE 段分别模拟了含碳球团在转底 炉预热段、加热段以及还原段的反应进度，可看出: ( 1) 预热段完成了煤粉挥发分、有机粘结剂的 全部分解，以及 80% 以上 Fe2O3→Fe3O4的转变; nC ∶ nO = 1. 2 工况下预热段完成了 Fe2 O3 →Fe3 O4 全部 转变; ( 2) 加 热 段 主 要 完 成 剩 余 Fe2 O3 →Fe3 O4 和 Fe3O4→FeO 的 全 部 转 变，同 时 实 现 了 5% ～ 20% FeO→MFe 的转变; ( 3) 还原段主要完成剩余 FeO→MFe 的转变， ·112·

增刊1 高金涛等：转底炉分区域供热研究 ·113· 约55%~60%的Fe0在该段被还原为MFe. 平衡，计算出各段燃料的分配情况，如表2所列，可 2.5分段热工参数 以看出不同工况下各段煤气的分配比应为：预热段 基于前述分段热模拟实验结果确定出各段的反 8%左右，加热段32.3%~43.2%，还原段48.5%~ 应进度，按含碳球团自还原吸热与各段热工参数的 60.1%. 表2分段热工参数 Table 2 Thermal parameters in different sections nc:no=0.8 nc:no=1.0 nc:no=1.2 反应进度 热工参数 预热段加热段还原段 预热段加热段还原段 预热段加热段还原段 Fe203→fe304 分配比/% 83.31 16.69 83.86 16.14 100.00 219.7M 能量/M 183.05 36.67 184.26 35.46 219.72 fe304→fc0 分配比/% 100.00 100.00 4.76 95.24 652.7M0 能量/M 652.71 652.71 31.07 621.64 FeO→fe 分配比/% 3.66 61.21 11.28 55.69 22.03 54.42 2358.2MJ 能量/M 86.31 1443.44 266.001313.27 519.51 1283.32 能量/0 183.1 775.7 1443.4184.3 954.2 1313.3219.7 1141.11283.3 煤气分配比/% 7.6 32.3 60.1 7.5 38.9 53.6 8.3 43.2 48.5 转底炉分段供热模型.转底炉设备及工艺参数列于 3 转底炉热工系统优化 表3. 为验证热模拟实验确定的分段热工参数，建立 表3转底炉设备、工艺参数 Table 3 Equipment and technological parameters of a rotary hearth furnace 设备参数 工艺参数 转底炉中径/m 32 有效面积/m 600 转底炉宽度/m 6 单位生产率/(kgm2h1) 70 转底炉高度/m 1.6 治炼周期/min 20 助燃风喷嘴中心线距炉底高度/m 0.655 供热原料 煤气 蓄热烧嘴中心距炉底高度/m 1.022 供热方式 燃烧供热 平焰烧嘴中心线所在圆弧半径/m 14.7,17.4 装料 含碳球团 烟气中心线所在圆弧半径/m 16 装载量/(kg炉) 14000 3.1建模 量为8611kg,煤气助燃风量11309kg,C0助燃风量 (1)数学模型.基本假设条件：气体为不可压 16930kg,挥发分助燃风量5803kg.故各入口的速 缩流体：流动和燃烧为稳态过程：炉膛内烟气全部经 度边界条件如表4所示. 烟气出口和蓄热式烧嘴排气口排出.控制方程组包 3.2分段热工参数验证 括：①连续性方程和动量方程：②能量方程；③湍流 使用Fluent模拟软件对转底炉各段温度场进 模型方程：④非预混燃烧模型一平衡混合分数/ 行模拟，其中炉膛沿圆周纵切面的温度场分布如 PDF模型：⑤辐射传热模型—P1模型. 图4所示.可以看出：预热段炉底料面温度为 (2)物理模型.运用GAMBIT软件，建立转底 900~1000℃；加热段炉膛温度显著升高，炉底料 炉数值模拟物理模型并划分网格，如图3所示： 面温度为1200~1250℃；还原段炉膛继续升高，炉 (3)边界条件.以nc:no=1.0工况为例，按热 底料面温度达到1300~1380℃：冷却段无燃料供 模拟实验结果分配煤气供应及助燃风喷嘴风量，模 给，区段气流扰动较小，温度显著下降.可见，热模 拟转底炉分段供热的温度场和速度场.依据转底炉 拟实验确定的分段热工参数能满足转底炉的分区 治金模型计算结果：转载量为14000kg/炉，需煤气职能

