高炉极限喷煤理论分析

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高炉喷煤概论

高炉喷煤概论

§1 高炉喷煤概论长期以来,开发摆脱或降低对焦炭依赖的炼铁技术一直在走着两条并行的路线。

一条是开发新的炼铁工艺,从根本上改变能源结构,完全不用焦炭,如熔融还原、直接还原工艺等。

另一条就是在不根本改变高炉工艺的前提下,采用某种技术措施用其它燃料替代部分焦炭,如喷煤、喷油、喷吹天然气等。

8高炉应少用焦炭,因此,高炉喷煤工艺因需而生。

所谓高炉喷煤,就是指从高炉风口向炉内喷吹磨细了的煤粉(无烟煤、烟煤或无烟煤、烟煤混合物以及褐煤),以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。

1.1 高炉喷吹煤粉技术发展的必要性(1)高炉喷吹煤粉技术的发展背景1)冶金煤炭资源的经济合理地利用,客观上对高炉喷煤技术的开发与应用提出了最为迫切的要求。

2)冶金焦炭供需紧张。

3)资源、价格因素:煤与重油价格变化的对比来看,煤的价格相对低且平稳,这是高炉喷煤技术得以发展的一个重要原因。

4)高炉操作调剂及其相关技术的发展,也促进了喷煤技术的发展。

5)追求经济利益、降低生铁成本,是高炉喷煤技术发展的另一个重要原因。

6)在考察高炉喷煤技术发展背景时,还必须注意到环境保护方面的因素。

(2)高炉喷煤的意义1)以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦,降低了焦比,使高炉炼铁的成本大幅下降。

2)高炉喷煤可以作为一种调剂炉况的手段。

3)高炉喷煤可以改善炉缸工作状态,使高炉稳定顺行。

4)为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。

因为喷吹煤粉会使风口前理论燃烧温度降低,导致理论燃烧温度降低的原因主要有:⏹高炉喷吹煤粉后煤气量增加,加热煤气需要消耗热量;⏹高炉煤粉带入的热量少,而焦炭进入到风口区时已加热到1450~1500℃,而喷吹煤粉的温度不超过100℃;⏹煤粉中碳氢化合物分解吸热。

5)喷吹煤粉中的氢含量比焦炭带入的多,氢气提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力,有利于矿石的还原和高炉操作指标的改善。

6)喷吹煤粉代替了部分焦炭,不仅缓解了焦煤的供需紧张状况,也减少了对炼焦设施的投资和建设,降低了炼焦生产对环境的污染。

高炉极限喷煤

高炉极限喷煤

高炉喷吹煤高炉喷吹煤粉技术在中国始于上世纪50-60年代之间,当时采用阳泉煤业集团(前身为阳泉矿务局)洗精无烟煤作为工业性试验对象,分别在北方鞍钢及首钢等地试验成功,其中阳泉煤业集团二矿洗煤厂即专门根据鞍钢对高炉喷吹煤产品的需求而设计的,煤炭洗选质量指标也一直沿袭了试验取得成功后由阳泉矿务局统一制定的系列产品标准(无烟煤)。

目录1 概述2 技术发展路径3 技术经济效应7 重大意义8 中国·国际·差距9 关键技术10 关键设备高炉喷吹煤 - 概述高炉喷吹煤高炉喷吹煤产品在得到工业性、大面积推广应用的半个世纪以来,随着国内钢铁产能的日益增大及高炉煤粉喷吹关键技术的不断进步和完善,市场需求逐渐扩大,特别是随着中国优质炼焦煤资源的日渐匮乏,高炉喷吹煤在钢铁冶炼工艺环节的地位日益提高,在节约钢铁行业冶炼成本等方面,正在扮演着越来越重要的角色。

其实高炉喷吹煤作为冶金用途而问世的初衷即决定了这样的趋势:以煤粉部分替代冶金焦炭,使高炉炼铁焦比降低,生铁成本下降;调剂炉况热制度及稳定运行;喷吹的煤粉在高炉风口前气化燃烧降低理论燃烧度,为维持T理,需要补偿,这就为高炉使用高风和富氧鼓风创造了条件;喷吹煤粉替代部分焦炭,一方面可节约焦化投资,少建焦炉,减少焦化引起的空气污染;另一方面可大大缓解炼焦煤供求紧张的状况。

