喷吹煤粉对高炉冶炼的作用
高炉喷吹煤粉热值

高炉喷吹煤粉热值1. 引言高炉是冶金工业中最重要的设备之一,用于生产铁和钢。
在高炉的冶炼过程中,需要喷吹煤粉作为燃料。
煤粉的热值是评估其燃烧性能的重要指标之一。
本文将介绍高炉喷吹煤粉热值的相关知识。
2. 煤粉热值的定义煤粉热值是指单位质量煤粉完全燃烧释放的热量。
通常使用单位为焦耳/克(J/g)或千卡/克(kcal/g)来表示。
煤粉的热值与其化学成分、煤种、粒度、含水率等因素密切相关。
3. 影响煤粉热值的因素3.1 化学成分煤粉的主要化学成分包括固定碳、挥发分、灰分和水分。
固定碳是煤粉中不挥发的部分,其燃烧释放的热量较高。
挥发分是煤粉中可挥发的部分,其燃烧释放的热量较低。
灰分是煤粉中的无机物,其燃烧不产生热量。
水分是煤粉中的含水量,其燃烧需要消耗热量。
3.2 煤种不同煤种的热值差异较大。
例如,无烟煤的热值较高,是一种优质煤种。
而褐煤的热值较低,是一种劣质煤种。
3.3 粒度煤粉的粒度对其燃烧性能有一定影响。
一般来说,煤粉的细度越高,其燃烧速度越快,热值也相对较高。
3.4 含水率煤粉的含水率越高,其燃烧所需的热量就越大,热值也相应降低。
因此,在高炉喷吹煤粉时,需要尽量降低煤粉的含水率,以提高其燃烧效率和热值。
4. 测定煤粉热值的方法测定煤粉热值的常用方法包括热量计法和数理统计法。
4.1 热量计法热量计法是通过热量计测定煤粉燃烧释放的热量来计算煤粉热值的方法。
该方法需要将一定质量的煤粉完全燃烧,并测定所释放的热量。
通过计算煤粉燃烧释放的热量与其质量的比值,即可得到煤粉的热值。
4.2 数理统计法数理统计法是通过对大量煤粉样品的热值数据进行统计分析,得出其热值的概率分布情况。
该方法适用于对大批量煤粉的热值进行估算。
5. 高炉喷吹煤粉热值的意义高炉喷吹煤粉热值的高低直接影响高炉的冶炼效果和经济效益。
煤粉热值的提高可以增加高炉的燃烧温度,提高炉内矿石的还原速度,从而提高冶炼效率和产量。
同时,煤粉热值的增加还可以减少煤粉的消耗量,降低冶炼成本。
高炉喷吹煤粉系统

高炉喷吹煤粉系统高炉喷吹煤粉系统高炉经风口喷吹煤粉已成为节焦和改进冶炼工艺最有效的措施之一。
它不仅可以代替日益紧缺的焦炭,而且有利于改进冶炼工艺:扩展风口前的回旋区,缩小呆滞区;降低风口前的理论燃烧温度,有利于提高风温和采用富氧鼓风,特别是喷吹煤粉和富氧鼓风相结合,在节焦和增产两方面都能取得非常好的效果;可以提高一氧化碳的利用率,提高炉内煤气含氢量,改善还原过程等等。
总之,高炉喷煤既有利于节焦增产,又有利于改进高炉冶炼工艺和促进高炉顺行,受到世界各国的普遍重视。
高炉喷煤系统主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气等几部分组成,其工艺流程如图7—1所示。
原煤贮运系统;原煤用汽车或火车运至原煤场进行堆放、贮存、破碎、筛分及去除其中金属杂物等,同时将过湿的原煤进行自然干燥。
根据总图布置的远近,用皮带机将原煤送人煤粉制备系统的原煤仓内。
煤粉制备系统:将原煤经过磨碎和干燥制成煤粉,再将煤粉从干燥气中分离出来存入煤粉仓内。
煤粉喷吹系统:在喷吹罐组内充以氮气,再用压缩空气将煤粉经输送管道和喷枪喷人高炉风口。
根据现场情况,喷吹罐组可布置在制粉系统的煤粉仓下面,直接将煤粉喷入高炉;也可布置在高炉附近,用设在制粉系统煤粉仓下面的仓式泵,将煤粉输送到高炉附近的喷吹罐组内。
热烟气系统:将高炉煤气在燃烧炉内燃烧生成的热烟气送人制粉系统,用来干燥煤粉。
为了降低干燥气中含氧量,现多采用热风炉烟道废气与燃烧炉热烟气的混合气体作为制粉系统的干燥气。
供气系统:供给整个喷煤系统的压缩空气、氮气、氧气及少量的蒸汽。
