高炉富氧炼铁前景
高炉炼铁的发展现状与展望

5、还原技术
还原技术是一种通过热还原反应将金属氧化物转化为金属单质的技术。该技 术具有能源消耗低、环境污染小等优势,是非高炉炼铁中的重要技术之一。其中, 碳热还原法是最常用的还原方法之一。
四、非高炉炼铁的生产实例
1、氧气转炉炼铁的生产实例
济钢170氧气转炉在经过改造后,成功实现了直接还原与熔融还原两种工艺 在同一个设备上交替进行。通过优化工艺参数和完善操作规程,该设备不仅显著 提高了生产效率,同时还降低了能源消耗和环境污染。
(2)智能化:通过应用互联网、大数据、人工智能等信息技术,实现高炉 炼铁的智能化生产和管理,提高生产效率和降低成本。
(3)绿色化:随着环保政策的加强,高炉炼铁的环保性能将得到进一步提 升,通过采用清洁能源、废弃物再利用等措施,实现生产过程的低碳和清洁化。
2、面临的挑战与机遇高炉炼铁行业未来面临的挑战包括环保政策的压力、 能源价格的波动以及国际市场竞争的激烈等。然而,随着技术的不断进步和市场 需求的发展,高炉炼铁行业也面临着巨大的机遇。例如,新兴市场国家的工业化 进程将带动钢铁需求的增长;清洁能源技术的发展也为高炉炼铁行业提供了新的 发展机遇。
参考内容
随着环境保护和能源消耗问题的日益突出,非高炉炼铁技术作为绿色、节能 的炼铁方式,正逐渐受到中国钢铁行业的和重视。本次演示将阐述中国非高炉炼 铁的现状、展望、关键技术及生产实例,以期为相关领域的发展提供参考。
一、中国非高炉炼铁的现状
非高炉炼铁主要通过直接还原、熔融还原、气化还原等方式将铁矿石或金属 铁还原成海绵铁或液态生铁。相较于传统的高炉炼铁,非高炉炼铁具有节能、环 保等优势。
3、政策环境在全球范围内,各国政府普遍环境保护和能源消耗问题,因此, 钢铁行业的政策环境也发生了变化。许多国家政府对高炉炼铁的环保性能提出更 高要求,鼓励发展清洁能源和循环经济。在中国,政府提出了《中国制造2025》 和《钢铁行业转型升级计划》,以推动高炉炼铁的节能减排和转型升级。
炼铁高炉热风炉现状及发展方向

千里之行,始于足下。
炼铁高炉热风炉现状及进展方向炼铁高炉热风炉是炼铁工艺中的重要设备,其主要功能是为高炉供应高温高压的燃料气体,实现高炉的高效运行。
随着工业化的快速进展,炼铁高炉热风炉也在不断改进和进展,以适应新的技术需求和环保要求。
目前,炼铁高炉热风炉存在以下一些主要问题:1. 能源消耗问题:传统的热风炉接受煤炭作为燃料,燃烧效率较低,能源利用率不高,造成能源铺张。
2. 环境污染问题:煤炭燃烧产生的烟尘、SO2等污染物对环境造成严峻影响,对空气质量和生态环境都有肯定的危害。
3. 高炉生产问题:热风炉是高炉的重要设备之一,其性能和运行稳定性直接影响高炉的生产效率和产品质量。
为了解决这些问题,炼铁高炉热风炉的进展方向主要包括以下几个方面:1. 燃料多元化:接受多种燃料替代传统的煤炭,如自然气、生物质能源等。
这样可以提高热风炉的燃烧效率,降低能源消耗,削减环境污染。
2. 热风炉技术改进:通过改进热风炉的结构和工艺参数,提高炉内燃烧效率和传热效果,削减能源铺张。
同时,优化气体流淌分布和热风炉燃烧工艺,降低烟气排放浓度,削减环境污染。
3. 热风炉智能化:利用现代化的把握系统和自动化技术,实现对热风炉的智能监控和操作,提高热风炉的运行稳定性和平安性。
第1页/共2页锲而不舍,金石可镂。
4. 绿色化生产:在炼铁高炉热风炉的建设和运行过程中,留意削减煤炭燃烧对环境的污染,推广清洁能源的利用,接受先进的环保技术,削减废气废水的排放,实现高炉的绿色化生产。
总之,炼铁高炉热风炉的进展方向是以节能减排和提高生产效率为主要目标,通过技术改进和创新,实现炼铁工艺的可持续进展和绿色化生产。
