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。     

唐钢1#高炉合理喷煤比分析

高炉适宜的喷煤比既可使喷入高炉内的煤粉充分燃烧、高炉顺行,又能够获得最佳的经济效益。分析了唐钢1#高炉2014年的喷煤数据,研究了限制喷煤量的因素。从理论燃烧温度、氧过剩系数以及经济喷煤比3个方面计算出现阶段1#高炉适宜的喷煤比应为135~150 kg/t Fe。     

高炉喷煤发展与前景

煤粉燃烧与利用及喷煤后高炉顺行是提高喷煤量的主要环节。本文对煤粉粒度、风口均匀喷吹、富氧（包括氧煤喷枪）、风口前适宜理论燃烧温度、料柱透气性（煤气分布与炉料运动）、煤的质量、喷煤装备等进行了论述，并就喷煤极限和发展前景提出看法。     

高炉大量喷吹煤粉的探讨

本文从煤的燃烧性能和大量喷煤对高炉冶炼的影响,探讨高炉大量喷煤的可能性。在高炉风口燃烧带的高温下,煤粉不仅与氧燃烧,而且被二氧化碳气化。不必要求氧气过剩系数达到完全燃烧的要求。为维持风口前一定的理论燃烧温度,应采取提高风温并适当富氧。大量喷煤对高炉高温区热平衡、热流比等影响不大,不会影响高炉顺行。     

进一步扩大高炉喷煤量途径的研究

由于进一步扩大喷煤量受到风口前煤粉燃烧不完全的限制,作者设计了一套直接从生产高炉风口回旋区取出燃烧过程煤粉试样的取样装置。通过取样,研究了煤粉在风口回旋区的燃烧程度及变化规律。用模拟高炉风口回旋区条件的燃烧炉,系统地研究了对煤粉燃烧的影响因素,包括采用旋流的作用。还用煤岩相方法研究了煤粉结构在燃烧过程的变化。用传热传质及反应动力学理论分析并计算了煤粉的加热速度及燃烧反应速度,讨论了一些因素对它们的作用,从而提出了扩大高炉喷煤量,改善喷煤效果的措施和建议。     

高炉喷吹煤粉的热补偿问题

一、前言 1978年初,武钢高炉才正式喷吹煤粉。由于设备、工艺方面还存在不少问题,1980年全厂高炉喷煤量仅31.3kg/t。今后随着我国能源构成的变化,重油在高炉喷吹物中的比率将越来越低,煤粉将成为武钢高炉几乎唯一的风口喷吹燃料。因此,大力增加喷煤量,充分发挥其经济效果,对于增铁节焦具有十分重要的意义。增加喷煤量后改善喷吹效果的关键在于掌握喷煤量、风温、鼓风湿度等参数影响理论燃烧温度的规律,合理地进行热补偿(有人称为温度补偿),以控制适宜的理论燃烧温度。作为这项研究的尝试,作者首先导出自然鼓风条件下理论燃烧温度计算公式,然后     

八钢煤粉灰分影响燃烧性能的试验研究

在高炉喷吹煤粉的生产中 ,煤粉灰分是影响煤粉燃烧率主要因素之一。目前 ,八钢高炉喷煤比虽已达到15 0 kg/t的喷煤水平 ,但由于煤粉灰份含量一直偏高 (Aadmax=16 % ) ,这对煤粉的充分燃烧 ,进一步提高喷煤量有较大的影响。通过对煤粉灰分的试验研究 ,定量分析了煤粉灰分对煤粉返回火焰长度及粉尘云最低着火温度的影响 ,从而找出煤粉灰份的经济控制点。     

高炉喷吹煤粉的适宜操作范围

为了降低高炉焦比,节约能源,通过首钢一高炉大量喷煤操作情况的分析,提出了高炉喷吹煤粉的适宜操作范围.无富氧喷煤量可达150kg,富氧时可达200kg以上.为提高喷煤效果,应注意维持适当的风口前理论燃烧温度和氧气过剩系数.大量喷煤后压差略有升高,但不影响高炉顺行.与炉腹喷吹还原气相比,风口大量喷煤是一种经济、有效的节焦方法.     

有限空间内煤粉燃烧特性的研究

为了提高高炉煤粉燃尽率,增强高炉的喷煤效果,研究了直吹管-回旋区内气固两相湍流、传热和煤粉燃烧的数学模型,同时基于实际高炉工艺参数,通过数值模拟研究了鼓风温度、煤粉粒径分布、混合煤粉等对煤粉燃烧的影响,采用煤粉燃尽率衡量高炉内煤粉燃烧的程度。研究结果表明:减小煤粉粒径、提高鼓风温度、增大混合煤粉中挥发分比例均可使煤粉的燃尽率升高;在燃烧过程中,挥发分燃烧量达到100%,影响燃尽率大小因素主要是固定碳的燃烧量。     

高风温对喷煤率及效果的影响

天津铁厂1987年9月试喷煤粉,1988年元月份在2号高炉投入正常运行。煤粉比风口前焦炭温度低得多,1kg煤粉加热到1500℃需要吸收1884kJ热量,分解1kg煤粉又需吸收1009kJ热量,所以喷煤后理论燃烧温度下降。伴随喷煤量增加,这种现象愈为突出。这样不仅影响喷煤效果,甚至可     

Theoretical consideration of problems relating to high coal rate injection into blast furnaces

Abstract

Some key problems relating to high rate pulverised coal injection into the blast furnace are discussed, including furnace permeability in the lower furnace and raw materials quality, heat compensation and theoretical flame temperature, oxygen enrichment, material and gas distribution control and so on. A new method of calculation of theoretical flame temperatures is proposed, taking into account coal combustion efficiency in the raceway. Measures that should be taken for increasing coal injection rates are discussed.     