压缩空气用于输送煤粉,氮气用于烟煤制备和喷吹系统的气氛惰化,蒸汽用于设备保温。
7.1煤粉制备系统7.1.1煤粉制备工艺煤粉制备工艺是指通过磨煤机将原煤加工成粒度及水分含量均符合高炉喷煤要求的煤粉的工艺过程。
高炉喷吹系统对煤粉的要求是:粒径小于74 m的占80%以上,水分不大于1%。
根据磨煤设备可分为球磨机制粉工艺和中速磨制粉工艺两种。
高炉工艺高炉喷煤

高炉工艺高炉喷煤什么是高炉喷煤?现代高炉冶炼需用焦炭,它在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量;还原铁矿石需要的还原剂;以及维持高炉料柱(特别是软熔带及其以下部位)透气性的骨架。
高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉,以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用,从而降低焦比,降低生铁成本,它是现代高炉冶炼的一项重大技术革命。
高炉喷煤有哪些重要意义?高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是具有革命性的重大措施。
它是高炉炼铁能否与其他炼铁方法竞争,继续生存和发展的关键技术,其意义具体表现为:(1)以价格低廉的煤粉部分替代价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦炭,使高炉炼铁焦比降低,生铁成本下降;(2)喷煤是调剂炉况热制度的有效手段;(3)喷煤可改善高炉炉缸工作状态,使高炉稳定顺行;(4)喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃烧温度,为维持高炉冶炼所必需的T理,需要补偿,这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条件;(5)喷吹煤粉气化过程中放出比焦炭多的氢气,提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力,有利于矿石还原和高炉操作指标的改善;(6)喷吹煤粉替代部分冶金焦炭,既缓和了焦煤的需求,也减少了炼焦设施,可节约基建投资,尤其是部分运转时间已达30年需要大修的焦炉,由于以煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量,需大修的焦炉可停产而废弃;(7)喷煤粉代替焦炭,减少焦炉座数和生产的焦炭量,从而可降低炼焦生产对环境的污染。
高炉喷煤工艺系统由哪些方面组成?高炉喷煤工艺系统主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉输送、煤粉喷吹、干燥气体制备和供气动力系统组成。
高炉喷吹煤粉工艺有几种模式?从煤粉制备和喷吹设施的配置上来分,高炉喷煤工艺有两种模式,即间接喷吹模式和直接喷吹模式。
制粉系统和喷吹系统结合在一起直接向高炉喷吹的工艺叫直接喷吹工艺;制粉系统和喷吹系统分开,通过罐车或气动输送管道将煤粉从制粉车间送到靠近高炉的喷吹站,再向高炉喷吹煤粉的工艺叫间接喷吹工艺。
高炉喷吹煤粉的工艺

高炉喷吹煤粉的工艺高炉喷吹煤粉工艺是一种常用的冶金工艺,用于高炉的燃烧过程。
本文将详细介绍高炉喷吹煤粉工艺的原理、优势以及操作步骤。
一、工艺原理高炉喷吹煤粉工艺是利用煤粉在高炉内的燃烧产生的高温燃烧气体,提供高炉内部所需的热能。
煤粉在喷吹过程中与空气混合,形成可燃气体,然后通过喷嘴喷入高炉炉腔。
煤粉的燃烧产生的高温气体与高炉内的铁矿石反应,使铁矿石还原为铁,并产生一系列的冶金反应,最终得到熔融的铁水。