同时,结合智能化和自动化技术,提高热风炉的运行稳定性和平安性,为高炉的正常生产供应牢靠的支持。
炼钢工艺发展的趋势

炼钢工艺发展的趋势炼钢工艺是钢铁制造过程中最重要的环节之一,它直接关系到钢铁产品的质量和性能。
随着科学技术的不断进步和工业生产的发展,炼钢工艺也在不断创新和改进。
下面将从以下几个方面探讨炼钢工艺的发展趋势。
1. 高炉冶炼技术:高炉是目前主要的炼钢设备,其冶炼技术的发展对整个钢铁行业具有重要影响。
未来的高炉将继续向大容量、高效率和低能耗的方向发展。
一方面,炉容量将逐渐增大,以提高生产效率和降低单位产品能耗。
另一方面,高炉配套设备的自动化程度将进一步提高,以实现全程智能化控制和运行优化。
2. 直接还原炼铁技术:传统的高炉炼铁过程消耗大量的焦炭和煤炭资源,同时产生大量的二氧化碳排放,对环境造成了严重影响。
因此,直接还原炼铁技术成为了发展的方向之一。
直接还原炼铁技术通过利用天然气等清洁能源直接还原铁矿石,减少了对焦炭和煤炭的依赖,大幅降低了能耗和环境污染。
3. 电弧炉炼钢技术:电弧炉炼钢技术是一种能够高温直接融化废钢、废铁和铁合金的炼钢方法。
相比传统的高炉炼钢工艺,电弧炉炼钢具有资源利用率高、环境污染小、生产周期短等优点。
随着废钢资源的日益丰富和回收利用的重视程度不断提高,电弧炉炼钢技术将得到更广泛的应用。
4. 超声波技术在炼钢中的应用:超声波技术在炼钢过程中有着很大的潜力。
超声波可以在金属液体中引起超声波振动,进一步改善炼钢过程中的传质和传热效果,提高钢的纯净度和均匀性。
此外,超声波还可以用于检测和监测钢铁产品中的缺陷和杂质,提高质量控制的准确性和效率。
5. 粉煤气化技术:粉煤气化技术是一种利用煤炭资源进行炼钢的新技术。
通过对煤炭进行气化,产生合成气,再利用合成气进行炼钢,既能够提高煤炭资源的利用率,又能够减少对传统能源的依赖和环境污染。
粉煤气化技术属于绿色环保型炼钢工艺,对于改善钢铁行业的能源结构和减少碳排放具有重要意义。
总体来说,炼钢工艺的发展趋势是朝着高效、环保、智能化和资源综合利用的方向发展。
国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势

国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势高炉炼铁技术是金属冶炼工业发展的基础,是保证金属铁质量和产量的关键技术,也是社会经济发展的重要依托。
近年来,随着金属冶炼工业的快速发展,国内外高炉炼铁技术的发展也取得了显著的成就,为保证金属铁质量、提高产量、提高经济效益发挥了重要作用。
首先,国内外高炉炼铁技术取得了重大突破,进一步提高了金属铁质量。
随着科学技术的进步,添加剂和冶炼工艺的改进,使高炉炼铁工艺取得重大进展,不仅能够有效提高铁素体组成,同时也能够改善铁水的流动性,有利于铁块的全面成型。
此外,利用新型炉料和改进的热处理技术,可以有效降低铁水的含氧量,提高铁液的液相容量,从而获得更高品质的铁。
其次,国内外高炉炼铁技术的发展,还大大提高了铁的产量。
传统的高炉炼铁工艺存在着大量的炉料损失,限制了铁的产量。
随着国内外高炉炼铁技术的发展,炉料损失大大减少,产量得到提高。
通过对炼铁工艺及其参数进行优化调整,获得合理的炉料计算和分配,进而有效提高铁的产量。
此外,结合智能技术、自动化技术和智能控制技术,还可以实现远程监控和智能化管理,可以使高炉炼铁效率更高,产量更大。
最后,国内外高炉炼铁技术的发展,对提高经济效益具有重要意义。
国内外高炉炼铁技术的发展,不仅缩短了铁的生产周期,提高了产量,而且可以减少能耗消耗和废气排放,降低了生产成本,有利于提高企业的竞争力,实现更高的经济效益。