高炉喷吹煤 - 技术发展路径起初全部采用无烟煤做喷吹燃料,因为喷吹替代焦炭主要用到的是煤炭中的固定碳元素,100%采用无烟煤喷吹正好迎合了这样的需求和想法。

后来,由于无烟煤供给的有限性及其原煤储量不断减少,市场价格也逐渐攀升,采用更廉价、蕴藏更丰富的长焰煤与无烟煤混合喷吹成为钢铁企业进一步降低冶炼成本的追求目标。

经过许多研究和试验,在混合煤炭磨粉及喷吹过程中采用氮气惰化技术,从而为系统增加安全性、防止煤粉爆炸,是取得混合喷吹的关键技术。

氮气保护系统的试验成功使烟煤作为喷吹燃料进入实质阶段。

高炉喷煤

高炉喷煤

山西工程职业技术学院毕业论文系别:冶金工程专业:冶金技术班级:冶金44班*名:***学号:*********** 指导教师:***2012 年5 月4 日山西工程职业技术学院毕业论文目录摘要.................................................................................................................- 11 -高炉喷煤技术概述............................................................................................................. - 3 - 1前言................................................................................................................................... - 4 - 2国内外高炉喷煤发展概况............................................................................................... - 4 -3.高炉喷煤的意义............................................................................................................... - 5 -4.高炉喷煤对煤的要求....................................................................................................... - 5 -5.高炉喷煤工艺流程........................................................................................................ - 6 -6 高炉喷吹煤粉的冶炼特征.............................................................................................. - 6 -7.高炉喷煤系统主题设备................................................................................................... - 8 -8.高炉喷煤中得安全措施................................................................................................. - 11 -结论.................................................................................................................................... - 12 -高炉喷煤技术概述高炉喷煤技术概述摘要高炉喷吹辅助燃料是现代高炉炼铁生产广泛采用的新技术,同时它还是现代高炉炉况调节所不可缺少的重要手段之一。

高 炉 喷 煤

高 炉 喷 煤
6.煤粉喷出在高炉风口中心,不磨风口;
7.电气及仪控信号反应正常;
8.各安全自动连锁装置良好、可靠;
9.喷吹系统各计量器、仪表信号指示正确。
(五)混合器
1.喷射混合器
2.流化罐混合器
(六)喷煤量怎样调节
1.调节喷吹罐的压力,压力越高则喷煤量越大;罐压不变,罐内煤粉越少,则喷煤量越大。
2.调节喷吹风量,风量越大,煤粉浓度越低,喷煤量越少。
HRM型磨煤机是一种中速立式磨机,磨机主电机经联轴器与减速箱连接,减速机带动磨盘旋转,原煤落入磨盘中心,在离心力的作用下,原煤随磨盘转动被甩向磨盘边缘,在经过研磨区被磨机研磨成煤粉,从风环进入的热风将煤粉干燥并输送到分离器,在分离器转子和叶片的作用下,不合格的大颗粒煤落回被重新研磨,直到达到合适的粒度,而难以粉碎的煤矸石等坚硬的颗粒被刮板刮进废渣口排除机外,合格的煤粉则被吸入到收粉器集中收集。
5
磨机压降
3.5~8.0KPa
稀油站
13
工作油压
0.1~0.4MPa
14
工作油温
35~45℃
减速机
6
轴瓦温度
<55℃
15
过滤器压差
<0.05MPa
7
高速轴温度
<80℃
液压站
16
工作压力
3~10MPa
8
润滑油温
25~45℃
给料机
17
输送量
0.05~150t/h
(二)HRM磨煤机工作原理
HRM磨煤机工作原理
(2)如果是磨无烟煤应迅速转换成用燃烧干燥器磨煤流程:①打开烟气放散阀;②关严烟气引风机出口阀;③燃烧炉强化燃烧,如燃烧炉能力小,应相应减少磨煤机的出力。
13、燃烧炉突然灭火