增刊 1 高金涛等: 转底炉分区域供热研究 约 55% ～ 60% 的 FeO 在该段被还原为 MFe． 2. 5 分段热工参数 基于前述分段热模拟实验结果确定出各段的反 应进度，按含碳球团自还原吸热与各段热工参数的 平衡，计算出各段燃料的分配情况，如表 2 所列，可 以看出不同工况下各段煤气的分配比应为: 预热段 8% 左右，加热段 32. 3% ～ 43. 2% ，还原段 48. 5% ～ 60. 1% ． 表 2 分段热工参数 Table 2 Thermal parameters in different sections 反应进度 热工参数 nC ∶ nO = 0. 8 nC ∶ nO = 1. 0 nC ∶ nO = 1. 2 预热段 加热段 还原段 预热段 加热段 还原段 预热段 加热段 还原段 Fe2O3→Fe3O4 分配比/% 83. 31 16. 69 — 83. 86 16. 14 — 100. 00 — — 219. 7 MJ 能量/MJ 183. 05 36. 67 — 184. 26 35. 46 — 219. 72 — — Fe3O4→FeO 分配比/% — 100. 00 — — 100. 00 — 4. 76 95. 24 — 652. 7 MJ 能量/MJ — 652. 71 — — 652. 71 — 31. 07 621. 64 — FeO→Fe 分配比/% — 3. 66 61. 21 — 11. 28 55. 69 — 22. 03 54. 42 2358. 2 MJ 能量/MJ — 86. 31 1443. 44 — 266. 00 1313. 27 — 519. 51 1283. 32 能量/MJ 183. 1 775. 7 1443. 4 184. 3 954. 2 1313. 3 219. 7 1141. 1 1283. 3 煤气分配比/% 7. 6 32. 3 60. 1 7. 5 38. 9 53. 6 8. 3 43. 2 48. 5 3 转底炉热工系统优化 为验证热模拟实验确定的分段热工参数，建立 转底炉分段供热模型． 转底炉设备及工艺参数列于 表 3． 表 3 转底炉设备、工艺参数 Table 3 Equipment and technological parameters of a rotary hearth furnace 设备参数 工艺参数 转底炉中径/m 32 有效面积/m2 600 转底炉宽度/m 6 单位生产率/( kg·m － 2 ·h － 1 ) 70 转底炉高度/m 1. 6 冶炼周期/min 20 助燃风喷嘴中心线距炉底高度/m 0. 655 供热原料 煤气 蓄热烧嘴中心距炉底高度/m 1. 022 供热方式 燃烧供热 平焰烧嘴中心线所在圆弧半径/m 14. 7，17. 4 装料 含碳球团 烟气中心线所在圆弧半径/m 16 装载量/( kg·炉 － 1 ) 14000 3. 1 建模 ( 1) 数学模型． 基本假设条件: 气体为不可压 缩流体; 流动和燃烧为稳态过程; 炉膛内烟气全部经 烟气出口和蓄热式烧嘴排气口排出． 控制方程组包 括: ①连续性方程和动量方程; ②能量方程; ③湍流 模型方程; ④非预混燃烧模型———平衡混合分数/ PDF 模型; ⑤辐射传热模型———P-1 模型． ( 2) 物理模型． 运用 GAMBIT 软件，建立转底 炉数值模拟物理模型并划分网格，如图 3 所示: ( 3) 边界条件． 以 nC ∶ nO = 1. 0 工况为例，按热 模拟实验结果分配煤气供应及助燃风喷嘴风量，模 拟转底炉分段供热的温度场和速度场． 依据转底炉 冶金模型计算结果: 转载量为 14000 kg /炉，需煤气 量为 8611 kg，煤气助燃风量 11309 kg，CO 助燃风量 16930 kg，挥发分助燃风量 5803 kg． 故各入口的速 度边界条件如表 4 所示． 3. 2 分段热工参数验证 使用 Fluent 模拟软件对转底炉各段温度场进 行模拟，其中炉膛沿圆周纵切面的温度场分布如 图 4 所 示． 可 以 看 出: 预热段炉底料面温度为 900 ～ 1000 ℃ ; 加热段炉膛温度显著升高，炉底料 面温度为 1200 ～ 1250 ℃ ; 还原段炉膛继续升高，炉 底料面温度达到 1300 ～ 1380 ℃ ; 冷却段无燃料供 给，区段气流扰动较小，温度显著下降． 可见，热模 拟实验确定的分段热工参数能满足转底炉的分区 职能． ·113·