二、工艺优势1. 提高高炉燃烧效率:喷吹煤粉可以提供高炉所需的高温燃烧气体,使燃烧效率得到提高,减少能源浪费。
2. 降低燃料成本:相比传统的固体燃料,煤粉价格相对较低,使用煤粉可以降低高炉的燃料成本。
3. 减少环境污染:喷吹煤粉工艺可以实现煤粉的充分燃烧,减少煤炭的燃烧产生的废气排放,降低环境污染。
三、操作步骤1. 煤粉制备:选择适合高炉喷吹的煤粉,进行煤粉的研磨和筛分,确保煤粉的粒度适中。
2. 煤粉输送:将煤粉通过输送系统输送到高炉喷吹设备的储煤仓。
3. 煤粉喷吹:将煤粉从储煤仓中提取,通过喷吹设备喷入高炉炉腔。
喷吹设备通常由喷嘴、煤粉输送管道和控制系统组成。
4. 燃烧控制:通过控制系统对喷吹煤粉的供给量、喷吹速度和喷吹位置进行调节,以实现高炉内的燃烧控制。
5. 燃烧效果监测:通过监测高炉内的温度、压力和煤粉燃烧产物的含量等参数,对燃烧效果进行实时监测和调整。
总结:高炉喷吹煤粉工艺是一种高效、低成本、环保的冶金工艺。
通过喷吹煤粉,可以提高高炉的燃烧效率,降低燃料成本,并减少环境污染。
在操作过程中,需要进行煤粉制备、输送、喷吹和燃烧控制等步骤,并通过监测燃烧效果进行调整。
高炉喷吹煤粉工艺的应用将进一步推动冶金行业的发展,实现资源的高效利用和环境的可持续发展。
喷吹煤的用途

喷吹煤的用途喷吹煤(Pulverized Coal Injection,简称PCI)是一种将细粉煤炭通过高速喷射方式输送到高炉内部的技术。
喷吹煤的使用可以有效地改善高炉冶炼过程,提高冶炼效率,减少对原料的依赖性,降低生产成本,同时还具有环境保护的作用。
以下是喷吹煤的主要用途:1. 节约高炉焦炭消耗量:高炉冶炼过程中需要炼焦煤作为还原剂和燃料,而喷吹煤的引入可以替代一部分的焦炭。
喷吹煤在高炉内被燃烧后,生成的CO和H2等还原气体可以替代焦炭对铁矿石进行还原,从而减少焦炭的消耗量。
这不仅可以降低生产成本,减少对焦炭的依赖性,还可以延长高炉炉缸的寿命。
2. 提高高炉冶炼效率:喷吹煤在高炉内部燃烧后,生成的高温燃烧气体可以提供更高的冶炼温度,促进矿石的还原反应,从而加快冶炼速度,提高高炉的产能。
同时,喷吹煤的使用可以改善高炉内部的燃烧状态,减少炉缸的倒塌,降低渣铁率,提高炉缸的利用率。
3. 改善高炉冶炼工艺:喷吹煤的引入可以降低高炉的冶炼温度,缩短冶炼时间,减少炉缸间歇期,降低铁水和渣铁之间的溶质迁移,从而提高冶炼质量。
此外,喷吹煤还可以改善高炉内部的气流分布,增强燃烧均匀性,减少炉缸的堵塞和结焦现象,提高高炉的稳定性和生产连续性。
4. 减少环境污染: 喷吹煤在高炉内部的燃烧过程中,可以实现煤炭的全燃烧,降低烟气中含碳的排放量,减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放,对改善大气环境有积极的作用。
此外,喷吹煤的使用能够减少高炉冶炼过程中的透明质量损失,减少环境产生的扬尘和废气,对环境保护尤为重要。
综上所述,喷吹煤的使用具有节约资源、降低生产成本、提高高炉冶炼效率、改善冶炼工艺以及减少环境污染等多重优势。
在高炉冶炼过程中,喷吹煤已经成为一种不可或缺的重要技术。
随着科学技术的不断发展,喷吹煤的应用领域和效果还将不断拓展和提升,为冶金行业的可持续发展做出更大贡献。
高炉喷吹煤粉热值

高炉喷吹煤粉热值(最新版)目录1.高炉喷吹煤粉的概念与原理2.高炉喷吹煤粉的作用3.高炉喷吹煤粉的热值测定方法4.高炉喷吹煤粉的热值对高炉炼铁的影响5.结论正文一、高炉喷吹煤粉的概念与原理高炉喷吹煤粉技术是一种将煤粉直接喷入高炉内,以提高高炉炼铁燃料效率的先进技术。
该技术主要利用煤粉的化学活性和燃烧特性,在高炉内实现高效的还原反应,从而降低焦炭消耗,提高铁水产量。
