赵昕力， 秦 勤， 于庆波， 李 钰

（1. 东北大学 冶金学院， 沈阳 110819； 2. 中冶赛迪技术研究中心有限公司 热工环保技术研究所， 重庆 401120）

转底炉工艺是一种煤基快速直接还原技术，铁矿粉经配料、制球和干燥后进入转底炉中，在1 350 ℃左右的炉膛温度下被还原，生产优质海绵铁.转底炉工艺具有原料适应性强、运行成本低、固定投资低、设备运行稳定等特点［1］，目前广泛应用于各大钢铁企业的冶金尘泥处理［2-3］，但在运行过程中发现该工艺仍有产品质量较差、热效率较低等缺陷［4］.

本文中对我国某钢铁厂转底炉系统进行了全面的测试，并对该系统进行分析.在了解转底炉系统的工艺流程、设备情况、生产结构后，根据系统内各个工序物质流和能量流的实际生产数据，建立了整个系统的物流-火流的能量分析模型，揭示和评价各工序及整个系统的能量分布和利用状况，指出转底炉系统节能的关键环节，并提出改进措施，为转底炉系统的节能降耗、降低生产成本提供理论指导.

1 研究方法

图1 转底炉处理冶金含铁尘泥系统流程图Fig.1 Flow chart of rotary hearth furnace process

表1 为转底炉系统各工序物质平衡表，表中物质的数量单位以每吨直接还原铁为标准.

表1 转底炉各工序物质平衡表Table 1 Material balance of the RHF system t

续表1

以物质平衡为基础，通过式（1）～（5）计算转底炉系统输入和输出的值大小，通过式（6）～（8）计算并加和得到转底炉系统生产每吨直接还原铁所产生的损失为19 443.23 MJ／t，进而可知系统流的大小和去向，如图2 所示.将计算得到的值带入式（9）～（10），即可得到本文所研究的工况下转底炉系统内部损系数为61.75%，外部损系为15.25%，效率为23%.

图2 转底炉系统流图（MJ/t）Fig.2 Exergy flow diagram of RHF system

图3 转底炉系统各工序评价指标Fig.3 Exergy⁃evaluation index of the RHF system

图4 转底炉系统各工序内部损失Fig.4 Internal exergy loss in each process of the RHF system

图5 转底炉系统各工序外部损失Fig.5 External exergy loss in each process of the RHF system

3 结 论

（2）转底炉系统各工序影响因子由大到小依次为还原工序、冷却工序、余热回收工序、热风预热工序、造球干燥工序，它们对系统总效率的影响逐次降低；文中依次分析了各工序损失的原因并提出相应的节能措施.

（3）横向对比了转底炉系统各工序的评价指标，结果表明还原工序的能量利用率较低，损系数最大，对系统效率影响最大，是整个转底炉系统节能的关键环节.