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基于国内转底炉直接还原炼铁在起步阶段亟待解决的热工系统问题，分别以系统分析、热模拟实验和数值模拟为手段，对转底炉分段热工参数进行了研究。建立了转底炉冶金模型和热模型(涉及变量83个、参数20个)，模拟计算结果表明，每生产1t金属化球团，需铁精粉1213kg，消耗煤粉283kg、煤气615kg。基于转底炉分区域系统分析,分别进行了预热段、加热段、还原段条件下的热模拟实验研究，确定出不同工况下(nc:no=0.8～1.2)含碳球团于各段的实时还原进度，并依据含碳球团自还原吸热与热工参数的匹配，确定出各段燃料供应参数。使用Fluent模拟软件对分段热工参数进行验证，结果表明分段热工参数设计合理，能有效实现转底炉的分段职能，为转底炉的优化设计提供基础。