此外,国内外高炉炼铁技术的发展还可以改善炼铁终端的工作环境,为炼铁行业的发展创造更加良好的条件。
以上是国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势的概述,未来的发展趋势可以简单地总结为以下几点:继续提高高炉炼铁质量和产量,推广智能技术,进一步优化炼铁工艺,合理设计炉料配比,提高炼铁效率,减少能耗和污染,改善炼铁环境,提高经济效益,实现绿色经济发展。
未来,相信国内外高炉炼铁技术将取得更好的发展,为我们社会的经济发展提供更多的依托。
高炉富氧对高炉的影响

高炉富氧的最大效果是提高产量。
富氧鼓风将给炉内带来二个方面的变化,一是风口前理论燃烧温度(Tf)的升高,二是吨铁煤气量的下降。
另外,增加富氧率,也有利于改善煤粉的燃烧。
鼓风中氧的浓度增加,燃烧单位碳所需的鼓风量减少;鼓风中氮的浓度降低,也使生成的煤气量减少,煤气中CO浓度因此而增大。
这些变化,对冶炼过程产生多方面的影响:1)、由于煤气体积少,煤气对炉料下降的阻力也减少,为加大鼓风量、提高冶炼强度创造了条件。
2)、随鼓风中含氧量的提高,煤气中CO浓度增加,煤气的还原能力提高,有助于间接还原过程的发展,但因煤气量减少,在某种程度上扩大了低于700℃的区域,又限制了间接还原的发展。
所以富氧能否降低燃料消耗,要由实际生产结果来定,不同冶炼条件,结果也不相同。
3)、富氧鼓风改变了冶炼中的热平衡。
从分区看,由于富氧提高了理论燃烧温度,下部高温区热交换显著改善,热量集中于炉腹以下。
但由于煤气体积减少,会使中温区相对缩短,从而使低温区扩大。
从总体看,由于单位生铁的鼓风量减少,热风带入的热量也会减少;但煤气量减少使顶温降低,可减少热支出;同时因富氧1%,可增产4%左右,单位生铁各部热损失也可以减少一些,所以总的热量消耗仍然是降低的。
4)、富氧鼓风对顺行产生影响。
因为富氧鼓风使燃烧带的焦点温度提高,炉缸半径方向的温度分布不合理,以及产生SiO气体剧烈挥发,到上部重新凝结、降低料柱透气性,从而破坏炉况顺行。
所以在富氧又采用高风温时,用喷吹燃料控制理论燃烧温度是经济合理的。
若无喷吹燃料装置,则应采用加湿鼓风。
高炉富氧鼓风的特点和作用[文秘家园-www,找范文请到文秘家园]高炉冶炼是高温物理化学反应,参与反应的主要元素是Fe-C-O。
Fe来源于矿石,包括烧结矿、球团矿、块矿等。
碳来源于燃料,包括焦炭及各种喷吹物。
O2来源于高炉鼓风和富氧。
原先矿石和燃料是由高炉上部装入的,而从高炉下部进入炉内的仅是鼓风,后来发展高炉综合鼓风技术,即从高炉下部进入炉内的不仅有鼓风,还有富氧及各种可燃的碳氢化合物,甚至还有含铁、含CaO的粉状物质。
高炉炼铁技术创新实践及未来展望

千里之行,始于足下。
高炉炼铁技术创新实践及未来展望高炉炼铁技术是钢铁工业中非常重要的一个环节,对于钢铁产量和质量有着直接影响。
随着科技的不断发展和进步,高炉炼铁技术也在不断创新和实践。
本文将介绍高炉炼铁技术的创新实践及未来展望。
高炉炼铁技术主要包括焦炭冶炼、铁矿石还原和炉渣处理三个方面。
近年来,针对这几个环节进行了一系列的技术创新,以提高钢铁产量和质量,减少能源消耗和环境污染。
首先,在焦炭冶炼方面,高炉炼铁技术实践了煤炭气化技术,将煤炭转化为合成气或制备气,用来代替部分焦炭。
这样可以减少焦炭的消耗量,提高炉温和炉效,提高炼铁效果和节约能源。
其次,在铁矿石还原方面,高炉炼铁技术实践了混合还原技术,将不同种类的铁矿石混合使用,以提高还原效率和减少还原剂的消耗。
同时,还运用了制粒和球团矿技术,提高了炉料的密实度和还原性能,使得炼铁效果更好。
