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徐震，潘玉柱，王彬旭，王静松，薛庆国
（北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083）
摘 要：高炉内软熔带区域的透气性是影响高炉稳定顺行的重要因素，并由炉料的软化融化特性决定。当炉料内部发生软化融化时，炉料内对气体的粘性阻力系数及内部惯性阻力系数发生巨大变化，从而导致透气性变差，内部最大压差增大。本研究旨在通过预还原实验及软化融化实验，探明混合料的还原度对软熔带的透气性影响。结果表明院在不同软融阶段，同一还原度混合料层的最大压差明显不同，当料层温度进入融化区时，粘性阻力系数突增导致压差突然上升。由于惯性阻力系数的变化，压差曲线在达到融化温度之后还会继续发生波动。还原度较低时会出现二次压差峰值，随着还原度增加，二次峰值现象减弱。当还原度达到 90%时，二次峰值消失，最大压差曲线在融化开始温度后逐步下降。试验结果对提高软熔带透气性，保证高炉内部稳定顺行具有重要的指导意义。
关键词：高炉；软熔带；还原度；透气性
0 引 言
钢铁冶金行业一直是工业生产中的排放、耗能大户，占工业一次能源消耗总量的 16%左右，而高炉炼铁占整个钢铁冶金流程能耗的 70%[1-5]。随着温室效应的加剧与能源供给压力的增大，钢铁冶金行业高能耗与高排放已经成为限制行业发展的重要因素，节能减排迫在眉睫。传统高炉在经历近现代的发展之后，无论是能量利用还是污染排放都已接近极限，发展完善突破性的冶金技术才能进一步的节能减排。氧气高炉技术是近年来出现的最有可能代替传统高炉的技术，在国内外的多个试验中相比于传统高炉优势明显，碳消耗降低 20%以上，CO2 减排 70%以上[6，7]。 此前已有众多学者对氧气高炉的操作工艺进行过研究，研究了高炉高富氧炼铁、富氧鼓风结合PIC[8-17]、热还原注气[18]和冶金炉料利用[19，20]等多种低碳操作。但是软熔带的透气性作为影响高炉内部压差保证高炉稳定顺行的重要因素却缺乏研究，软熔带透气性的变化原因也缺乏系统解释。因此，文中将通过预还原实验及软融实验，研究在氧气高炉生产煤化工合成气的新工艺条件下，在不同软融阶段，含铁炉料的还原度对透气性的影响，从而为氧气高炉的应用提供理论指导。 1 实验部分
1.1 预还原实验
实验所用综合炉料的总质量为 （200±0.1） g，结构为 62%的烧结矿、5%的球团矿和 33%的块矿，碱度 R=1.33，炉料粒度为 10~12.5 mm。 预还原实验中袁综合炉料的还原度分别设定为 60%、70%、80%和 90%，通过静态还原实验将综合炉料还原到预设的还原度，作为后续软熔实验的原料。预还原实验的还原度计算以三价铁状态为基准，在不同还原度下，通过公式分别计算静态还原实验中综合炉料的失重量，从而确定预还原实验的终点袁计算结果如表 2 所示。
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