本論文根據高爐運行時的速率方程和控制方程建立高爐噴吹氫氣的一維動力學模型,模擬氫氣噴吹對冶煉狀態的影響並利用高爐實際運行數據進行驗證,得到噴吹不同氫氣量時高爐熱儲備區變化情況以及對間接還原度的影響。
研究結果顯示,隨著氫氣噴吹量的增加,熱儲備區平均溫度由不噴吹時的1052K提高至噴吹100m3/t氫氣時的1253K,上邊緣向下移動0.1m,下邊緣向下移動1.5m,高度增加1.4m。爐內整體間接還原度有所提升,鐵礦石的間接還原度從60.68%增加到70.65%。
動力學模型與能質平衡模型的計算結果非常吻合,增加氫氣噴吹量利於間接還原發生,整體上還原速率不斷加快,有助於進一步降低高溫區直接還原耗碳。