再次,在炉渣处理方面,高炉炼铁技术实践了炉渣处理技术,包括高炉渣套料、炉渣粉磨和炉渣稳定化等。
这些技术可以减少炉渣的生成和排放,降低对环境的污染,同时还能回收利用一部分有价值的元素。
未来,高炉炼铁技术仍将继续创新和发展。
一方面,可以进一步拓宽原料的来源,包括使用青海盐湖等资源,以降低对传统铁矿石的依赖程度。
另一方面,可以进一步提高炉渣的利用率,实现钢铁工业的循环经济。
此外,还可以用高效节能的加热方式替代传统的冶炼方法,以进一步降低能源消耗和环境污染。
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综上所述,高炉炼铁技术的创新实践为钢铁工业的发展提供了重要支撑。
未来,随着技术的不断进步和创新,高炉炼铁技术将更加高效、环保和可持续,为钢铁产量和质量的提高做出更大贡献。
同时,需要在技术创新的同时,加强对环境保护的重视,实现钢铁工业的可持续发展。
富氧燃烧的经济性分析

富氧燃烧的经济性分析富氧燃烧技术就是通过增加燃料中氧气的比重,进而提高燃料的燃烧效率,提高燃烧后烟气温度,降低污染物排放等的一种新型燃烧技术。
在钢铁冶炼行业,采用高风温炼铁,是高炉发展史上的一大革新,提高风温的直接效果是降低焦比。
热风温度每提高100 ℃可降炼铁焦比15 kg/t,高风温还可收到提高炉缸温度、稳定生铁质量、提高喷吹燃料效率、有利于间接还原、改善煤气能量利用等效果。
国外研究者认为,在现代条件下,可能达到而且经济上合算的风温为1 400- 500 ℃,我国炼铁工作者也提出了将风温提高到1 350 ℃的目标。
而从提高助燃空气和煤气的温度方面只能小规模地提高风温,仍然不能达到要求温度。
现在,在提高风温方面有两种方法:提高煤气的发热值和提高空气的富氧程度。
提高煤气的发热值就是向高炉煤气中加入一定数量的高热值燃料(如焦炉煤气、天然气),使高炉煤气富化,提高其发热值;提高空气的富氧程度就是增加燃烧空气中的氧量。
二者相比,对钢铁企业而言,焦炉煤气是生产过程中的副产品,来源有保证,取用方便灵活,所以煤气富化比较容易实现,并得到了普遍应用,其经济性已在实践中得到验证。
而氧气的获得需要专门建设制氧设施,制备过程需要消耗大量的电力资源,所以,富氧燃烧的实施难度相对较大,目前尚未在热风炉上得到推广应用。
但焦炉煤气的氢气含量较高,是一种理想的化工原料,国内有关专家普遍认为,将焦炉煤气作为工业燃料使用是很不经济的。
另外,多数钢铁企业的焦炉煤气并不富余,有些企业根本没有焦炉煤气,煤气富化的实施难度较大。
在富氧燃烧的应用实施上,钢铁企业应针对炼铁需要,采用吸附制氧技术建设炼铁高炉专用制氧站,这样既可以降低富氧燃烧的成本,又能够解决使用炼钢氧气存在的供应不稳定的问题,这对炼铁高炉的稳定生产及节焦降耗将大有益处。
可以肯定,随着制氧技术的发展及制氧成本的不断降低,与煤气富化相比,用富氧燃烧的方法来提高热风炉风温将具有更大的经济优越性。
现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向

现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向摘要:当前,钢铁企业炼铁工艺中,热效率已经很高,工艺技术设备也已完善,大型化、长寿化的高炉炼铁工艺作为我国主要炼铁设备,将继续在炼铁领域占统治地位。
在我国社会主义市场经济体制改革不断深入的背景下,钢铁企业要不断进行自主创新,提高炼铁工艺基础管理水平,积极引进或开发最新炼铁工艺,特别是节能减排技术,切实保证产品质量,促进企业经济效益和社会效益的提高。