·114 北京科技大学学报 第36卷 图3转底炉模型.(a)物理模型：(b)网格图 Fig.3 Model of a rotary hearth fumace:(a)physical model:(b)grid model 表4速度边界初始条件 Table 4 Initial boundary conditions of the velocity 预热段 加热段 还原段 分段 燃料流/(ms1)空气流/(ms) 燃料流/(ms)空气流/(ms)燃料流/(ms1)空气流/(ms1) 平焰烧嘴 8.04 9.27 12.86 14.52 5.62 7.41 助燃风喷嘴 6.18 7.15 6.79 还原产生C0 0.15 0.12 0.06 福度K00201010w0202m 度/K800100012014001600180020002200 1.6m H=1.6m Z Y -=147m- 174 人 b 图4转底炉炉膛纵切面温度场分布图.()内环：(b)外环 Fig.4 Temperature distribution maps of the longitudinal section of the RHF:(a)inner ring:(b)outer ring 3.3烧嘴布置及燃烧特性 面的温度场、速度场分布如图6所示.图6(a)为逆 预热段和加热段炉顶布置平焰烧嘴，其热辐射 时针73.5°处炉膛纵截面，此角度上蓄热式烧嘴同 能力强，炉膛升温速度快，含碳球团能被快速加热， 时为煤气入口：图6(b)为逆时针122.5°处炉膛纵截 有利于煤中挥发分的析出.同时侧壁布置助燃风喷 面，此角度上蓄热式烧嘴同时为烟气抽气口：图6 嘴喷吹热风，可用于煤粉挥发分的燃烧，产生的热量 (c)为逆时针230°处炉膛纵截面，此角度上炉顶为2 迅速补给炉膛. 个平焰烧嘴，外环炉壁为1个助燃风喷嘴；（图6 还原段内、外侧布置蓄热式烧嘴，既能完成炉膛 (d))为逆时针317.5°处炉膛纵截面，此角度上1个 的加热，亦能完成烟气热量的高效回收及对空气的 蓄热式烧嘴为煤气入口，1个为烟气抽气口. 预热.烧嘴布置于炉高约三分之二处，以避免燃烧 由图6(a)可以看出：还原段蓄热式烧嘴入射口 形成的强紊流对含碳球团自还原产生的C0层造成 处，气流速度相对较大，同一径向相对着的高速气流 扰动：同时助燃风烧嘴置于蓄热烧嘴下方，可用于还 在烧嘴入口出向四周扩散开，并在附近形成大量的 原产生C0的二次燃烧，能有效补充含碳球团自还 小漩涡，使得煤气与空气可以相对长时间充分混合， 原的吸热，节约外部燃料消耗.还原段蓄热烧嘴平 有利于燃烧反应的进行.在炉膛中部小漩涡会逐渐 面的温度场、速度场分布情况如图5直观所示. 运动聚集形成大漩涡，使得燃烧时间得到延长，燃烧 如下分别对转底炉内几类典型烧嘴布置情况的 反应进行的更完全 燃烧特性进行研究，各类烧嘴布置位置处炉膛纵切 由图6(b)可以看出：产生的烟气通过相邻蓄热

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 3 转底炉模型． ( a) 物理模型; ( b) 网格图 Fig． 3 Model of a rotary hearth furnace: ( a) physical model; ( b) grid model 表 4 速度边界初始条件 Table 4 Initial boundary conditions of the velocity 分段 预热段 加热段 还原段 燃料流/( m·s － 1 ) 空气流/( m·s － 1 ) 燃料流/( m·s － 1 ) 空气流/( m·s － 1 ) 燃料流/( m·s － 1 ) 空气流/( m·s － 1 ) 平焰烧嘴 8. 04 9. 27 12. 86 14. 52 5. 62 7. 41 助燃风喷嘴 — 6. 18 — 7. 15 — 6. 79 还原产生 CO 0. 15 — 0. 12 — 0. 06 — 图 4 转底炉炉膛纵切面温度场分布图． ( a) 内环; ( b) 外环 Fig． 4 Temperature distribution maps of the longitudinal section of the ＲHF: ( a) inner ring; ( b) outer ring 3. 3 烧嘴布置及燃烧特性 预热段和加热段炉顶布置平焰烧嘴，其热辐射 能力强，炉膛升温速度快，含碳球团能被快速加热， 有利于煤中挥发分的析出． 同时侧壁布置助燃风喷 嘴喷吹热风，可用于煤粉挥发分的燃烧，产生的热量 迅速补给炉膛． 还原段内、外侧布置蓄热式烧嘴，既能完成炉膛 的加热，亦能完成烟气热量的高效回收及对空气的 预热． 