。336 北京科技大学学报 第33卷 (开始 (初始条件) 原燃料成分 燃料 (区域1) (区域2 (区域3) 高温区 固体炉料区 煤气加热区 (约束条件) (约束条件) (约束条件) 物理约束条件 物理约束条件 物理约東条件 温度：渣铁温度，炉缸煤气温度 温度：炉顶煤气温度，循环煤气温度 温度：煤气加热温度 热量：炉缸热损失 炉身炉料温度 热量：炉顶煤气热值，热量转换效率 碱度：炉查碱度 热量：炉身热损失 煤气量：炉顶煤气量，循环煤气量 化学约束条件 化学约束条件 加热耗用煤气量 热力学约束： 热方学约束： 化学约束条件 H,0+(C=H,+C0 Fe0+CO=Fe+CO g人=69517.39g g人=885-1.0s T T C0.+C=2C0 FeO+H,=Fe+H.O g人=8608.931 e人-%045 动力学约束： 动力学约束： V.=M. =W 结宋 图2氧气高炉数学模型计算流程图 Fg2 Fbw chan of calculatin for hema thematicalmolel of an cxygen blast fumace 表1原料成分（质量分数） Table 1 Chemical cmposition of raw ma eral % 名称 F303 FO FeO sQ Cao M A!9 MnO 烧结矿 50.50 2952 5.08 9.20 3.13 126 034 0055 球团矿 8839 1.04 7.45 1.12 1.10 一 0005 表2燃料成分（质量分数） Tab le2 Chemical compositon of fuel % 挥发分 灰分 名称 C C02 CO H Q y SQ Cao M8 A19 今有机 焦炭 857604340459 007400500223 6355 036 0508 5.084 0057 0009 058 煤粉 70825.1645125291039472012450004500360 3.6000041 0006 056 表3铁水成分质量分数) 小，炉缸产生煤气带入固体炉料区热量充沛，热收入 Table3 Chem ical oomposition ofmolten iron % 大于热支出.当金属化率为90%的时候，高温区热 Fe C Si Mn 负荷小，在满足全炉热平衡的时候，高温区热收入大 9421 440 1.00 032 005 002 于热支出：而固体炉料区热负荷大，炉缸产生煤气量 不足，导致炉身热收入小于热支出，不能实现平衡. 由图3和图4可知，两种金属化率条件下，根据 由此可见，采用全炉热平衡建立的数学模型，不能反 给定的假设条件，在全炉热平衡满足热量平衡时，区 映各区域热量的平衡情况即使全炉热平衡满足，但 域热平衡却不满足.当金属化率为65%的时候，高 区域热平衡不一定满足.实际生产中，区域热平衡 温区热负荷大，虽然全炉热平衡满足，但高温区热收 更有意义，因为它能够反映热量在不同区域的利用 入小于热支出，不能实现平衡：而固体炉料区热负荷 价值，弥补全炉热平衡的不足，如果任意一个区域热北 京 科 技 大 学 学 报 第 33卷 图 2 氧气高炉数学模型计算流程图 Fig.2 Flowchartofcalculationforthemathematicalmodelofanoxygenblastfurnace 表 1 原料成分(质量分数) Table1 Chemicalcompositionofrawmaterial % 名称 Fe2O3 Fe3O4 FeO SiO2 CaO MgO Al2 O3 MnO S 烧结矿 50.50 29.52 — 5.08 9.20 3.13 1.26 0.34 0.055 球团矿 88.39 — 1.04 7.45 1.12 1.10 — — 0.005 表 2 燃料成分(质量分数) Table2 Chemicalcompositionoffuel % 名称 C 挥发分 灰分 CO2 CO H2 CH4 N2 SiO2 CaO MgO Al2 O3 S P S有机 焦炭 85.76 0.434 0.459 0.074 0.050 0.223 6.355 0.636 0.508 5.084 0.057 0.009 0.58 煤粉 70.82 5.164 5.125 2.910 3.947 2.012 4.500 0.450 0.360 3.600 0.041 0.006 0.56 表 3 铁水成分(质量分数) Table3 Chemicalcompositionofmolteniron % Fe C Si Mn P S 94.21 4.40 1.00 0.32 0.05 0.02 由图 3和图 4可知 ,两种金属化率条件下, 根据 给定的假设条件 ,在全炉热平衡满足热量平衡时,区 域热平衡却不满足.当金属化率为 65%的时候 ,高 温区热负荷大,虽然全炉热平衡满足 ,但高温区热收 入小于热支出,不能实现平衡;而固体炉料区热负荷 小, 炉缸产生煤气带入固体炉料区热量充沛 ,热收入 大于热支出.当金属化率为 90%的时候 ,高温区热 负荷小,在满足全炉热平衡的时候 ,高温区热收入大 于热支出 ;而固体炉料区热负荷大 ,炉缸产生煤气量 不足 ,导致炉身热收入小于热支出 ,不能实现平衡. 由此可见 ,采用全炉热平衡建立的数学模型 ,不能反 映各区域热量的平衡情况,即使全炉热平衡满足 ,但 区域热平衡不一定满足 .实际生产中, 区域热平衡 更有意义 ,因为它能够反映热量在不同区域的利用 价值 ,弥补全炉热平衡的不足 ,如果任意一个区域热 · 336·