二、高炉喷吹煤粉的作用高炉喷吹煤粉具有以下作用:1.提高燃料效率:煤粉在高炉内的燃烧速度快,燃烧充分,可以提高燃料的利用率,降低焦炭消耗。
2.提高产量:通过喷吹煤粉,可以提高高炉的还原反应速度,从而提高铁水产量。
3.降低成本:喷吹煤粉可以替代部分焦炭,降低炼铁成本。
4.减少环境污染:与焦炭相比,煤粉燃烧产生的有害气体较少,可以减少环境污染。
三、高炉喷吹煤粉的热值测定方法高炉喷吹煤粉的热值通常采用卡计法进行测定。
卡计法是一种常用的煤粉热值测定方法,其基本原理是:在一定的氧气流量下,将煤粉与氧气混合,燃烧产生的热量通过热量计进行测定,从而计算出煤粉的热值。
四、高炉喷吹煤粉的热值对高炉炼铁的影响高炉喷吹煤粉的热值对高炉炼铁有着重要的影响。
热值越高,煤粉在高炉内的燃烧速度越快,还原反应越充分,燃料效率越高,铁水产量也越高。
反之,热值越低,煤粉的燃烧速度越慢,还原反应不充分,燃料效率降低,铁水产量降低。
五、结论高炉喷吹煤粉技术是一种提高高炉炼铁燃料效率、降低炼铁成本、减少环境污染的先进技术。
高炉喷吹煤粉的热值对高炉炼铁有着重要的影响,需要对其进行准确的测定和合理的控制。
喷吹煤粉对高炉冶炼的作用

喷吹煤粉对高炉冶炼的作用传统的高炉炼铁燃料是焦炭,但良好的焦炭资源有限,炼焦对配煤的品种与质量要求又很严格,焦炉设备复杂,投资巨大,因此焦炭价格昂贵。
多年来,人们企图从两个方面解决这个问题,一是改革炼焦工艺,如使用型焦、热压焦、煤预热、用黏结性煤代替部分或全部焦煤。
这能缓和焦煤资源的不足,却使焦价格更加昂贵。
二是寻找代用品,主要是风口喷吹燃料。
60 年代初,国内的高炉开始试喷重油,但近年来,国内外的油价上涨、成本居高不下,重油喷吹量也在大量减少。
与此同时,喷吹煤粉的技术显示了越来越大的生命力和优势,主要表现在以下几个方面:(一)合理利用资源。
以普通能源代替宝贵能源,在我国的煤炭资源中无烟煤和非炼焦煤占大部分,约三分之二。
炼焦煤储量中,煤种很不平均,气煤占一半以上,肥煤、焦煤和瘦煤分别占13.87%、17.7%及12.01%,加起来还不到一半,而且在地理上发布也不均匀。
因此,虽然我国的煤炭资源十分丰富,但优质炼焦煤仍然是贵重的能源,而由风口直接向高炉喷吹无烟煤和非炼焦用煤,以煤代焦,以煤代油,就用普通的。
大量存在的能源代替了比较稀缺和宝贵的能源。
(二)节约能源。
炼1t焦炭需要洗煤1.35t,而洗出这些精煤需用原煤2t以上,而喷煤代替1t焦炭,只需用煤1~1.25t,用煤粉代替1t焦炭,可节约标准108kg 。
(三)比重油有更大的喷吹量。
这是因为(1)煤粉比重油分解热低,对炉缸理论燃烧温度的影响小,需要的补偿也少。
喷吹每1kg 重油需要热补偿930Kcal,而煤吹1kg煤粉只需要720Kcal。
为了保持风口的理论燃烧温度不变,每吨铁喷吹1kg重油需要提高风温1.83C,煤粉只需要1.41C;(2)煤粉与重油相比,在炉缸生成的煤气量少,多喷煤粉不会影响顺行。
每1kg 重油在炉缺生成煤气5.98m3,每1kg无烟煤在炉缺生成的煤气4.46 m3; (3)煤粉燃烧需要的氧气少于重油,在同样供氧条件下,煤的燃烧要比重油完全,因此在高炉中的热利用率比重油高。
钢铁厂高炉喷煤系统原理详细介绍(一)

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钢铁厂高炉喷煤系统原理详细介绍(一)