5高炉喷煤的一些知识

5高炉喷煤的一些知识

高炉喷煤的一些知识高炉喷吹燃料是将气体、液体或固体燃料通过专门的设备从风口喷入高炉,以取代高炉炉料中部分焦炭的一种高炉强化冶炼技术。

1964年首都钢铁公司和鞍山钢铁公司在高炉上喷吹无烟煤成功。

煤粉喷入炉缸燃烧,经历煤粉加热分解、挥发分燃烧和结焦与残焦燃烧3个阶段,这3个阶段是在有限空间、有限时间、高速加热和高压下交织进行的。

煤粉从煤枪出口经部分直吹管、风口到风口前燃烧带共1600~2000mm的不大空间里;在煤粉从煤枪出口到离开燃烧带的0.01~0.04s的短暂时间中;从70~80℃迅速加热到1500~2000℃;在250~450KPa的热风压力下煤粉以这种接近爆炸火焰的加速度和温度燃烧,其燃烧过程和燃烧产物完全不同于其在锅炉内的燃烧。

煤粉在炉缸内燃烧形成的最终产物是CO、H2、N2,而锅炉内的燃烧产物是CO2、H2O、和N2。

高炉所喷吹煤粉中含碳氢化合物越多,在风口前气化后产生的H2越多,炉缸煤气量增加越多。

在风口面积不变的情况下鼓风动能增加,燃烧带扩大。

鼓风动能增加和煤气中H2量的增加,有利于煤气向炉缸中心渗透,使炉缸工作均匀。

并且由于炉缸中心部位的热量收入增加;上部还原得到改善,炉子中心直接还还原数量减少,热支出减少;热交换因H2的增加而改善,所以炉缸中心温度有所升高。

由于煤粉进入燃烧带时的温度远低于焦炭进入燃烧带时的温度,焦比的降低使燃料带入燃烧带的物理热减少,煤粉气化时挥发分分解吸热使燃烧放出的热量降低,加之燃烧产物煤气量增加煤气带走的热量增加,所以理论燃烧温度有所下降。

对高炉风口区和炉缸热平衡产生影响。

为了维持高炉冶炼正常进行,在喷吹燃料时,要相应提高风温或富氧,一般喷吹1Kg煤粉要相应提高风温2~2.5℃或富氧0.04~0.05%。

喷吹煤粉以后,煤粉代替焦炭,使料柱中矿/焦比增大,焦炭数量减少,料柱的空隙度下降,煤气上升时的阻力增加,压差升高;同时上升煤气量的增加,使煤气速度增大,阻损也随之升高。

邯钢高炉喷吹煤的性能评价分析_

邯钢高炉喷吹煤的性能评价分析_
煤的可磨性标志着煤研磨成粉的难易程度。 煤 的可磨性与煤阶、水分含量和煤的岩相组成,以及煤 中矿物质的种类、数量和分布状态有关,煤种不同可 磨性也不尽相同。 煤的可磨性由可磨性指数 HGI 来表征,可磨性指数越大,表示煤硬度越小、越容易 磨成粉,消耗的能量也越少。 试验室采用美国的哈 德格罗夫法测定煤粉的哈氏可磨指数。 哈氏可磨性 测定仪的结构如图 1 所示。 试验按照 GBT 2565 - 2014 煤的可磨性指数测定方法规定原则测出 6 种 煤粉的 HGI。
EVALUATION AND ANALYSIS OF THE PCI CAPABILITY ABOUT HANSTEEL'S BLAST FURNACE
Zhang Hongchuang Liu Xiaoming Wei Qionghua Jia Wenjun ( Handan Iron and Steel Company of HBIS Group)
煤粉的爆炸性试验上没有统一的标准。 我国广 泛采用长管式煤粉爆炸性测定仪。 邯钢目前的试验 设备为东北大学炼铁教研室设计制造的 FBY-I 型 煤粉爆炸性测试仪如图 2 所示。 主要用于检测煤粉 引爆后产生的返回火焰长度来定性地探讨煤粉爆炸 性强弱,该长度随煤粉爆炸性的强弱而变化。 被测 煤粉引爆形成的返回火焰长度大于 600 mm 就可认 定煤粉具有强爆炸性,在 400 mm ~ 600 mm 之间则 煤粉具有中强度爆炸性,小于 400 mm 则煤粉具有 弱爆炸性。
试验测得 6 种煤粉的哈氏可磨指数( HGI) 、着 火温度、爆炸性见表 3。
图 2 煤粉爆炸性测试仪
表 3 煤粉的哈氏可磨指数( HGI) 、着火温度、爆炸性
煤种 1 号无烟煤 2 号无烟煤 3 号无烟煤
4 号烟煤 5 号烟煤 6 号烟煤