武钢高炉经济性喷煤研究

为了使武钢高炉达到经济性喷煤的目标,通过煤资源调查,掌握了适合武钢喷吹用煤的煤源情况;通过对高炉大煤比条件下的风口理论燃烧温度进行计算,分析了影响高炉喷煤的主要因素;通过对武钢高炉炉尘中的残碳量及其来源进行分析,发现目前操作条件下炉尘中源自煤粉的碳量占总碳量的10%左右,此结果已用于研究未燃煤粉在炉内的利用状况及评估高炉喷吹煤粉的燃烧情况;通过对高炉操作指标进行统计分析,发现煤比在160~170 kg/t时,高炉燃料比较低。实践结果表明,上述经济性喷煤技术在5号高炉应用后,在煤比仅略增加0.8 kg/t的情况下,焦比降低了9.7 kg/t。     

A Modified Model for Calculating Theoretical Flame Temperature in Blast Furnace and Its Application

The theoretical flame temperature(TFT)before tuyere,always highly concerned by blast furnace(BF)operators,is one of the most important parameters for evaluating the thermal state of hearth.However,some influencing parameters,for example,the SiO2 reduction by carbon,were always neglected or inaccurate when calculating the TFT.According to the definition of TFT,the temperature of coke into raceway and the reduction rate of SiO2 in ash of coke and pulverized coal were obtained by analyzing the samples before tuyere in blast furnace.Taking full account of different factors,a modified model for calculating the TFT in blast furnace was established.The effects of the oxygen enrichment rate,the reduction rate of SiO2 in raceway,the ash content in coke and pulverized coal and the pulverized coal injection(PCI)rate on TFT were determined quantitatively.The modified model was applied to selecting the used coal for PCI in blast furnace.Considering the different SiO2 contents of mixed coal,the calculated TFT remained a stable level.This showed that the selected coal could be suitable for PCI in blast furnace.     

沙钢5 800 m3高炉的合理喷煤比分析

 沙钢5 800 m3高炉开炉至今,运行状况良好,在长期实践中,摸索出了合理的喷煤比。在保证氧过剩系数、理论燃烧温度和透气阻力系数的前提下,提出合理的喷煤比还应保证合适的炉腹煤气量指数。根据沙钢5 800 m3高炉的实际操作数据,提出氧过剩系数应高于0.71,理论燃烧温度约为2 350 ℃,透气阻力系数约为1.8～2.0。研究发现,由于5 800 m3高炉的炉缸直径偏小,合理的炉腹煤气量指数应在68 m/min以内。该高炉在原燃料和操作稳定的前提下,合理的喷煤比约为180 kg/t。     

高炉喷吹除尘灰的研究

 由于高炉除尘灰含有大量的铁和碳,且其排放造成严重的环境污染,因此通过现有的喷煤系统将其作为含铁原料和含碳原料从风口喷入高炉无疑是处理除尘灰的一种有效途径。考虑到喷吹除尘灰影响到炉内炉渣的碱度、铁水的硫含量、理论燃烧温度和焦比的变化,通过高炉物料平衡和局部热平衡模型计算了焦比、炉渣碱度和理论燃烧温度随喷入除尘灰量的变化,为高炉操作提供理论依据,并进行了工业试验。结果表明,焦比和炉渣碱度随除尘灰喷入量的增加而下降,而理论燃烧温度则变化不大,这些变化可以通过调整配料来应付;喷吹除尘灰后高炉透气性略有下降,所需喷吹压力增大,试验证明高炉喷吹自身的除尘灰是可行的。     

富氧喷煤高炉能量变化的分析

用计算模拟不同的富氧率和喷煤量对高炉热量分布的影响。分析富氧高炉喷吹煤量后高炉入炉风量、热风带入热量、总热收入量及理论燃烧温度的变化对高炉冶炼的影响。探讨富氧喷煤高炉热量变化的特点,结果表明：在保证高炉热量合理分布的前提下,选择好合适的喷煤量和富氧率,可以使高炉热量分布合理,燃料比降低。     

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。     

原燃料条件对高炉理论燃烧温度的影响

为了探索低品质原燃料条件下保持高炉顺行的合理热制度,推导出红钢3号高炉新的理论燃烧温度经验公式。对新旧经验公式进行对比分析,得出原燃料条件改变时风温、富氧率、煤比、鼓风湿度对高炉理论燃烧温度的影响。结果表明：原燃料条件不同,保持高炉顺行需要的理论燃烧温度不同;当原燃料条件变差时,保持高炉顺行的理论燃烧温度降低。     

攀钢新3号高炉提高煤比实践

本文对攀钢2000 m3高炉提高喷吹煤比实践进行了总结,通过喷煤相关设备的改进、稳定高风温、提高富氧率、优化高炉操作技术等措施的实施,取得了煤比130 kg/t、焦比467 kg/t的较好技术经济指标.     

安钢6#高炉短期减风后合理控制操作参数的研究

对安钢6^#高炉短期减风后操作参数的合理控制进行了分析。探讨了实际生产中调整矿批、煤量、氧量、碱度、出铁量、水压、水量、风温等参数的方法和幅度。指出在目前的生产状况下，减风后如果无富氧，继续向高炉喷煤的适宜风压最好不低于130kPa，此时煤量最高9．5t／h。