·1062 工程科学学报，第40卷，第9期 420 素入炉负荷对焦比的影响程度（即曲线的斜率） 一K Na 480 400 Zn —K 460 Na Zn 380 440 /H 420 360 400 340 360 320 0 2040608010020 有害元素循环富集倍数 320 图5不同有害元素循环富集倍数对焦比的影响 有害元素人炉负荷低g1 Fig.5 Effect of harmful elements accumulation times on coke ratio 图7不同有害元素入炉负荷对焦比的影响 用曲线的斜率表示.表7列出了不同有害元素循环 Fig.7 Effect of harmful elements loads on coke ratio 富集倍数对焦比的影响程度（即曲线的斜率） 表8不同有害元素入炉负荷对焦比的影响 表7不同有害元素循环富集倍数对焦比的影响程度 Table 8 Effect of harmful elements loads on coke ratio Table 7 Effect of harmful elements accumulation times on coke ratio K20 Na20 Zn K20 Na2O Zn 11.5 19 30.2 0.37 0.62 0.16 根据上述讨论可以计算出高炉中有害元素对焦 3.2有害元素入炉负荷的影响 比的影响程度.不同有害元素入炉负荷和富集循环 有害元素入炉负荷对煤气利用率和高温区其他 倍数对焦比的影响可由下式计算. 有效热量消耗的影响如图6所示.随着有害元素入 AK =0.23Xx Yk +0.38XYN.+0.37XYz (19) 炉负荷的增大，煤气利用率下降，高温区其他有效热 此外，K、Na等有害元素会与焦炭反应，破坏焦 量增加.对于不同有害元素，在同一入炉负荷条件 炭结构，催化焦炭气化反应，引起焦比升高.许 下，Z对煤气利用率和高温区其他有效热量消耗的 多研究表明，K对焦炭的劣化程度明显高于Na和 影响程度要大于Na和K. Z,从对焦炭劣化程度考虑，K在高炉内的循环富集 100 对焦比的影响程度更大 3.3有害元素循环富集倍数的预测 Na n 前文计算结果显示了焦比与有害元素入炉负荷 50 80三 和循环富集倍数存在定量的关系，因此可以利用焦 比和有害元素入炉负荷来确定其循环富集倍数 45 60年 表9列出了该高炉有害元素入炉负荷及焦比变化 50 情况. 40 将表中数据带入式(19)进行非线性回归分析， 15 30 得到Yk=33,YN=44,Yzm=62.图8显示了实际结 0 有害元素入炉负荷伙g) 果与曲线拟合结果的对比情况.从图中可以看出， 图6不同有害元素入炉负荷对煤气利用率和高温区其他有效 拟合结果与实际结果可以很好的吻合.高炉解剖实 耗热的影响 验表明s-a,K、Na在高炉内的循环富集倍数在 Fig.6 Effect of harmful elements loads on gas utilization and heat 40~50倍，Z的循环富集倍数可达80倍，而通过模 consumption 型计算得到的循环富集倍数小于高炉解剖实验结 图7显示了不同有害元素入炉负荷对焦比的影 果.这是由于高炉解剖实验得到的有害元素循环富 响。从图中可以看出，有害元素入炉负荷与焦比有 集倍数具有区域性，而计算过程中采用的是高炉内 良好的线性关系.不同有害元素入炉负荷对焦比影 有害元素循环富集倍数的平均值.因此，计算结果 响程度的强弱顺序为：Zm>Na>K.表8为不同有害元 可以很好的反映高炉内有害元素的循环富集倍数工程科学学报，第 40 卷，第 9 期 图 5 不同有害元素循环富集倍数对焦比的影响 Fig． 5 Effect of harmful elements accumulation times on coke ratio 用曲线的斜率表示． 表 7 列出了不同有害元素循环 富集倍数对焦比的影响程度( 即曲线的斜率) ． 表 7 不同有害元素循环富集倍数对焦比的影响程度 Table 7 Effect of harmful elements accumulation times on coke ratio K2O Na2O Zn 0. 37 0. 62 0. 16 3. 2 有害元素入炉负荷的影响 有害元素入炉负荷对煤气利用率和高温区其他 有效热量消耗的影响如图 6 所示． 随着有害元素入 炉负荷的增大，煤气利用率下降，高温区其他有效热 量增加． 对于不同有害元素，在同一入炉负荷条件 下，Zn 对煤气利用率和高温区其他有效热量消耗的 影响程度要大于 Na 和 K． 图 6 不同有害元素入炉负荷对煤气利用率和高温区其他有效 耗热的影响 Fig． 6 Effect of harmful elements loads on gas utilization and heat consumption 图 7 显示了不同有害元素入炉负荷对焦比的影 响． 从图中可以看出，有害元素入炉负荷与焦比有 良好的线性关系． 不同有害元素入炉负荷对焦比影 响程度的强弱顺序为: Zn ＞ Na ＞ K． 表 8 为不同有害元 素入炉负荷对焦比的影响程度( 即曲线的斜率) ． 图 7 不同有害元素入炉负荷对焦比的影响 Fig． 7 Effect of harmful elements loads on coke ratio 表 8 不同有害元素入炉负荷对焦比的影响 Table 8 Effect of harmful elements loads on coke ratio K2O Na2O Zn 11. 5 19 30. 2 根据上述讨论可以计算出高炉中有害元素对焦 比的影响程度． 不同有害元素入炉负荷和富集循环 倍数对焦比的影响可由下式计算． ΔK = 0. 23XKYK + 0. 38XNaYNa + 0. 37XZnYZn ( 19) 此外，K、Na 等有害元素会与焦炭反应，破坏焦 炭结构，催化焦炭气化反应，引起焦比升高［8，14］． 许 多研究表明，K 对焦炭的劣化程度明显高于 Na 和 Zn，从对焦炭劣化程度考虑，K 在高炉内的循环富集 对焦比的影响程度更大． 3. 3 有害元素循环富集倍数的预测 前文计算结果显示了焦比与有害元素入炉负荷 和循环富集倍数存在定量的关系，因此可以利用焦 比和有害元素入炉负荷来确定其循环富集倍数． 表 9 列出了该高炉有害元素入炉负荷及焦比变化 情况． 将表中数据带入式( 19) 进行非线性回归分析， 得到 YK = 33，YNa = 44，YZn = 62． 图 8 显示了实际结 果与曲线拟合结果的对比情况． 从图中可以看出， 拟合结果与实际结果可以很好的吻合． 高炉解剖实 验表明［15--16］，K、Na 在高炉内的循环富集倍数在 40 ～ 50 倍，Zn 的循环富集倍数可达 80 倍，而通过模 型计算得到的循环富集倍数小于高炉解剖实验结 果． 这是由于高炉解剖实验得到的有害元素循环富 集倍数具有区域性，而计算过程中采用的是高炉内 有害元素循环富集倍数的平均值． 因此，计算结果 可以很好的反映高炉内有害元素的循环富集倍数． · 2601 ·