高炉喷煤基本知识

高炉喷煤基本知识一、喷吹煤粉对高炉的影响:1、炉缸煤气量增加,鼓风动能增加,燃烧带扩大。

煤粉含碳氢化合物高,在风口前气化后产生大量H2,使炉缸煤气量增加,煤气中的H/C比值越高,增加的幅度越大,无疑也将增大燃烧带;H2的粘度和密度均小,穿透能力大于CO,部分煤粉在风管和风口内就开始脱气分解和燃烧,所形成的高温混合气流其流速和动能远大于全焦冶炼时的风速和动能,故喷吹煤粉后,风口面积应适当扩大,以保持适宜的煤气流分布。

2、理论燃烧温度下降,而炉缸中心温度均匀并略有上升。

理论燃烧温度下降的原因:①喷入煤粉量冷态进入燃烧带;②煤粉中碳氢化合物在高温作用下先分解再燃烧,分解反应吸收热量;③燃烧生成的煤气量增加。

炉缸中心温度上升的原因:①煤气及动能增加炉缸径向温度梯度缩小;②上部还原得到改善,热支出减少;③高炉热交换改善。

3、料柱阻损增加,压差升高。

①喷吹后煤气量增加流速加快;②料柱中的矿/焦比值越大。

4、间接还原发展。

①煤气中还原成份(CO+H2)浓度增加;②H2的数量和浓度显著提高,炉内温度场变化。

二、喷吹燃料“热补偿”喷吹燃料以常温态进入高炉要消耗部分热量需进行热补偿,经验表明:喷煤量增加,50kg/t·Fe需补偿风温均80℃。

三、热滞后:煤粉在炉缸分解吸热增加,初期使炉缸温度降低直到新增加喷吹量带来的煤气量和还原气体浓度(尤其是H2量)的改变而改善了矿石的加热和还原下到炉缸后,开始提高炉缸温度比过程所经历的时间为“热滞后”时间,即炉料从H2代替C参加还原的区域(炉身温度1100~1200℃处)下降到炉缸所经过的时间,一般滞后时间在2—4h。

四、置换比煤粉的置换比常为0.7—0.9,一般取0.8。

五、喷煤高炉操作1、应固定风温调剂煤量,用调节喷吹量来保持料速的基本稳定。

2、喷煤纠正炉温波动的效能,随喷煤量的增加而减弱。

3、用煤粉调剂炉温时,不如风温和湿分敏捷,炉凉加煤不能立即制止凉势,加煤过多可能引起暂时更凉,炉势减煤不能立即制止热势。

钢铁厂高炉喷煤系统原理详细介绍(一)

炉内压差。 –喷煤降低理论燃烧温度,降低压差。 –降低燃烧焦点温度,减少SiO2还原,产生的SiO减少。 有利于采用富氧燃烧焦点温度过高; n煤气量降低,炉身部炉料加热变差。 –喷煤的作用 n降低理论燃烧温度; n降低燃烧焦点温度; n增加炉缸煤气量。 调节炉况 –常用调节炉况的手段 n风温:通常不使用 n风量:通常不使用 n焦炭负荷:滞后 n鼓风湿分:灵敏,但不利于降低能耗 –喷煤调节炉况:较快。
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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

