[发明专利]一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法

权利要求书

1.一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.建立两步式高炉模型，并设定边界条件；

S2.根据高炉生产数据，计算各输入元素的质量，并将各输入元素的质量及步骤S1中的边界条件导入FactSage数据库；

S3.FactSage数据库计算得到高炉生产输出数据，并进行迭代运算直至达到迭代终止条件，得到各迭代次数下的碱金属含量，作为输出结果输出；

S4.根据步骤S3中的输出结果，采用绘图软件绘制出碱金属含量与对应的迭代次数的关系图；

S5.选择5-10组高炉实际生产数据，重复步骤S1-S4，分别得到高炉内各组生产数据对应的碱金属元素富集量，根据各组高炉碱金属元素富集量，通过线性拟合，得到碱金属元素富集量与入炉碱负荷的关系式。

2.根据权利要求1所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，步骤S1中，所述两步式高炉模型，包括炉缸反应区和炉身低温区两个部分；所述边界条件包括炉缸反应区和炉身低温区的温度及压强。

3.根据权利要求2所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，所述高炉模型包括新进炉料(1)、炉料及冷凝相(2)、喷吹煤粉(3)、预热鼓风(4)、渣(5)、铁(6)、炉腹煤气(7)及炉顶煤气和粉尘(8)。

4.根据权利要求2所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，所述炉缸反应区温度范围为1520～1580℃，压强为1.5～2.5atm；炉身低温区的温度为300～400℃，压强为0.9～1.2atm。

5.根据权利要求1所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述高炉生产数据包括新进炉料(1)和喷吹煤粉(3)的质量及所含各化合物的质量、鼓风量和富氧率；各输入元素包括Fe、Si、Ca、Mg、Al、Na、K、O、C、N，各元素质量通过将各化合物中所含元素质量折算得到，单位为kg/tHM；FactSage数据库包括FactPS数据库、FToxid数据库和FSstel数据库。

6.根据权利要求1所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，步骤S3中，所述输出数据包括渣(5)、铁(6)、炉料及冷凝相(2)、炉顶煤气和粉尘(8)及炉腹煤气(7)中的元素含量；所述迭代终止条件为碱金属收入项与支出项数值相等；所述碱金属含量为各支出项中碱金属含量。

7.根据权利要求6所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，所述碱金属收入项包括新进炉料(1)和喷吹煤粉(3)中的碱金属含量，支出项包括渣(5)、铁(6)及炉顶煤气和粉尘(8)中的碱金属含量。

8.根据权利要求6所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，所述步骤S3中，迭代运算具体步骤为：

S31.FactSage中的Equilib模块，选择FactPS、FToxid和FSstel数据库，并根据步骤S2中输入的各元素的质量及炉缸反应区边界条件，计算高炉生产的渣(5)、铁(6)和炉腹煤气(7)中的元素含量；

其中，渣(5)和铁(6)离开高炉，炉腹煤气(7)参与循环；

S32.将步骤S31中计算的炉腹煤气(7)中各元素含量分别加上新进炉料(1)中各元素含量，选取FactPS和FToxid数据库，根据炉身低温区边界条件，计算炉料及冷凝相(2)、炉顶煤气和粉尘(8)中各元素含量；

S33.将炉料及冷凝相(2)和预热鼓风(4)中各元素含量之和作为输入的各元素质量，依次重复步骤S31及S32，进行迭代运算直至达到迭代终止条件。

9.根据权利要求1所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，步骤S5中，所述碱金属元素富集量为迭代终止时炉腹煤气(7)中的碱金属含量；碱金属元素富集量与入炉碱负荷关系式是通过Excel或Origin绘制散点图，然后通过线性拟合得到。

10.根据权利要求1所述的一种高炉内碱金属元素富集量的计算方法，其特征在于，根据步骤S1-S5所述的方法，还可以计算出高炉内Zn和Pb的富集量。