烧嘴布置于炉高约三分之二处，以避免燃烧 形成的强紊流对含碳球团自还原产生的 CO 层造成 扰动; 同时助燃风烧嘴置于蓄热烧嘴下方，可用于还 原产生 CO 的二次燃烧，能有效补充含碳球团自还 原的吸热，节约外部燃料消耗． 还原段蓄热烧嘴平 面的温度场、速度场分布情况如图 5 直观所示． 如下分别对转底炉内几类典型烧嘴布置情况的 燃烧特性进行研究，各类烧嘴布置位置处炉膛纵切 面的温度场、速度场分布如图 6 所示． 图 6( a) 为逆 时针 73. 5°处炉膛纵截面，此角度上蓄热式烧嘴同 时为煤气入口; 图 6( b) 为逆时针 122. 5°处炉膛纵截 面，此角度上蓄热式烧嘴同时为烟气抽气口; 图 6 ( c) 为逆时针 230°处炉膛纵截面，此角度上炉顶为 2 个平焰烧嘴，外环炉壁为 1 个助燃风喷嘴; ( 图 6 ( d) ) 为逆时针 317. 5°处炉膛纵截面，此角度上 1 个 蓄热式烧嘴为煤气入口，1 个为烟气抽气口． 由图 6( a) 可以看出: 还原段蓄热式烧嘴入射口 处，气流速度相对较大，同一径向相对着的高速气流 在烧嘴入口出向四周扩散开，并在附近形成大量的 小漩涡，使得煤气与空气可以相对长时间充分混合， 有利于燃烧反应的进行． 在炉膛中部小漩涡会逐渐 运动聚集形成大漩涡，使得燃烧时间得到延长，燃烧 反应进行的更完全． 由图 6( b) 可以看出: 产生的烟气通过相邻蓄热 ·114·

增刊1 高金涛等：转底炉分区域供热研究 115· 平面=1.022m ■2600 2400 32 2200 2000 92623 1800 0 1600 1400 1200 1000 800 5 600 温度水 速度m·s 9 图5还原段蓄热式烧嘴水平面的温度场和流场分布图.()温度场：(b)流场 Fig.5 Temperature and velocity distribution maps of the regenerative burner plane in reducing section:(a)temperature field:(b)velocity field 式烧嘴排气口排出.在烧嘴排气口附近的温度明显 部流动，形成旋风区，燃烧产生的烟气大都由烟气出 高于炉膛中部，这主要是由于同一径向相对布置的 口排出：预热段与加热段的助燃风喷嘴处空气流在 排气口工作时，排气口附近形成大量小漩涡，给煤气 炉膛下部流动.C0气流由炉底缓慢上升，受空气流 和空气提供充分燃烧的空间与时间.蓄热式烧嘴的 入射影响逐渐向中心区域移动，遇到炉顶平焰烧嘴 布置一方面能充分利用高温烟气的物理热，另一方 的燃料流形成回流区.此类烧嘴布置方式能实现空 面也能提高煤气燃烧效率. 气流与生产C0气流的充分混合，提高二次燃烧 由图6(c)可以看出：平焰烧嘴处气流在炉膛上 效率 女-73.5 200 温度 0122.5 2000 温度 2200 2000 阻度 220 4317.5 2000 1200 1000 800 00 速度m,少 度 图6各类烧嘴布置处纵切面温度场和速度场分布图 Fig.6 Temperature and velocity distribution maps of the longitudinal section of different types of furnace bumers

增刊 1 高金涛等: 转底炉分区域供热研究 图 5 还原段蓄热式烧嘴水平面的温度场和流场分布图． ( a) 温度场; ( b) 流场 Fig． 5 Temperature and velocity distribution maps of the regenerative burner plane in reducing section: ( a) temperature field; ( b) velocity field 式烧嘴排气口排出． 在烧嘴排气口附近的温度明显 高于炉膛中部，这主要是由于同一径向相对布置的 排气口工作时，排气口附近形成大量小漩涡，给煤气 和空气提供充分燃烧的空间与时间． 蓄热式烧嘴的 布置一方面能充分利用高温烟气的物理热，另一方 面也能提高煤气燃烧效率． 图 6 各类烧嘴布置处纵切面温度场和速度场分布图 Fig． 6 Temperature and velocity distribution maps of the longitudinal section of different types of furnace burners 由图 6( c) 可以看出: 平焰烧嘴处气流在炉膛上 部流动，形成旋风区，燃烧产生的烟气大都由烟气出 口排出; 预热段与加热段的助燃风喷嘴处空气流在 炉膛下部流动． CO 气流由炉底缓慢上升，受空气流 入射影响逐渐向中心区域移动，遇到炉顶平焰烧嘴 的燃料流形成回流区． 此类烧嘴布置方式能实现空 气流与生产 CO 气流的充分混合，提高二次燃烧 效率． ·115·

