氢基竖炉还原气源从焦炉煤气向绿色H2过渡的数值模拟研究及其对电弧炉冶炼能效的影响

为应对日益严格的气候政策，来自某研究团队通过数值模拟研究了氢基竖炉在还原气从焦炉煤气(COG)向绿色H2过渡过程中的运行状态变化。结果表明：H2比例上升会减少吸热反应，提升金属化率但显著降低碳含量，同时炉顶压力增加可改善粉末夹带问题，对电弧炉(EAF)能耗与生产效率具有重要指导意义。

　　

针对全球气候政策日趋严格的背景，钢铁生产正朝着无化石燃料方向转型，氢基竖炉工艺也不例外。目前作为主要气源的天然气和焦炉煤气(COG)未来必将被绿色氢气(H₂)取代。本研究通过数值模拟方法，分析了在COG与H₂混合比例变化及炉顶压力调整条件下，氢基竖炉生产状态的动态响应。研究发现：随着H₂比例提高，吸热反应减弱，导致还原带上部温度降低而其他区域温度上升，这一变化显著提高了金属化率，却大幅降低了碳含量。这些改变对后续电弧炉（EAF）工艺的能耗控制和生产节奏具有重要影响。此外，提高炉顶压力不仅可提升金属化率和碳含量，还能减小气流携带的细粉颗粒直径，从而提高原料利用率。