王一杰等：基于里斯特操作线解析有害元素对高炉焦比的影响 ·1061· 表3铁水成分（质量分数） n(ONn(Fe) Table 3 Composition of hot metal Fe Si Mn P 铁水温度/℃ 94.514.550.600.190.130.02 1507 表4炉渣成分（质量分数） Table 4 Composition of slag 会 n(OVn(C) Si02 Ca0 Mg0A山，OFe0碱度，R,渣量g 35.0339.21 7.96 14.220.321.12359 表5高炉炉顶煤气成分（体积分数） Table 5 Composition of top gas % CO C02 煤气利用率 图3有害元素对里斯特操作线的影响 24.94 20.44 45.04 Fig.3 Effect of harmful elements on Rist operating diagram 表6有害元素入炉负荷 利用率和高温区其他有效耗热的影响.从图中可以 Table 6 Harmful element loads kg.t-1 看出，随着循环富集倍数的增加，煤气利用率降低， K20 Na2O Zn 高温区其他有效耗热增加.有害元素循环富集倍数 1.63 1.65 0.44 的增加，使得更多的有害元素在高炉内循环，通过化 学反应使高炉下部的C0转移到高炉上部，同时吸 由有害元素在高炉内的循环富集行为可知，有 收大量的热量，导致煤气利用率降低，高温区其他有 害元素在高炉内“还原一氧化一再还原”的循环过 效耗热增加.对于不同有害元素，循环富集倍数对 程会将高温区的C0转移到低温区，降低煤气利用 煤气利用率和高温区其他有效耗热的影响程度不 率，同时消耗了高温区大量热量，使得里斯特操作线 同.在循环富集倍数相同的情况下，Na对煤气利用 上x值减小，Q值增加.图3显示了有害元素对里 率和高温区其他有效耗热的影响最大，其次是K,Z 斯特操作线的影响.线段AE表示当前条件下的里 的影响最小 斯特操作线，线段AE‘表示不受有害元素影响的里 10 斯特操作线.从图中可以看出，受到有害元素影响 54 后，操作线上A点向左移动，P‘点向下移动，从而使 60 操作线斜率增大，焦比升高.通过下式可以计算出， 在没有有害元素进入高炉的情况下，A点和P点的 50 位置变化 948 七4s(0) 2V(C02)+V(C0)- XxYwV. 装 n(C= V(CO2)+V(CO) 35 (17) 42L 20406080100120 30 有害元素循环富集倍数 Xu'YM'△H明/Mu 0+ 图4不同有害元素循环富集倍数对煤气利用率和高温区其他 1000eFe]/56 Ye=Y+xp (18) 有效耗热的影响 9a Fig.4 Effect of harmful elements accumulation times on gas utiliza- 式中，Xu表示有害元素M入炉负荷，Y表示有害元 tion and heat consumption 素M循环富集倍数，Vm为气体摩尔常数，△H表示 有害元素M还原反应的焓变，M,表示元素M的摩 图5为有害元素循环富集倍数对焦比的影响 尔质量，V(C02)、V(C0)表示炉顶煤气中C02、C0 随着循环富集倍数的增加，焦比呈近似线性增加. 的体积. 从图中可以看出，不同有害元素富集循环倍数对焦 3.1有害元素循环富集倍数的影响 比的影响程度不同，循环富集倍数对焦比的影响程 有害元素在高炉内循环富集，存在一定的循环 度的强弱顺序为：Na>K>Zn. 富集倍数.图4表示有害元素循环富集倍数对煤气 有害元素循环富集倍数对焦比的影响程度可以王一杰等: 基于里斯特操作线解析有害元素对高炉焦比的影响 表 3 铁水成分( 质量分数) Table 3 Composition of hot metal % Fe C Si Mn P S 铁水温度/℃ 94. 51 4. 55 0. 60 0. 19 0. 13 0. 02 1507 表 4 炉渣成分( 质量分数) Table 4 Composition of slag % SiO2 CaO MgO Al2O3 FeO 碱度，Ｒ2 渣量/ kg 35. 03 39. 21 7. 96 14. 22 0. 32 1. 12 359 表 5 高炉炉顶煤气成分( 体积分数) Table 5 Composition of top gas % CO CO2 煤气利用率 24. 94 20. 44 45. 04 表 6 有害元素入炉负荷 Table 6 Harmful element loads kg·t － 1 K2O Na2O Zn 1. 63 1. 65 0. 44 由有害元素在高炉内的循环富集行为可知，有 害元素在高炉内“还原—氧化—再还原”的循环过 程会将高温区的 CO 转移到低温区，降低煤气利用 率，同时消耗了高温区大量热量，使得里斯特操作线 上 xg值减小，Q 值增加． 图 3 显示了有害元素对里 斯特操作线的影响． 线段 AE 表示当前条件下的里 斯特操作线，线段 A'E'表示不受有害元素影响的里 斯特操作线． 从图中可以看出，受到有害元素影响 后，操作线上 A'点向左移动，P'点向下移动，从而使 操作线斜率增大，焦比升高． 通过下式可以计算出， 在没有有害元素进入高炉的情况下，A 点和 P 点的 位置变化． xA' = n( O) n( C) = 2V( CO2 ) + V( CO) － XM YM MM Vm V( CO2 ) + V( CO) ( 17) yP' = yf + xP ( Q + XM·YM·ΔH M /MM 1000w［Fe］/56 qd － yf ) ( 18) 式中，XM表示有害元素 M 入炉负荷，YM表示有害元 素 M 循环富集倍数，Vm为气体摩尔常数，ΔH M 表示 有害元素 M 还原反应的焓变，MM表示元素 M 的摩 尔质量，V( CO2 ) 、V( CO) 表示炉顶煤气中 CO2、CO 的体积． 3. 1 有害元素循环富集倍数的影响 有害元素在高炉内循环富集，存在一定的循环 富集倍数． 图 4 表示有害元素循环富集倍数对煤气 图 3 有害元素对里斯特操作线的影响 Fig． 3 Effect of harmful elements on Ｒist operating diagram 利用率和高温区其他有效耗热的影响． 从图中可以 看出，随着循环富集倍数的增加，煤气利用率降低， 高温区其他有效耗热增加． 有害元素循环富集倍数 的增加，使得更多的有害元素在高炉内循环，通过化 学反应使高炉下部的 CO 转移到高炉上部，同时吸 收大量的热量，导致煤气利用率降低，高温区其他有 效耗热增加． 对于不同有害元素，循环富集倍数对 煤气利用率和高温区其他有效耗热的影响程度不 同． 在循环富集倍数相同的情况下，Na 对煤气利用 率和高温区其他有效耗热的影响最大，其次是 K，Zn 的影响最小． 图 4 不同有害元素循环富集倍数对煤气利用率和高温区其他 有效耗热的影响 Fig． 4 Effect of harmful elements accumulation times on gas utiliza￾tion and heat consumption 图 5 为有害元素循环富集倍数对焦比的影响． 随着循环富集倍数的增加，焦比呈近似线性增加． 从图中可以看出，不同有害元素富集循环倍数对焦 比的影响程度不同，循环富集倍数对焦比的影响程 度的强弱顺序为: Na ＞ K ＞ Zn． 有害元素循环富集倍数对焦比的影响程度可以 · 1601 ·