目前高炉冶炼钢铁需要用焦炭,焦炭在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量;还原铁矿石需要的还原剂;以及维持 高炉料柱(特别是软熔带及其以下部位)透气性的骨架等等。高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤煤粉 或烟煤煤粉或这两者的混合煤粉,以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用,从而降低焦比,降低生铁的成本,它是现代高炉冶 炼的一项重大的技术革命。
制,烟煤一般不超过120~130℃,褐煤一般不超过100℃。 –磨煤设备:球磨机或中速磨 n球磨机: –优点:对煤种适应性强,安全可靠,维护工作量少; –缺点:噪声大,电耗高,外形尺寸大。 n中速磨: –优点:电耗低,噪音小,防爆性好,调节性和均匀性好。 –缺点:对煤种变化敏感。 n喷吹罐 n双罐并列式: –上为贮煤罐,下为喷煤罐。 –优点:高度低,称量准确,可靠性高。 –缺点:占地面积大,设备多,投资略高。 n三罐单列式: –上为收集罐,中为贮煤罐,下为喷吹罐。 –优点:占地面积小,装置简单设备少,投资低。 –缺点:贮煤罐和喷吹罐之间硬连接,影响称量的准确性。 n供煤方式和煤粉分配器 –各风口单独供粉: –向高炉集中供粉,采用煤粉分配器将煤粉分配到各个风口。
一、高炉喷煤的意义
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喷吹煤粉对高炉冶炼的作用传统的高炉炼铁燃料是焦炭,但良好的焦炭资源有限,炼焦对配煤的品种与质量要求又很严格,焦炉设备复杂,投资巨大,因此焦炭价格昂贵。
多年来,人们企图从两个方面解决这个问题,一是改革炼焦工艺,如使用型焦、热压焦、煤预热、用黏结性煤代替部分或全部焦煤。
这能缓和焦煤资源的不足,却使焦价格更加昂贵。
二是寻找代用品,主要是风口喷吹燃料。
60年代初,国内的高炉开始试喷重油,但近年来,国内外的油价上涨、成本居高不下,重油喷吹量也在大量减少。
与此同时,喷吹煤粉的技术显示了越来越大的生命力和优势,主要表现在以下几个方面:(一)合理利用资源。
以普通能源代替宝贵能源,在我国的煤炭资源中无烟煤和非炼焦煤占大部分,约三分之二。
炼焦煤储量中,煤种很不平均,气煤占一半以上,肥煤、焦煤和瘦煤分别占%、%及%,加起来还不到一半,而且在地理上发布也不均匀。
因此,虽然我国的煤炭资源十分丰富,但优质炼焦煤仍然是贵重的能源,而由风口直接向高炉喷吹无烟煤和非炼焦用煤,以煤代焦,以煤代油,就用普通的。
大量存在的能源代替了比较稀缺和宝贵的能源。
(二)节约能源。
炼1t焦炭需要洗煤,而洗出这些精煤需用原煤2t以上,而喷煤代替1t焦炭,只需用煤1~,用煤粉代替1t焦炭,可节约标准108kg。
(三)比重油有更大的喷吹量。
这是因为(1)煤粉比重油分解热低,对炉缸理论燃烧温度的影响小,需要的补偿也少。
喷吹每1kg重油需要热补偿930Kcal,而煤吹1kg煤粉只需要720Kcal。
为了保持风口的理论燃烧温度不变,每吨铁喷吹1kg重油需要提高风温1.83℃,煤粉只需要1.41℃;(2)煤粉与重油相比,在炉缸生成的煤气量少,多喷煤粉不会影响顺行。
每1kg重油在炉缺生成煤气5.98m3,每1kg无烟煤在炉缺生成的煤气4.46 m3;(3)煤粉燃烧需要的氧气少于重油,在同样供氧条件下,煤的燃烧要比重油完全,因此在高炉中的热利用率比重油高。
(四)能促进高炉顺利和使用高风温。
高风温使高炉风口前产生过高的温度和使炉缸煤气体积膨胀,引起高炉不顺。
从风口喷入燃烧,由于加热和分解需要热补偿,燃烧温度降低,使高炉能接受高风温而又不会破坏顺行。
喷煤有许多促进高炉顺行的因素。
(1)喷煤后炉缸活跃区扩大,喷煤率每提高10%,炉缺氧化带长度增长5%~8%,这是促进高炉顺行的因素。
