关于高炉富氧喷煤技术问题的探讨

文章简介了高炉煤粉燃烧过程和燃烧机理，探讨了提高煤粉燃烧率及喷煤量的一系列技术问题。分析认为，煤粉在风口区的燃烧是一复杂的物理化学反应过程，其在风口回旋区内的燃烧率一般只有７０￣８０％，未燃烧煤粉对高炉顺行的破坏作用不容忽视。     

高炉下部气固湍流和煤粉燃烧的数值模拟与优化研究

高炉喷吹煤粉时,由于煤粉的不完全燃烧,在回旋区处会产生未燃煤粉,影响高炉的透气性。建立了气固两相湍流和煤粉燃烧的三维数学模型,并且验证了该模型的可靠性。用所建模型对由直吹管、风口、回旋区和焦炭床构成的高炉下部区域进行了喷吹煤粉流动与燃烧现象的模拟研究。模拟结果揭示了高炉炉内气固流动和煤粉燃烧的基本性质和特点;通过正交试验方法研究不同操作因素对评价指标煤粉燃尽率的影响,得到4个操作因素对燃尽率的影响程度依次分别为喷煤量、富氧率、鼓风量和鼓风温度。而工况(喷煤量1 25kg/t,鼓风量1 950m3/min,鼓风温度1 523K,富氧率5.0%)为最佳优化工况,可实现提高喷煤量和煤粉燃尽率的效果。     

喷吹煤粉对高炉操作的影响

本文根据风口焦炭取样和从炉顶插入的垂直探针测量以及对高炉操作参数的分析结果研究了喷吹煤粉对高炉操作的影响。为了评价喷煤和其它参数对回旋区工作的影响使用了一维的煤粉燃烧模型。这些计算结果同实际高炉操作参数回归处理的结果相比较，发现它们之间彼此有很好的相关性。从风口取焦炭样了解到喷煤比能够影响回旋区的工作，包括回旋区的深度、焦炭的平均粒度和焦炭粉末（〈３ｍｍ）含量等。当喷煤比改变时，可以看到最大的区别     

高炉高煤比喷吹煤种的选择

根据吹煤粉在高炉中的历程,分析了喷吹煤种对煤粉在风口回旋区的燃烧和未燃煤粉在炉内的气化的影响,认为合理选择煤种是提高高炉喷煤量的重要条件。     

提高喷煤量对高炉风口焦性状的影响

在不同喷煤比操作的宝钢高炉上进行了多次风口取样 ,对风口试样的性状、焦炭降解、未燃煤粉积存和炉缸现象等作了详细研究。结果表明 :随喷煤量提高 ,风口回旋区缩短 ,焦炭劣化加剧 ,煤粉消耗率下降 ,炉芯透液性变差。研究结果可以指导喷煤操作、监控焦炭质量、控制炉缸侧壁侵蚀等。     

按风口温度调节支管喷煤量的研究

1 概述 高炉喷吹煤粉时,在风口窥视孔前用红外线辐射测温装置测得的温度,可反映影响温度的三个方面:①风口回旋区温度。该温度取决于理论燃烧温度及回旋区结构;②喷煤量大小,该值直接影响热辐射面积及温度;③煤粉燃烧好坏。这三个方面是紧密关联的,因此测得的温度值反映了风口区的综合影响结     

我国高炉喷煤技术的发展

论述了我国高炉喷吹煤粉技术的发展过程,分析了提高高炉喷煤比的措施,通过提高焦炭质量、改善鼓风质量、采用氧煤喷吹、混合喷吹等技术和工艺措施可有效提高喷煤比。同时指出,研究回旋区条件下煤粉的燃烧过程,开发高效喷煤助燃剂,最大限度地提高煤粉在风口区域的燃烧率和喷煤置换比,是当前喷煤技术攻关的课题。     