关键词:炼铁工艺;优缺点;发展一、钢铁企业炼铁工艺发展现状及问题近几年随着我国市场经济的快速发展和科学技术的不断进步,钢铁企业高炉炼铁工艺不断优化,具有热效率高、技术完善、设备使用寿命长等优点,同时我国炼铁技术取得了一定的成就,比如提高转炉炉龄,提高转炉作业率,强化供氧技术等等;特别是“十二五”规划以来,我国钢铁企业重视炼铁工艺优化,重点进行节能减排技术的开发,比如滚筒法连续处理工艺等,大力引进先进设备,生铁产量逐年提高,说明我国节能减排工作取得了一定的进展。
但是,目前我国钢铁企业炼铁工艺中还是存在一定的问题:一是我国炼铁工艺的能耗、废弃物回收利用和环境治理等与国家炼铁水平还是有很大的差距。
二是炼铁工艺管理不够规范,比如说辅料、铁合金等的分类管理。
三是当下炼铁中的二氧化碳的排放量高于国际水平,产品质量没达到国际水平。
四是炼铁工艺设计缺乏创新,一定程度上影响了炼铁工艺的使用。
二、高炉炼铁工艺在当前,主要的钢铁生产都是以高炉流程生产的.高炉流程是现代钢铁生产流程的龙头。
因此,就对高炉炼铁工艺的优缺点进行分析:高炉反应器的优点是热效率高、技术完善,设备已大型化、长寿化,单座高炉年产铁最高可达400万吨左右,一代炉役的产铁量可达5000万吨以上,可以说,没有现代化的大型高炉就没有现代化的钢铁工业大生产。
在今后相当长时期内,高炉流程在我国将继续是主要产铁设备,继续占统治地位.我国已完全掌握现代先进高炉技术,单位建设投资和生产成本相对较低.但目前人们对高炉工艺流程有种种不满:一是高炉必须要用较多焦炭,而炼焦煤越来越少,焦炭越来越贵;二是环境污染严重,特别是焦炉的水污染物粉尘排放、烧结的SO:粉尘排放;三是传统炼铁流程长,投资大;四是从铁、烧、焦全系统看重复加热、降温,增碳、脱碳,资源、能源循环使用率低,热能利用不合理。
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高炉富氧炼铁前景来源:张化义文章发表时间:2010-12-21时至今日,通过增加喷煤量和提高生产率以降低铁水生产成本仍然是高炉炼铁生产的焦点。
目前,最好的高炉利用系数已超过3t/m3d,典型的低焦比为260 kg/tHM ~270kg/tHM。
Corus IJMuiden高炉富氧炼铁已达到35%~40%。
实践证明,与传统的Rankine循环相比,利用高炉炉顶煤气进行联合循环发电可提高热效率35%~40%,有利于进一步降低铁水成本。
联合循环发电可有效利用低发热值(约4500kJ/Nm3)高炉煤气。
通过富氧满足“高炉贫N2操作”,降低焦比,提高生产率和减少CO2排放。
1 前言在未来许多年里,高炉炼铁仍将继续占据着主导地位,其主要原因是:1)替代高炉炼铁工艺的研究进展缓慢。
考察了冶炼-还原工艺后认为,至今仍然只有Corex、Finex和HIsmelt工艺达到了商业生产水平。
因为商业投资风险比BF大,因而替代炼铁工艺的应用可能继续受到限制。
2)因为维修和更新现有高炉需要的投资,比建设一座全新的替代高炉及其附属设备的投资低许多。
3)提高现代高炉炼铁生产率和降低铁水成本方面还存在着很大的潜力。
因此,未来几年将从以下几个方面对高炉炼铁进行深入研究:1)降低铁水生产成本。
如果铁矿石成本一定,铁水成本主要取决于还原剂(焦炭与煤)的消耗量和高炉利用率。
因此,研究如何将喷煤量(PC1)和高炉利用率分别提高到230kg/tHM和3t/m3d以上是节约能源、降低铁水成本的关键。
2)减少CO2排放。
通过资源的有效利用,也就是减少能源损失,提高能源和再生资源的使用效率以减少CO2排放将是研究工作的重点。
为此本文将重点介绍高炉低N2运行前景,即提高热风炉送风含氧量,即超过喷煤需要的最低含量。
