Research on relationship between charging principle and hearth activity of blast furnace (BF)

Investigación sobre la relación entre el principio de carga y la actividad del hogar del alto horno (BF)

En esta investigación se ha aclarado la relación entre el principio de carga y la actividad del hogar del alto horno. El espacio vacío y el diámetro del coque en el hombre muerto, que están relacionados con el principio de carga, son dos factores fundamentales para la actividad del hogar. La simulación analógica mediante el método de elementos discretos (DEM) ilustra que tanto la carga central como la no central del coque dan lugar a una estructura estratificada del coque y el mineral en el centro del alto horno. Se sugiere utilizar la carga de coque no central para promover el flujo de gas central si la calidad de las materias primas cumple los requisitos correspondientes. Para la BF con materias primas pobres, es razonable emplear la carga de coque central para mantener la estabilidad a largo plazo de la producción.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, la industria siderúrgica de China se ha desarrollado rápidamente, y los principales índices técnicos y económicos de algunos hornos de fusión, como los de Baosteel y Shougang, se han situado en el nivel avanzado mundial [1]. Para formar principios de funcionamiento adaptables y razonables, es necesario tener una visión profunda del problema central de la producción de BF: la actividad del hogar [2]. En las últimas décadas, se han realizado una serie de experimentos a escala reducida para explorar la peculiaridad de la distribución de la carga [3]. El método basado en mecanismos, en el que la carga se trata como un elemento móvil discreto o como un medio de flujo continuo, es otra forma de modelizar la distribución de la carga en el alto horno [4]. Sin embargo, la descripción precisa de la distribución de la carga sigue siendo un gran reto para los métodos anteriores debido a la complejidad de este proceso, como la formación de la capa mixta y el colapso del coque.

En este trabajo, proponemos una estrategia para la formulación y optimización del esquema de carga del coque basada en el análisis de los resultados estadísticos derivados de los hornos de fusión en China. La relación entre estos factores y los modos de carga se aclararon mediante la simulación DEM y el análisis del mecanismo de movimiento de las partículas en la capa superficial.

ANÁLISIS TEÓRICO

El coeficiente de resistencia al flujo del líquido, fL , puede describirse cuantitativamente mediante la Ec. (1) [5].

​$ƒ_L =180× frac{(1-ε)^2}{ε^3} × frac{1}{φ^2 d^2} × frac{μ}{ρ} × frac{upsilon_0}{g} × (frac{D}{H})^2$  (1)