·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·