·116 北京科技大学学报 第36卷 由图6(d)可以看出：蓄热式烧嘴的成对布置应 B]Hillisch W,Zirngast J.Status of FINMET plant operation at BHP 避免燃料入口与抽气口位于同一径向.若抽气口正 DRL.Rev Metall,2001,98(3):20 对着燃料入口抽气，会导致燃料流无法及时有效的 4]Zhu R,Ren J T,Liu G,et al.Development and practice on the rotary hearth furnace ironmaking process.Uni Sci Technol Bei- 完成混合燃烧即被排出.此类烧嘴布置方式不利于 img,2007,29(Suppl1):171 燃料的充分利用，同时未完全反应的燃料亦会导致 (朱荣，任江涛，刘纲，等.转底炉工艺的发展与实践.北京 循环管道的烧损. 科技大学学报，2007,29（增刊1）：171) 5] Heinrich P,Knop K,Madlinger R.Status report and potentials for 4结论 development of HYL-IlI direct reduction technology.Metall Plant Technol,1990,13(2):6 (1)对转底炉直接还原炼铁过程进行系统分 [6]Hofman G E,Harada T.A status report on the Fastmet process 析，建立转底炉治金模型和热模型，共涉及变量83 from the Kakogowa demonstration plant.fronmaking Steelmaking, 个、参数20个，模拟计算结果表明：每生产1t金属 1997(5):51 化球团（金属化率=85%），需铁精粉1213kg D]Preston W.Western Australia's DRI/HBI projects.Steel Times (w(T℉e)=67.4%)、煤粉283kg(固定碳74.2%)、 1mt,1997,21(11):27 [8]Huang B D,Lu W K.Kinetics and mechanisms of reactions in 煤气615kg(热值5.5M/m3),计算误差为1.0%. iron ore/coal composites.IS/J Int,1993,33(10):1055 (2)基于转底炉分区域系统分析，分别进行预 Lu W G.Huang D B.Direct reduction of ore-coal mixtures at 热段、加热段、还原段条件下的热模拟实验研究，确 1300-1500℃.ron Steel,1997,32(z):91 定出不同工况下(nc:no=0.8~1.2)含碳球团于各 (卢维高，黄典冰.矿-煤混合体在1300~1500℃的直接还 段的实时还原进度，并依据含碳球团自还原吸热于 原.钢铁，1997,32（增刊）：91) 热工参数的匹配，确定出各段燃料供应参数为：预热 [10]Dai S H,Liu BC.Zhao QJ,et al.Pelletizing properties of zine- bearing EAF dust.J Mater Metall,2004,3(3):185 段8%、加热段32%~43%、还原段49%~60%. (代书华，刘百臣，赵庆杰，等.