高炉两段式喷吹煤粉工艺的生产实践

两段式喷吹煤粉工艺应用于瑞典SSAB Oxel(o)sund 2号高炉,效果显著.结果表明:若维持风口喷吹煤粉量不变,两段式喷吹煤粉工艺可以提高喷煤量,降低焦比,当第二段喷吹煤粉量5 kg/t时,焦比下降5 kg/t;改善高炉料柱透气性,降低料柱压差,使炉内煤气流分布更加合理,有助于高炉操作稳定,提高煤气利用率;第二段喷入的煤粉可以在高炉内被充分利用,并可以有效地抑制焦炭强度在高炉内的劣化,有助于降低在实施大喷煤工艺时对焦炭质量的苛刻要求;有助于减少炉墙热损失.     

未燃煤粉在高炉内积存量影响的模拟试验

大喷吹煤粉由于在风口前未能充分燃烧而形成未燃煤粉,利用焦炭充填床模型试验研究宝钢高炉条件下未燃煤粉积存量在炉内的影响。研究结果表明：炉内未燃煤粉在料柱中某段出现积粉量超限,将会导致压差波动,诱发悬料;供风速度提高,则单位料柱压差上升。     

高炉煤粉喷吹对风口焦炭回旋区边沿的压力,温度以及炭素粉率的影响

本文作者利用充填了焦炭的试验炉进行了煤粉喷吹试验,力图弄清高炉内煤粉的燃烧特性及其对炉况的影响。本文研完了煤粉喷吹量和烧结矿的装入量对炉内压力损失,温度和粉率分布的影响。在试验结果的基础上,对高温煤气实地分析,测出了未燃烧煤扮及焦炭粉的“贝—波”反应速度结果如下: ①随着煤粉的喷吹,送风压力升高,这与风管内煤粉的燃烧,风速的增加有很大关系; ②在炉内蓄积的未燃烧的煤粉,由于CO_2的作用,其气化要比焦粉早得多,而对炉内压力损失的影响不大; ③由于喷吹量的增加,炉腹周围的焦炭下降速度降低,故使高炉热损失增加。     

高炉喷煤未燃煤粉炉内行为的试验研究

在实验室模拟条件下,研究了高炉喷煤未燃部分存积在炉内的行为。试验表明,高炉内未燃煤粉无论分布于何处,都会恶化料柱透气性。高炉边缘气流的发展,不仅增加煤粉吹出量,而且煤粉在炉墙处与渣的接触,使其变稠,导致炉墙结厚、结瘤或烧坏风口。提高高炉喷吹煤粉的燃烧率是减少炉内未燃煤粉的关键。     

直吹管内煤粉燃烧的数值模拟

高炉喷煤粉时,由于煤粉的不完全燃烧,在风口处会产生未燃煤粉,影响高炉的透气性.利用商业软件fluent研究了煤粉在直吹管内的燃烧情况,通过对不同的喷吹量和粒径对煤粉燃烧进行分析,得到煤粉在直吹管内燃烧大致情况.当颗粒的直径从30 μm增加到90 μm时,煤的燃尽率从 37.3 %降低到28.8 %,模拟结果与实际基本符...     

焦炉燃烧室煤粉-燃气混燃过程数值模拟

为简化焦化厂煤粉资源化利用工艺,改善焦炉燃烧室炉墙温度均匀性,提出新型煤粉-燃气混燃供热模式,并通过数值模拟方法研究了喷煤时空燃比、喷煤位置对JN60焦炉燃烧室内温度特征、炉墙温度分布的影响。结果表明,当空燃比为1.2∶1.0时,燃烧室中部喷吹煤粉会降低炉墙平均温度、增加炉墙高向温差;喷吹煤粉条件下增大空燃比能有效提升炉墙温度;煤粉在燃烧室底部喷吹时可起到延迟燃烧、提高炉墙高向温度均匀性的效果。     

朝阳钢铁高炉喷吹煤配煤结构变化生产实践

基于对朝阳钢铁高炉喷吹煤配煤结构变化过程中炉况的波动进行总结与分析发现,在高强度冶炼下,高炉喷吹煤粉中固定碳、挥发分的变化幅度较大时,对煤气流分布及料柱透气性有很大影响。在一定条件下,煤粉固定碳降低,煤比升高,导致料柱透气性变差,煤粉挥发分的升高对边缘气流的影响较大。针对上述情况,制定了高炉在喷吹煤配煤结构改变时,预防炉况波动的应对措施,从而降低了喷吹煤配煤结构变化对炉况的影响。通过朝阳钢铁几次煤种转变的实践生产,分析、研究了喷吹煤粉固定碳造成的煤比及挥发分的变化对炉况的影响以及如何应对这种变化,以供参考。     

