近年來，煉鐵行業(yè)面臨的資源、環(huán)境、市場等壓力日益增大，原燃料總體質(zhì)量下降，而高爐大型化對原料水平要求較高，對精料水平提出了挑戰(zhàn)；與此同時(shí)，全球變暖及國內(nèi)生態(tài)環(huán)境急劇惡化逐漸成為制約鋼鐵工業(yè)發(fā)展的外部瓶頸，而當(dāng)前下游鋼鐵產(chǎn)品市場低迷也進(jìn)一步要求低成本冶煉生產(chǎn)，這些因素都對高爐操作水平提出了更高的要求。
科研工作者針對當(dāng)前常見的中心加焦裝料過程，建立了布料過程中螺旋布料時(shí)溜槽內(nèi)爐料顆粒復(fù)合運(yùn)動(dòng)的三維數(shù)學(xué)模型，并建立了爐料顆粒在空區(qū)內(nèi)下落過程數(shù)學(xué)模型和在爐內(nèi)堆積所形成料面形狀及其徑向礦焦比分布數(shù)學(xué)模型。通過將模型預(yù)測料面形狀與高爐開爐實(shí)測料面形狀進(jìn)行對比，證明了模型的有效性。基于實(shí)際高爐參數(shù)，計(jì)算了13°完全中心加焦和20°小角度中心加焦時(shí)爐料落點(diǎn)分布和徑向礦焦比分布。
結(jié)果表明，由于中心加焦過程中部分爐料會(huì)分布在中間環(huán)帶，使得實(shí)際中心加焦量減少，兩者有效的中心加焦率分別為49.4%和70.4%，且在前者模式下形成了直徑約為1.2m的貫通的中心焦柱區(qū)域，而在后者條件下形成中心直徑約為2.5m的較大范圍的低礦焦比分布柱狀區(qū)域。最后，闡述了中心加焦技術(shù)原理，指出了當(dāng)前中心加焦操作方式存在的問題，并探討了高效布料方式，對指導(dǎo)實(shí)際高爐生產(chǎn)操作有著重要意義。