含锌电炉粉尘的造球特性. (3)使用luent模拟软件对热模拟实验确定的 材料与治金学报，2004,3(3)：185) 分段热工参数进行验证，结果表明分段热工参数设 [11]Munnix R,Borlee J,Steyle D,et al.Comet:a new coal-based 计合理，能有效实现转底炉的分段职能，同时对各烧 process for the production of DRI.Metall Plant Technol Int, 嘴的布置及燃烧特性进行研究，为转底炉的优化设 1997,20(2):50 [12]Heinrich P,Knop K,Schopen M.Advanced control engineering 计提供基础. in the SICARTSA/Mexico HYL-IlI direct reduction plant.Re- search,Engineering,Manufacturing A,1984(15):34 参考文献 [13]Xu M.Fundamental Research on Coal Hot-ir Rotary Hearth Furnace Process [Dissertation].Beijing:University of Science [YangT.Sun J Q.Market analysis and prospect of DRI in the and Technology Beijing,2006 world.Metall Inf Rev,2006(4):6 (徐萌.转底炉煤基热风熔融炼铁工艺的基础性研究[学位 (杨婷，孙继青.世界直接还原铁市场现状及前景.治金信息 论文].北京：北京科技大学，2006) 导刊，2006(4)：6) [14]Fortini O,Fruehan R.Evaluation of a new process for ironmak- Zhou CD.Blast Furnace Ironmaking Production Technical Manu- ing:a productivity model for the rotary hearth fumnace.Steel Res al.Beijing:Metallurgical Industry Press,2002 1mt,2004,75(10):625 (周传典.高炉炼铁生产技术手册.北京：治金工业出版社， [15]Gao JT,LiS Q,Zhang Y T,et al.Process of re-resourcing of 2002) converter slag.J Iron Steel Res Int,2011,18(12):32

北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 由图 6( d) 可以看出: 蓄热式烧嘴的成对布置应 避免燃料入口与抽气口位于同一径向． 若抽气口正 对着燃料入口抽气，会导致燃料流无法及时有效的 完成混合燃烧即被排出． 此类烧嘴布置方式不利于 燃料的充分利用，同时未完全反应的燃料亦会导致 循环管道的烧损． 4 结论 ( 1) 对转底炉直接还原炼铁过程进行系统分 析，建立转底炉冶金模型和热模型，共涉及变量 83 个、参数 20 个，模拟计算结果表明: 每生产 1 t 金属 化球 团 ( 金 属 化 率 = 85% ) ，需 铁 精 粉 1213 kg ( w( TFe) = 67. 4% ) 、煤粉 283 kg( 固定碳 74. 2% ) 、 煤气 615 kg( 热值 5. 5 MJ/m3 ) ，计算误差为 1. 0% ． ( 2) 基于转底炉分区域系统分析，分别进行预 热段、加热段、还原段条件下的热模拟实验研究，确 定出不同工况下( nC ∶ nO = 0. 8 ～ 1. 2) 含碳球团于各 段的实时还原进度，并依据含碳球团自还原吸热于 热工参数的匹配，确定出各段燃料供应参数为: 预热 段 8% 、加热段 32% ～ 43% 、还原段 49% ～ 60% ． ( 3) 使用 Fluent 模拟软件对热模拟实验确定的 分段热工参数进行验证，结果表明分段热工参数设 计合理，能有效实现转底炉的分段职能，同时对各烧 嘴的布置及燃烧特性进行研究，为转底炉的优化设 计提供基础． 参 考 文 献 ［1］ Yang T，Sun J Q． Market analysis and prospect of DＲI in the world． Metall Inf Ｒev，2006( 4) : 6 ( 杨婷，孙继青． 世界直接还原铁市场现状及前景． 冶金信息 导刊，2006( 4) : 6) ［2］ Zhou C D． Blast Furnace Ironmaking Production Technical Manu￾al． Beijing: Metallurgical Industry Press，2002 ( 周传典． 高炉炼铁生产技术手册． 