安钢7号高炉大喷煤技术分析


熔 带 区域 透气 焦窗 随着焦 比的减 小而 变窄 ,焦 炭 作 为料 柱 骨 架 保 证 渗 透 性 的 作 用 更 加 突 出… 。 通 过优化 焦化 配煤工 艺 ,灰 分得 到控 制 ,焦 炭 转
余氧 ,通过冷风主管上 的环形管道进入高炉。热
风炉 采 用 4座 新 式 霍 戈 文 内 燃 式 热 风 炉 ,且 20 06年 7月 相 继 大 修 ,使 风 温 水 平 由原 来 的 13 o 00C提高到 11o 10C。
收稿 1期 :09—0 2 3 20 9— 3 牛 占宇( 90一 ) 助工 ;5 04 河南省安阳市。 18 , 45 0
鼓强度得到提高。加强焦炭的槽下筛分 ,控制焦 仓下料闸门的开启程度 ,做到充分的筛分 ,从而 控 制好人 炉焦 炭粒度 。 ( ) 提 高 烧 结 矿 强 度 ,提 高 烧 结 矿 碱 度 至 2 22 右 ,且 喷洒 CC: .0左 a1液体 ;为做到 人炉 原料 化 学成分 稳定 ,烧结 矿成 分分 仓化验 。 ( )完 善炉 料 结 构 。现 在 人 炉 原 料 结 构 为 3
高炉 煤比 焦比 实践
措施 ,使得月平均煤 比已达到 10 gt 8k/ ,单 1煤 比达到 18 s t 3 9 k ,焦 比 35 s t / 4k 。 /
关键词
A ay i o o l net n tc n lg fN . F i n a g n ls f a jci h oo yo o 7 B A g n s c i o e n
Ni a y u Zh n u
( na gI na dSel ru o , t. A y n o n te G opC . Ld ) r
Ab t a t T e P I R t fN . F a n a g i e o mo sy i c e s d a d i o e rt s s t sr c h C ae o o 7 B tA g n s n r u l n r a e n t c k ai i  ̄al s o y d c e s d b e is o a u e ,s c s i r vn t r l q a t e r a e y a s r fme s r s u h a mp o ig mae a u l y,o t zn F o e ai n n e i i pi i g B p r t ,e — mi o

宝钢高炉高喷煤比技术分析

宝钢高炉高喷煤比技术分析宝钢高炉高喷煤比技术分析王维兴 (中国金属学会) 目前,国际上工业发达国家高炉喷煤平均水平在180—200 kg/t,国际最先进水平是日本加古川厂高炉。

制造出月平均266 kg/t的纪录。

近年来,我国重点钢铁企业高炉喷煤比进展缓慢,2004年为116 kg/t,与国际先进水平尚存在较大差距。

宝钢通过深入和细致研究,解决了阻碍高炉高喷煤比的诸多难题,同时在理论和观念等方面上有所突破。

1999年9月宝钢1号高炉(4 063m3,)制造出月平均喷燥比260.6 kg /t的最高纪录。

2004年上半年宝钢1号高炉实现喷煤比206kg/t,2002年、2003年宝钢全公司高炉年平均喷燥比达到203kg/t的先进水平。

宝钢高炉高喷煤比技术是世界大型高炉的一流水平,对我国炼铁科技进步作出了突出奉献。

因此.在我国推广宝钢高炉高喷煤比技术具有重大意义。

l 宝钢实现高炉商喷煤比的技术要点 (1)高炉炼铁以精料为基础,坚持改善原料、燃料质量,提高炉料透气性(阻碍高炉炉况稳固的要紧参数),改善高炉操作条件。

①高炉人炉矿品位大于60%,吨铁渣量在250 kg左右。

烧结矿转鼓指数大于73%,小于5 mm 粉末含量占总量小于3.4%。

②焦炭M40>88%,M10<6%,热反应性(CRI)<26%,反应后强度(CSR)>66%。

(2)热风温度大于1 200℃。

(3)脱湿鼓风,风中含水操纵在6%~9%。

(4)富氧鼓风,富氧率在1.5%左右。

(5)优化高炉操作技术。

包括送风制度,装料制度,造渣制度,热制度等。

其重点是实现高的煤气利用率(在50%左右)。

合理的煤气流分布,最终实现高炉炼铁燃料比小于500 kg/t 。

(6)优化喷煤的煤种,操纵混合煤成分。

第一是合理搭配使用煤种(煤的可磨性好,灰分低,燃烧性能好,煤粉流淌性好等),然后是操纵好混合煤成分,实现煤焦置换比达到1.0。

2 理论和观念的实破 (1)富氧大喷煤承诺风口前理论燃烧温度降低,理论燃烧温度在2 050℃时仍可实现高炉正常生产。

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高炉极限喷煤理论分析关键词:高炉喷吹煤粉极限喷煤量摘要:高炉喷吹煤粉可以大幅度减少生铁成本,降低焦比,改善环境,是高炉下部调剂的重要手段之一。