2 当前的粉煤喷吹和热风富氧量表1是利用物质和热量平衡模型计算获得的消耗参数和冶炼1吨铁水的操作消耗(OPEX-operational expenditures)。
该计算模型以每天产铁1000t,装备PCI设备和现代热风炉温度测量以及顶压控制系统的高炉冶炼球团为基础,以2007年物价指数(假设炉顶煤气为市场天然气价格的70%,氧气价格由可变和固定价格组成全价)通过粗略计算获得。
表1 生产1吨铁水的主要输入、输出——————————————————————————————————————炼1吨铁水的主要输入炼1吨铁水的运行支出(OPEX)————————————————————————————单位 A B 单位美元/单位A,美元B,美元——————————————————————————————————————球团矿kg/t 1600 1600 t 94 150 150焦比kg/t 334 267 t 19666 52喷煤比kg/t 160 240 t 9014 22风中富氧% 1000 Nm3 70 3 9氧气厂供应Nm3/t 42 122 GJ -21-26热风炉后净产煤气GJ/t 其他OPEX 31 31生产率t/d 总计OPEX 243 238炉顶煤气Nm3炉顶煤气温度℃156 101炉顶煤气热值kJ/Nm3——————————————————————————————————————OPEX的大部分是矿石费用。
对绝大多数公司而言,矿石(烧结粉矿,球团和块矿)从市场购买,价格取决于市场而不受高炉操作者影响。
操作者对OPEX有较大影响的是燃料(还原剂)用量。
煤的价格比焦炭低,炉顶煤气的支付价取决于局部煤气/能量平衡。
表1描述的方案A的PC1量为160kg/tHM,热风富氧量为最低。
方案B的PC1为240kg/tHM,热风富氧量最高,结果B方案的铁水生产成本降低约5美元/tHM。
因此,许多钢铁公司均力图使自己的高炉实现高PC1和低焦比运行。
其中以宝钢、POSCO、Corus 和CSN等公司的高炉取得的效果最佳,焦比降低到300kg/tHM以下。
实现低焦比和高PC1运行除了设备问题外,还存在着以下问题:1)因为煤气量的增加导致高炉透气性的降低,所以,同时维持低焦比(需要增加喷煤)和高生产率具有一定的困难。
2)炉顶煤气中发现未燃烧的碎焦。
此外,由于氧气价格与空气相比显得十分昂贵,因而许多热风炉的富氧量保持在很低水平。
为了探索高喷煤操作条件,将对一些问题进行深入讨论。
3 未来的粉煤喷吹和高炉富氧氧气成本现代化的低温空气分离装置生产1000Nm3的氧气需耗电460kWh~480kWh。
包括氧气供应商的利润和氧气厂运行费用,生产1000Nm3氧气的总成本约为70美元。
一座高炉生产1吨铁水需氧250Nm3,一部分来自压缩空气,一部分来自氧气。
如果250Nm3氧气完全来自压缩空气,炼一吨铁水的氧气成本约4美元;如果完全来自氧气,成本为18美元/tHM。
从表面上看,使用氧气炼铁成本比空气高,但氧气炼铁带来的附加值却是空气炼铁不可比拟的。
例如表1中方案B的氧气一半来自空气,一半来自氧气厂。
与A方案相比,虽然B方案因为用氧量高于A方案使成本增加6美元/tHM,但较高的氧量增大了炉顶煤气中的热值,有利于提高粉煤喷吹量。
结果,富氧带来的经济效益将永远大大超过用氧量增加导致的附加成本。
炉顶煤气中出现未燃烧碎焦为观察炉顶煤气出现的未燃烧碎焦,开展了大量的煤的气化研究并证实:①未燃烧碎焦是一种伴随的偶发事故,与不良焦炭的下降一起发生。
由煤气从风嘴到炉顶流动中形成气流导管所至。
②顶煤气中出现未燃烧碎焦与炉顶煤气的温度太高有关,即未燃烧碎焦出现是因炉顶煤气温度太高引发高炉粉尘大排放所致。