高炉冶炼喷煤最佳化

本研究是关于从理论上将高炉喷煤状态最佳化的一种尝试。首先,根据简化的回旋区模型,研究煤粉在回旋区的燃烧状态,并将其研究结果同风管区的燃烧理论相结合,来计算喷煤和鼓风的最佳条件。对这一最佳化提出两个影响因素:其一是完全燃烧因素,它描述回旋区内喷吹煤粉全部燃烧的可能性;其二是所谓煤灰的沉积因素,它描述熔融的灰分沉积到风管和风口壁上的可能性。要实现良好的喷煤操作,二者的值都应低于预想值。应用日本多数高炉喷煤的一些实验数据,对获得的理论进行了检验。为了弄清楚一些操作参数,对完全燃烧和煤灰沉积因素的影响,还做了理论上的一些灵敏性试验。     

高炉富氧喷煤中煤粉燃烧的研究

高炉富氧喷煤是增产节焦的有效途径,实现超量喷吹煤粉,关键是煤粉的燃烧问题。本文针对富氧喷煤并用循环炉顶煤气来控制理论燃烧温度的炼铁工艺,建立了适用于高炉直吹管风口区的煤粉燃烧气化数学模型,经实验室模拟燃烧实验证明,该模型基本上是合理的。用数学模型对不同操作条件下的煤粉燃烧过程作了模拟计算,并以实验考察了喷吹方式对燃烧过程的影响。结果表明:用循环炉顶煤气来控制理论燃烧温度,能满足高炉冶炼的要求;增加喷煤量,将使煤粉燃烧率下降,进入回旋区内未燃尽煤粉量急剧增多,要实现超量喷吹煤粉,应选用燃烧性能好的烟煤作为喷吹用煤,适当降低煤粉的粒度,选择适宜的喷吹角度。     

高炉炉缸活性度初步研究

文章通过炉前风口焦取样分析,直观地确定了风口回旋区长度、以及喷吹煤粉燃烧率,对包钢高炉炉缸活性度研究以及提高煤粉的喷吹量研究有非常重要的指导作用。     

高炉采用氧煤燃烧器后回旋区煤粉燃烧过程的数值模拟

针对高炉风口前回旋区内氧煤燃烧器喷入煤粉燃烧的过程，应用数值模拟方法对氧煤燃烧器在不同喷煤粉量和氧浓度条件下的燃烧过程进行了计算机数值模拟。结果表明，高炉风口产生的回旋区流场及温度场有利于煤粉的燃烧，而氧浓度大则有利于煤粉较早着火及较高的燃烬率。     

高炉大量喷吹煤粉的探讨

通过煤粉燃烧研究成果和喷煤实践的分析得出如下初步认识：煤粉在高炉风口区燃烧过程与一般工业炉不同，因风速高，煤粉停留时间短，煤粉在风口前端很难达到较高燃烧率；氧煤枪对延长煤粉停留时间的作用有限，据国内外多数大喷煤量高炉的实践，２００ｋｇ／ｔ以下喷煤量不一定要使用氧煤枪，风口未燃煤粉并不可怕，因其气化率比焦炭高若干倍，能优于焦炭参加还原反应，有利于改善矿石高温性能，减少焦炭粉化和高炉顺行，粒煤具有节约     

未燃煤粉在高炉内的消耗行为

向高炉内喷吹煤粉可代替作为燃料的焦炭，但随着喷煤量升高，风口前燃烧空间（回旋区）内的燃料难以完全消耗，因此，为使在量喷煤操作稳定且有效地进行，有必要从燃料之外的角度来说明煤粉在炉内的消耗行为，试从还原剂角度来讨论了回旋区作为燃烧而未增消耗的未燃煤的消耗行为。     

喷吹煤粉在高炉内行为的初步探讨

在高炉解剖的研究工作中,通过观测、采样、检验等工作,对喷吹煤粉的高炉进行了初步研究,借以了解煤粉喷入高炉后,在风口区的燃烧状况及其对冶炼的影响.1. 研究过程和方法1.1 停炉前的测试为研究喷煤进程,于10月1日开始喷煤,只2号风口喷,喷煤量为100kg/h.于15日起2号、4号风口喷,喷煤量为150kg/h.解剖停炉前45min加大喷吹量.喷吹所用煤种为京西无烟煤,煤粉由试验高炉小球磨机自制,筛分组成及水分测定结果列于表1.     