(2)喷煤后随着料柱中焦炭比例的减少,矿石所占比例的增加,料柱重量增加,因而炉料下降的重力增加。
一般喷煤率每提高10%,料柱重量增加2%~4%,这是促进高炉顺行的又一因素。
(3)喷煤后煤气含H2增加,煤气黏度下降,也能促进高炉顺行。
(五)有效地降低生铁成本。
按华盛总厂情况,焦炭单价1200元/t,原煤的单价568元/t,按煤-焦置换比为计算,价差为1200-568/=490元。
按年产生铁500万t,每吨铁喷煤120kg计算,每年喷煤60万t,可代替焦碳48万吨。
节约价值48×490=23520万元,合计每吨生铁成本降低元。
喷吹煤粉对高炉冶炼的影响(一)喷吹煤粉在风口前的燃烧。
喷吹煤粉在风口前的燃烧和焦炭在风口前的燃烧相比,虽然它们最终的产物是CO、H2和N2,并放出一定的热量,这是它们的共同点,但也有许多不同之处。
(1)焦碳在炼焦过程已完成煤的脱产和结焦过程,风口前的燃烧基本是碳的氧化过程,而且焦炭粒度较大,在炉缸内不会随煤气气流上升。
而喷煤却不同,煤粉要在风口前经历脱产、结焦和残焦燃烧三个过程,而且它要在喷枪出口处到循环区停留千分之几到百分之几秒内完成,煤粉在这么短时间来完成气化的过程,煤粉则应细磨,使其中小于80um的占80%以上,再加上富氧鼓风和高风温改善煤粉在燃烧时的供氧和温度条件可促进喷吹煤粉的充分气化。
(2)炉缸煤气量增加,燃烧带扩大。
喷吹煤粉因含碳氢化合物在风口前气化后产生大量的H2,使炉缸的煤气量增加,煤气量的增加,无疑增大燃烧带,别外煤气中含H2量的增加也扩大燃烧带,因为H2的粘度和密度均小,穿透能力大于CO。
造成燃烧带扩大的另一原因是部分煤粉在直吹管和风口内就开始燃烧。
在管路内形成高温的热风和燃烧产物的混合气流,它的流速和功能远大于全焦冶炼的风速和鼓风动能。
(3)炉缸中的温度和两风口间的温度略有上升。
原因1)煤气量及功能增加,燃烧带扩大使到达炉缸中的煤气量增多,中心部位的热量收入增加;2)上部还原得到改善,在炉子中心进行的直接还原数量减少,热支出减小;3)高炉内热交换改善,使进入炉缸的物料和产品的温度升高。
(二)料柱阻损与热交换。
喷吹煤粉以后,由炉缸上升到炉顶的煤气主要由三部分组成。
喷吹煤粉燃烧形成的煤气,喷吹煤粉形成的煤气和直接还原形成的煤气。
随着喷吹量的增大,风口前形成煤气和还原形成的煤气则降低,最终炉顶煤气量有所增加。
与此同时,单位生铁的焦炭消耗量减少和炉料中矿与焦比的比例上升,这就造成料柱透气性变差。
这两者的作用使炉内的压力升高。
煤气和炉料的水当量比值增大,导致炉身温度和炉顶温度略有上升。
(三)直接还原和间接还原的变化。
喷吹燃料以后,改变了铁氧化物还原和碳气化的条件,明显地有利于间接还原的发展和直接还原的降低。
(1)煤气中还原性组分(CO+H2)的体积分数增加,N2则降低。
(2)单位生铁的还原性气体量增加,因为等量于焦炭的喷吹煤粉产生的CO+H2量大于焦炭产生的量,所以尽管焦比降低(CO+H2)的绝对量仍然增加。
(3)H2的数量和体积分数显著提高,而氢气、一氧化碳在还原的热力学和动力学方面均有一定的优越性。
(4)炉内温度的变化使焦碳中碳与CO2发生反应的下部区温度较低,而氧化铁间接还原地区域温度升高,这样前一反应速度降低,后一反应速度则增快。
(5)焦比降低减少了焦碳与CO2反应的表面积,也就降低了反应速度。
(6)焦比降低和单位生铁的炉料容积减少使炉料在炉内停留的时间增长。
置换比与喷吹量喷吹煤粉的主要目的是用价格较低廉的煤粉代替价格昂贵的焦炭,因此,喷吹1kg或(1m3)煤粉能替换多少焦碳是衡量喷吹效果的重要指标。
而提高置换比就取决于:(1)喷吹燃烧的种类,含碳和氢高的燃料置换比就高,而煤的置换比一般在左右。
(2)喷吹燃烧在风口前的气化程度。
(3)鼓风参数。