北京: 冶金工业出版社， 2002) ［3］ Hillisch W，Zirngast J． Status of FINMET plant operation at BHP DＲI． Ｒev Métall，2001，98( 3) : 20 ［4］ Zhu Ｒ，Ｒen J T，Liu G，et al． Development and practice on the rotary hearth furnace ironmaking process． J Univ Sci Technol Bei￾jing，2007，29( Suppl 1) : 171 ( 朱荣，任江涛，刘纲，等． 转底炉工艺的发展与实践． 北京 科技大学学报，2007，29( 增刊 1) : 171) ［5］ Heinrich P，Knop K，Madlinger Ｒ． Status report and potentials for development of HYL-Ⅲ direct reduction technology． Metall Plant Technol，1990，13( 2) : 6 ［6］ Hofman G E，Harada T． A status report on the Fastmet process from the Kakogowa demonstration plant． Ironmaking Steelmaking， 1997( 5) : 51 ［7］ Preston W． Western Australia's DＲI/HBI projects． Steel Times Int，1997，21( 11) : 27 ［8］ Huang B D，Lu W K． Kinetics and mechanisms of reactions in iron ore /coal composites． ISIJ Int，1993，33( 10) : 1055 ［9］ Lu W G，Huang D B． Direct reduction of ore-coal mixtures at 1300 － 1500 ℃ ． Iron Steel，1997，32( z) : 91 ( 卢维高，黄典冰． 矿--煤混合体在 1300 ～ 1500 ℃ 的直接还 原． 钢铁，1997，32( 增刊) : 91) ［10］ Dai S H，Liu B C，Zhao Q J，et al． Pelletizing properties of zinc￾bearing EAF dust． J Mater Metall，2004，3( 3) : 185 ( 代书华，刘百臣，赵庆杰，等． 含锌电炉粉尘的造球特性． 材料与冶金学报，2004，3( 3) : 185) ［11］ Munnix Ｒ，Borlee J，Steyle D，et al． Comet: a new coal-based process for the production of DＲI． Metall Plant Technol Int， 1997，20( 2) : 50 ［12］ Heinrich P，Knop K，Schopen M． Advanced control engineering in the SICAＲTSA/Mexico HYL-Ⅲ direct reduction plant． Ｒe￾search，Engineering，Manufacturing A，1984( 15) : 34 ［13］ Xu M． Fundamental Ｒesearch on Coal Hot-Air Ｒotary Hearth Furnace Process ［Dissertation］． Beijing: University of Science and Technology Beijing，2006 ( 徐萌． 转底炉煤基热风熔融炼铁工艺的基础性研究［学位 论文］． 北京: 北京科技大学，2006) ［14］ Fortini O，Fruehan Ｒ． Evaluation of a new process for ironmak￾ing: a productivity model for the rotary hearth furnace． Steel Ｒes Int，2004，75( 10) : 625 ［15］ Gao J T，Li S Q，Zhang Y T，et al． Process of re-resourcing of converter slag． J Iron Steel Ｒes Int，2011，18( 12) : 32 ·116·