高炉煤粉燃烧率通用模型

建立了煤粉燃烧率通用模型,模型可以根据煤粉的工业分析值计算燃烧动力学参数并预测煤粉燃烧率.通过对比前人的实验数据,验证了模型的准确性,同时研究了影响高炉煤粉燃烧率的若干因素.研究结果表明:在高炉喷煤过程中,煤粉颗粒在2 ms左右就可以达到热风速度,由于煤粉颗粒在直吹管内停留时间短并且温度较低,因此在直吹管内煤粉不会发生燃烧.煤粉进入风口回旋区后,挥发分瞬间全部析出,并且颗粒粒径越小,挥发分开始析出时间越早.降低煤粉粒径和增加氧气体积分数均有利于提高煤粉燃烧率.氧气体积分数每增加1%,燃烧率提高2%.随着喷煤量的增加,煤粉燃烧率逐渐降低.当提高煤粉喷吹量时,为了保证较高的燃烧率,实际操作过程中应提高富氧率并适当降低煤粉粒径.      

风口取样装置在攀钢的应用

通过对高炉风口取样装置取出的焦炭的粒度、热性能、灰成份、碱金属含量的分析研究,分析结果表明,攀钢高炉风口回旋区长度约为2m,高炉风口回旋区沿径向上,焦炭灰分、碱金属、热性能都先变小后变大。随着喷煤量的增大,风口焦的平均粒度变小,回旋区缩短。     

采用风口测量枪微波反射方法分析高炉风口回旋区的形成

通过利用风口测量枪进行的微波反射测量方法讨论了大煤粉喷吹量条件下高炉风口回旋区的形成.由于喷吹煤粉的燃烧,作为焦炭进入风口回旋区动力的焦炭流量减小,定义为微波反射最大位置的风口回旋区深度缩小.该项技术可以探测风口回旋区的短时塌缩现象,并证实风口回旋区在煤粉喷吹中的稳定性与全焦操作中的不同.总结了风口回旋区的形成对高产中使高炉发生功能紊乱的布料不稳定状况的影响.     

SiO_2还原对高炉风口前理论燃烧温度的影响

风口前理论燃烧温度是衡量炉缸热状态的重要参数之一,而SiO2在风口前被碳还原对其产生的影响一直被忽略.通过实验研究了高炉风口前不同位置的试样,得到进入风口回旋区焦炭的温度和不同位置试样渣中SiO2的含量,从而确定出在风口回旋区SiO2的还原率,并建立了考虑SiO2还原情况下理论燃烧温度的计算公式,最后在富氧喷煤的条件下,分析和讨论了煤粉中灰分变化对理论燃烧温度的影响因素.     

高炉的高喷煤比

成功的提高喷吹率依赖于煤气分布的控制和喷吹煤粉的足够的燃烧率，实验室用一个空的炉子和一个装有焦炭床的炉子研究煤粉在回旋区的燃烧，试验表明在艾莫伊登厂使用的高挥发分煤有较高的燃烧率。在高炉的高喷煤比试验期间，从风口水平的焦炭结构和炉尘取样调查表明在喷吹率为１９０－２１０ｋｇ／ｔ铁时喷吹的煤粉可得到有效的利用。从炉顶逸出的喷煤碳含量小于１％，而且不会受煤粉喷吹率的影响。     

梅钢实施高炉风口双枪喷煤技术改造

近日,宝钢集团梅钢公司启动2号高炉风口双枪喷煤技术改造项目,并在公司内部进行了技术转化。高炉风口双枪喷煤技术是通过在每个高炉风口上按照一定的角度配置2根煤枪进行喷煤,便于煤粉流在风口区的有效扩散,以改善煤粉的燃烧,从而最大限度实现以煤代焦,降低铁前生产成本,减少碳排放。但传统的喷煤方式为单风口、单煤抢,对喷煤量和喷吹效果有一定的限制。