高炉大量喷煤后,不仅影响炉料透气性,还会降低炉缸的活跃程度,影响高炉顺行,影响生铁质量。

高炉喷煤技术对现代高炉炼铁来说是具有革命性的措施,从当下国际形势要求钢铁企业对生产成本缩减的要求来讲,高炉极限喷煤量的研究意义尤为重大。

因此,寻求更合理的、更高的、更适应高炉生产的喷吹量,是广大炼铁工作者的奋斗目标。

1 高炉喷煤的发展现状1.1国外高炉喷煤发展现状高炉喷煤始于十九世纪。

早在1840-1845年法国就曾作过多次试验,19世纪中叶法国和比利时搞过几年的试验;1910-1920年有人曾试图进行风力喷吹,但由于空气/燃料比难以保持稳定,收效甚微;1950年以后,前苏联作过种种努力,用喷煤来降低生产硅铁时所升高的焦比;1959年美国矿业局的试验炉以及在布发洛的喷吹试验均用煤粉试验成功了。

前苏联帮美国的高炉虽然绩煤比较早,但没有进一步推广,因为他们有天然气,而喷天然气比喷煤更简便,投资也少。

国外发展喷煤的主要是日本和西欧各国。

80年代初,第二次石油危机使西欧和日本的高炉被迫改为全焦操作,结果引起高炉运行不稳定,指标全面恶化,于是他们就纷纷改喷煤粉,且发展异常迅速。

到90年代初,西欧喷煤的高炉达到60%以上,日本喷煤粉的离炉达到80%。

进入九十年代以来,国外高炉喷煤得到飞跃发展。

西欧国家提出“煤比250kg/t,焦比250kg/t”的明确目标,原来主要喷天然气的北美高炉,电纷纷转向喷煤了。

在喷吹的煤种方面,国外多数高炉喷烟煤,挥发分一般30%以上,灰分小于10%,喷吹烟煤的安全技术以及喷吹系统的计量和自动控制技术都达到相当高的水平。

国外高炉喷煤还在继续向前发展,除喷煤高炉的座数在不断增加以外,吨铁喷煤量和喷煤技术也在继续前进,主要有两个发展途径:一是喷煤与等离予技术相结合,利用等离子发生器的高温来提离喷煤量:二是喷煤与富氧鼓风相结合来提高喷煤量。

在喷煤工艺方面,如烟煤安全喷吹、计量、输送、分配及自动控制等方面都采用了许多新技术。

德国蒂森公司为了提高喷煤量,在煤粉燃烧的研究中采用了红外线热成像仪等技术,并研制新型氧煤桅和燃烧器,在单枪试验中,喷煤量达200-300kg/t的水平。

目前,国外高炉喷吹还在继续发展,且表现出下特点:(1)喷煤高炉数量不断增加。

(2)喷煤比不断加大,喷煤量不断提高。

许多公司喷煤的目标是喷煤率达到50%。

(3)喷吹系统形式、种类多样。

大体上可分为并联罐系列和串联罐系列以及派生出来的其它系统,制粉系统工程全采用中速磨煤机,一次布袋收粉,工艺向简单化、紧凑化方向发展。

(4)喷吹煤种为烟煤混合喷吹。

(5)加强技术开发和理论研究,重点对煤粉燃烧性能以及喷吹煤粉对高炉冶炼过程的研究。

1.2国内高炉喷煤发展现状我国于1964年开始在大型高炉上喷吹煤粉,是世界上应用喷煤技术较早的国家之一。

所以,在我国发展高炉喷煤技术有着较为深刻的技术和经济背景。

从1964年4月首钢号l高炉开始喷煤,1965年鞍钢离炉喷煤工程投入运行,到70年代,我国已成为世界瞩目的喷煤大国。

80年代以来,我国钢铁工业飞速发展,但高炉喷煤与国外先进高炉相比,进展缓慢,1983-1992年10年间,重点企业离炉平均喷煤量一直在50-60kg/t铁,1991年重点企业喷煤高炉61座,占生产高炉总数的79%,喷煤量51 kg/t铁,入炉焦比524kg/t铁,风温970℃,利用系数1.728t/m3.d;地方企业喷煤高炉6l座,占生产高炉总数的46.5%,喷煤量只有25.36kg/t铁,入炉焦比615kg/t铁。