③顶煤气中出现的未燃烧碎焦由高喷煤需要的中心焦挡风墙导致高炉中心炉顶煤气温度过高所引发。
除此之外还证实,炉顶煤气中的未燃烧碎焦是布氏碳,即当炉子中心温度超过600℃时,含CO很高的煤气温度快冷到600℃以下时,产生布氏反应生成的布氏碳。
更准确地说,含有CO和CO2在600℃接近平衡比率的高温煤气通过炉子中心到达炉顶,与通过含铁材料后的低温煤气混合时导致了炉子中心原始煤气温度快速降低,最终使CO2平衡浓度升高从而促进CO转化成CO2和碳(碎焦)。
最大喷吹粉煤量已证实,当前喷煤量达到250kg/tHM,煤的气化不是问题。
至今尚未证明煤的喷吹量已近极限,因为:1)尚未证明低焦比和高PC1会因煤的种类不同而受到制约。
众所周知的高挥发性煤比低挥发煤气化更为容易,然而宝钢利用低挥发煤则使焦比降到很低;2)尚未证明PC1设备对喷煤量有制约作用。
改进煤的气化措施(如改善喷氧枪、煤的加热和使用更细的粉煤)与没有改进煤的气化措施相比,未见喷煤量有增加。
Corus IJ muiden钢厂风嘴采用单管直通式喷枪连续喷吹煤量已达到了很高的水平。
3)尚未证明通过气化工艺热力学或动力学对煤的喷吹会产生制约作用。
利用工业气流床煤气化器使煤的气化不存在困难,且在气化器中火焰温度较低(1250℃~1500℃),维持时间很短不超过10min。
因此,可以断言,高炉对煤的气化能力还未充分发挥。
虽然很难预测准确的喷煤量(各种高炉自身差别很大),但达到300kg/tHM不是问题。
实现高产和低焦比的措施生产实践证明,通常情况下,高炉透气性会随着喷煤量增加而降低,其原理可通过以下机理进行解释。
第一,透气性降低是由于部分焦炭被矿石配料取代造成的。
焦比从325kg/tHM降低到275kg/tHM,高炉软熔带以上焦炭被矿石取代部位的压力降将超过高炉上部约巴。
第二,透气性降低是煤气量变化造成的。
在固定富氧5%的情况下,焦比降低将使炉顶煤气温度升高约50℃,使煤气实际体积增大约10%,从而导致压力降增大巴。
高炉透气性通常用系数K(与风压和风量有关),P/V(热风压力与顶压之差除以风量)或用炉料阻力系数表示。
但这些透气性指标均未考虑炉顶煤气较高温度的影响。
研究证实,较高的富氧炼铁可以使高炉同时实现低焦比和高生产率。
如何富氧,请参见在对高炉实际质量和热平衡测试基础上获得的热风富氧量、喷粉煤量及生产率之间的关系,见图1。
从图1中可知,最小富氧量应满足目标火焰温度,最大富氧应与最低的炉顶煤气温度相适应,以便去除高炉炉料和焦炭中的所有水分。
如图1所示,高炉运行于白色区域时可实现最高生产率,这时炉内N2量最低,氧量最高。
对于每一座高炉,需根据图表为局部条件,特别是为炉料和煤的质量进行再计算。
对CO2排放的影响高喷煤对减少CO2排放是有益的。
实践证明,用喷煤代替40kg焦炭冶炼一吨铁水可减少CO2排放18kg,约为生产1吨铁水产生的1800kg CO2总量的1%。
富氧量越高,减少CO2排放的效果越显著。
如果能有效利用炉顶煤气,可减少CO2排放100kg~150kg,相当于生产1吨铁水产生的CO2总量1800kg的5%~8%。
4 结论在20世纪90年代早期,高炉焦比就实现了300kg/tHM。
然而,由于高炉富氧太低,进一步降低焦比的步伐至今仍十分缓慢。
研究指出,富氧炼铁将有效降低炉顶煤气温度,增大喷煤量,降低焦比和提高高炉生产率。
因此,期望将来更多的联合钢铁公司利用现代化的空气分离设备生产更多价廉质优的氧气,以进一步降低铁水生产成本。
为充分改善和利用高炉炉顶煤气的热量,希望建设新的发电厂。
将高炉从单一的铁水生产系统发展成为一个既可炼铁又能发电的二元生产系统,为高炉炼铁实现高产、优质、节能减排和钢铁工业的可持续发展作出更大贡献。
(张化义)。