通过对比高风温、高压、富氧和喷吹燃料对高炉冶炼的影响,可以看出它们的作用和影响有相反之处。
因此,风温的高低是否富氧都影响置换比的高低。
(4)煤气气流利用程度。
既然喷吹煤粉主要是改善高炉煤气的还原能力。
操作上改进煤气流和矿石的接触,是发挥喷吹作用的重要方面,各高炉的置换比的差异与这一点有很大关系。
因此在一定的冶炼条件下,保持合理的置换比,扩大喷吹量是炼铁行业的目标。
众所周知,焦碳在高炉内起的作用为:热源;还原剂;生铁渗碳的碳源;作为料柱透气性的骨架。
人们普通认为喷吹煤粉可以代替焦炭除骨架以外的作用。
所以最大喷吹量亦即最低焦比应由焦碳骨架作用决定。
但实际生产中限制喷吹量的因素也有多方面:(1)风口前喷吹燃料的燃烧速率是目前限制喷吹量的薄弱环节。
生产实践表明,喷吹的煤粉在风口燃烧带内的燃烧率保持在85%以上时,剩余的未气化煤粉不会给高炉带来明显的影响,因为它们随煤气流上升过程中能继续气化。
(2)高温区放热和热交换状况。
高炉冶炼需要有足够的高温热量保证炉子下部物理化学反应顺利进行。
因为喷吹煤粉将降低炉内的理论燃烧温度。
这样允许的最低理论燃烧温度就成为喷吹量的限制环节。
而喷吹煤粉下限控制在2000~2100℃。
(3)流体力学因素也能成为限制喷吹量的环节。
它表现为上部料柱透气性变坏,下部软熔带急剧上升和滴落常出现液泛征兆。
(4)产量和置换比降低是限限制喷吹量的又一因素。
在风中含氧固定和综合冶炼强度一定的情况下,随着喷吹量的增加,置换比呈下降趋势。
例如,在高炉冶炼强度一定时,由于喷吹燃烧在焦比降低5%,产量本应提高5%,但实际提高了2%,这就下降了3%。
要使产量不下降,就得采用富氧鼓风。
富氧鼓风是经高炉鼓风中加入工业氧,使鼓风含氧量超过大气含氧量,其目的是提高冶炼强度增加高炉产量。
并且富氧还能发挥高风温、喷吹煤粉降低焦比的作用。
因此综合鼓风成为高炉冶炼增产节焦的最有效的方法。
富氧鼓风的特点(1)富氧与高风温都能提高理论燃烧温度,降低炉顶温度,但是决不能得出富氧可以代替加热鼓风的结论,因为加热鼓风是给高炉冶炼带入高温热量,而富氧不但没有带入热量,而且还因富氧后风量减小,高炉冶炼的热收入反而减少了。
(2)由于富氧鼓风降低鼓风的焓,用它冶炼生铁和铸造生铁时,焦比不会降低,风温在1000~1100℃时,而还有上升的可能。
(3)由于富氧后燃烧焦炭消耗的风量减少,就可在不增加单位时间内通过炉子的煤气量,以及炉内压力损失的情况下,增加单位时间内燃烧的碳量,亦可以提高冶炼强度。
(4)把富氧与喷煤结合起来,不论对高炉生产应用氧气还是扩大喷吹量都是有利的。
两者的结合1)增加焦碳燃烧强度,大幅度增产;2)促使喷入炉缸的燃料完全气化,以及不降低理论燃烧燃烧温度而扩大喷吹量,从而进一步降低焦比。
保证高炉煤粉大喷量的措施主要有:(1)高风温;(2)高富氧;(3)广喷、匀喷;(4)炉况顺行。
通过对照上述标准和要求,我们华盛二分厂目前的状况是:风温可达1100℃左右,富氧一般可达3000m3/时。
通过对各炉座1#、14#风口喷煤管的改造,现已具备14个风口都能均匀喷煤的条件。
在原料条件,大渣量的条件下,保持炉况相对顺行的操作规程要点是下部采用高风速、长风口,以求“吹透中心”。
因此,保证炉况顺行也是扩大喷煤量的一个先决条件。
要扩大量,除了必须要具备上述条件外,我认为还必须具有足够的制粉能力和喷吹煤粉的气压。
这两个条件也是保证大喷煤量缺一不可的条件。
我想只有把上述它们几个方面有机的结合起来,我们二分厂大喷量将不是一句空话,130kg/t以上的煤比是完全有能力完成的。
随着喷煤技术和经济效益方面认识的深化,设备的完善,喷吹煤粉在我们炼铁行业发展中将发挥更大的作用,创造更大的经济效益。