1989年鞍钢开始进行了大量基础研究,并对喷煤工艺进行了全面的技术改造解决了喷烟煤的安全问题,1990年试验喷吹烟煤成功,从此结束了我国喷吹单一无烟煤的历史。

1991年宝钢引进部分技术,喷吹烟煤后,喷吹烟煤的企业逐渐增加。

1998年8月宝钢3号高炉在利用系数达2.209t/m3·d的情况下,取得了煤比196.2kg,/t、燃料比508.2kg/t的好成绩,宝钢2号高炉99年喷煤量以达260kg/t铁,吨钢能耗指标约为737kg标煤,达到了世界领先水平。

90年代以来我国喷煤绒富氧喷煤技术发鼹更迅速,主要表现:(1)新型制粉,喷吹工艺的形成和完善及箕装备承平的提高;(2)储量丰富的烟煤得到应用;(3)自动化水平得到提高;高炉喷煤已成为炼铁系统工艺结构优化、能源结构变化的核心,它的发展增强了高炉炼铁工艺与新型非高炉炼铁工艺竞争的力量,缓解了炼铁生产受到资源、投资、成本、能源、环境、运输待多方面限制的压力,奠定了继续发展喷煤的基础。

提高商炉喷煤比是钢铁企业降低能耗、增加效益的重要手段,因此,我国钢铁企业提高喷煤大有潜力。

纵观我国喷煤技术发展状况,还存在以下问题:(1)喷煤发展水平不均衡,一些企业重视布够;(2)不少高炉喷煤量太少,没有发挥设备能力;(3)喷吹煤种单一,部分高炉喷吹无烟煤,而无烟煤产地少、价格高;(4)多数厂自动化水平不高,喷煤系统有待改造。

2 高炉喷煤的重大意义高炉喷吹煤粉在得到工业性、大面积推广应用的半个世纪以来,随着国内钢铁产能的日益增大及高炉煤粉喷吹关键技术的不断进步和完善,市场需求逐渐扩大,特别是随着中国优质炼焦煤资源的日渐匮乏,高炉喷吹煤在钢铁冶炼工艺环节的地位日益提高,在节约钢铁行业冶炼成本等方面,正在扮演着越来越重要的角色。

其实高炉喷吹煤作为冶金用途而问世的初衷即决定了这样的趋势:以煤粉部分替代冶金焦炭,使高炉炼铁焦比降低,生铁成本下降;调剂炉况热制度及稳定运行;喷吹的煤粉在高炉风口前气化燃烧降低理论燃烧度,为维持T理,需要补偿,这就为高炉使用高风和富氧鼓风创造了条件;喷吹煤粉替代部分焦炭,一方面可节约焦化投资,少建焦炉,减少焦化引起的空气污染;另一方面可大大缓解炼焦煤供求紧张的状况。

其主要意义在于:(1)减少炼焦过程对环境的污染。

高炉喷煤代替焦炭,就减少了高炉炼铁对焦炭的需求。

减少焦炭的需求,就可以使焦炉少生产焦炭。

焦炉少生产焦炭或少建焦炉,就可以减少对环境的污染。

(2)缓解国内主焦煤的短缺,优化炼铁系统用能结构。

炼焦配煤一般需要配50%以上的主焦煤,以满足高炉炼铁对焦炭质量方面的要求。

喷吹煤粉的煤种广泛,可以不使用主焦煤。

这就缓解了国内主焦煤的短缺,同时也降低了炼铁系统的购煤成本。

(3)高炉喷煤可以实现结构节能。

2006年中国重点钢铁企业焦化工序能耗为123.41kgce/t,喷煤的制粉和喷吹所需的能耗在20-35kgce/t。

高炉每喷吹1t 煤粉,就可以产生炼铁系统用能结构节约100kgce/t的效果。

(4)高炉喷煤可降低炼铁系统的投资。

据统计,国外建设喷煤车间的投资是焦化厂单位投资的25%-30%,转换为冶金焦的单位投资是30%-40%;中国喷煤车间的单位投资是焦化厂建设单位投资的12%-16%,为冶金焦部分投资的15%-20%。

所以,在新建和扩容高炉时,喷煤车间必须同步实施,这样会有较大的经济效益。

(5)煤粉代替焦炭会有巨大的经济效益。

目前,焦炭和煤粉的每吨价差在400-500元。

一个年产400万t的炼铁企业,如果喷煤比在130kg/t,就可以年喷吹52万t煤粉,代替的等量的焦炭,可以产生年降低208-260万元的炼铁成本。

(6)提高企业劳动生产率,降低生产运行费。

喷煤车间的员工人数和生产运行费用要比焦化厂少,这样就可以产生因高炉喷煤而提高钢铁企业劳动生产率、障低生产运行费用的效果。

由此可见,提高喷煤量对高炉冶炼的意义重大。

3 高炉喷煤极限关于高炉喷煤极限,从不同角度出发有不同的观点,目前主要有以下几种观点:(1)从焦炭在高炉内所起作用的角度出发:高炉喷煤极限是煤粉完全取代焦炭在高炉内提供热量和提供还原剂的作用,焦炭在高炉内只起骨架的作用。

由于骨架作用所需要的焦炭量难以定量确定,因而从焦炭在高炉内所起作用的角度出发得出的高炉喷煤极限只具有理论意义。

(2)从高炉风口区碳燃烧过程的角度出发:高炉喷煤极限是高炉风口区碳燃烧过程消耗的碳全部来源于煤粉,焦炭完全不参与高炉风口区碳的燃烧过程。

在全焦冶炼的条件下,入炉焦炭在风口区燃烧约占70%左右,因此高炉喷煤的极限是煤粉带入高炉的碳占高炉消耗碳量的70%左右。

由于没有考虑未燃煤粉和焦炭在高炉内的行为,从高炉风口区碳燃烧过程的角度出发得出的高炉喷煤极限与高炉实际生产过程有比较大的差距。

(3)从维持高炉正常操作的角度出发:高炉喷煤极限是高炉顺行可以接受的最大喷煤量,进一步提高喷吹煤比后,高炉无法维持正常操作。

在喷煤设备允许的范围内,提高喷煤量给高炉顺行带来不利影响主要是由以下两个方面因素产生的:一是喷吹煤比提高后容易导致高炉料层透气性的降低,这取决于高炉风口区未燃煤粉的产生量和高炉内未燃煤粉的消耗能力。

二是喷吹煤比提高后容易导致炉渣粘度升高,这耿决于未燃煤粉进入炉渣中的数量。

(4)从高炉喷煤经济效益的角度出发:高炉喷煤极限是喷吹煤比提高后,生铁生产成本的降低值为零,进一步提高喷吹煤比后,生铁的生产成本会升高。

3.1限制喷煤量的因素影响煤粉在高炉风口前燃烧的主要因素有以下几方面:(1)风口前的理论燃烧温度。

提高风口前的理论燃烧温度,可以提高煤粉燃烧率,有利于提高喷煤量。

(2)高炉风口燃烧区的氧过剩系数。

提高高炉风口燃烧区的氧过剩系数,可以加速煤的燃烧,提高置换比。

(3)料柱透气性,特别是风口循环区附近焦炭的粒度及透气、透液性。

当原燃料条件比较差时,高炉内料柱透气性往往是提高煤比最主要的限制性环节。

(4)风口内鼓风与煤粉的混合均匀性。

煤比低于120kg/t时,混合不均匀性表现不明显;当煤比大于120kg/t时,混合不均匀性不容忽视。

(5)高炉操作水平及设备条件。

在不影响高炉顺行和整套喷吹设备能力允许的情况下可以加大喷煤量。

(6)煤粉及焦炭的价格比。

煤粉代替焦炭的原因是由于焦炭价格昂贵,随着喷入煤粉量的增大,到一定量时经济效益出现回落,则大喷煤量是不可取的。

3.2提高喷煤量的技术措施高炉喷煤技术己取得显著的进展,但随着喷煤量的增大,高炉顺行状况有所恶化,主要原因有:(1)大喷煤量时,煤粉分解消耗的热量大量增加,促使风口前理论燃烧温度大大降低。

(2)大喷煤量时,煤气量增大,入炉焦炭减少,热流比降低,炉身温度升高,热损失增大。

(3)大喷煤量时,矿焦比增加,软熔带扩大,焦炭破损增加,产生的末燃煤粉增加,料层透气性阻力增大。

因此,提高喷煤量,应采取以下几条技术措施来提高理论燃烧温度和稳定合适的热流比,以降低料层透气性阻力。

(1)提高焦炭性能,包括焦炭的冷念性能和热态性能。

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