两段式喷吹煤粉工艺的实践研究

两段式喷吹煤粉工艺具有保护炉内焦炭强度、降低高炉料柱压差的特点,有利于提高煤粉喷吹量、强化高炉冶炼,同时还可以降低高炉大喷煤对焦炭质量的苛刻要求。两段式喷吹煤粉工艺在某钢铁公司日产达到约3 200t的高炉实施,通过对风口焦炭、高炉尘及高炉操作指标的分析,考察了两段式喷吹煤粉工艺的应用效果。工业实践表明:该工艺能有效地保护焦炭强度,改善高炉炼铁的各项技术指标。     

混合喷吹煤粉和废塑料对高炉炉腹煤气的影响

为了研究混合喷吹时煤粉和废塑料对高炉炉腹煤气的影响,通过计算,得到喷吹不同比例混合的煤粉与废塑料时高炉炉腹煤气量及煤气成分。结果表明:随着混合燃料中废塑料比例增加,炉腹煤气量增加,煤气成分也相应改变;当PE(煤粉与聚乙烯)∶PP(聚丙烯)按5∶5混合时,炉腹煤气中φ(CO+H2)所占比例为47.96%,而单一喷吹煤粉时φ(CO+H2)所占比例为44.44%。     

莱钢高炉喷吹煤粉利用率研究

测定了不同高炉炉尘中碳含量及矿物组成,分析了不同煤比对高炉炉尘中碳质量分数和未消耗煤粉比例的影响,确定了莱钢4座高炉在不同喷煤比时高炉炉尘中未消耗煤粉量、焦炭量和煤粉在高炉内的利用率。结果表明,取样高炉炉尘(重力灰和布袋灰)中1#炉碳含量最高,都在50%左右;2#高炉重力灰和布袋灰中最低,含量在分别在20%~30%和10%~15%;炉尘中未消耗焦炭以镶嵌结构为主,布袋灰中未消耗焦炭与煤粉面积比例远低于炉尘;高炉喷吹煤粉利用率达到98.17%以上。随着喷煤比增加,高炉吨铁炉尘量、未消耗碳呈现增加的趋势。高炉操作应根据原料条件合理控制喷吹煤比,降低炉尘碳含量。     

高炉下部气体动力学条件与产量优化

 从高炉下部气体动力学条件出发，建立了反映高炉重要操作参数和最大产量之间对应关系的产量优化模型。模型计算结果表明，炉腹和死料堆焦炭的平均粒度增加5 mm，产量约提高20%；渣比下降100 kg/t，产量约提高8%；炉渣粘度下降01 Pa·s，产量约提高4%；炉顶压力增加50 kPa，产量约提高6%；富氧增加1%或提高风温100 ℃，产量约提高2%。如果维持合适的理论燃烧温度不变，高煤比时提高富氧率对产量提高的作用比煤比小时更大。结合合理的上部调剂手段，提高未燃煤粉在炉内的利用率，在大喷煤比下将大型高炉的利用系数提高到30 t/(m3·d)的水平是完全可能的。     

高炉喷吹煤粉燃烧性与反应性的研究与应用

为了研究高炉喷吹煤粉的冶金性能，采用热重分析法对6种无烟煤和1种烟煤进行燃烧性与反应性研究。结果表明，与无烟煤相比，烟煤在不同温度下的燃烧性和反应性均明显高于无烟煤。混煤的燃烧率实测值大于加权值，使用混煤可以发挥无烟煤和烟煤各自的优点，加快燃烧过程，提高混煤燃烧率。随着混煤中粒度小于74 μm煤粉所占比例的增加，燃烧率增大。在高煤比喷吹条件下，混煤煤粉粒度小于74 μm的比例控制在75%左右。结合无烟煤的燃烧性和反应性试验结果，建议喷吹煤粉采购中应尽可能多地采购无烟煤C资源，同时控制无烟煤E的采购量；高炉提煤比操作中应将无烟煤C确定为喷吹用无烟煤的首选煤种，以提升混煤燃烧率和发挥未燃煤粉保护焦炭的作用。     

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.     

高炉喷吹煤粉混加冶金油泥的燃烧性能

 将冶金油泥与煤粉混合用于高炉喷吹可实现油泥资源化利用,提高煤粉燃烧效率。通过TG-MS研究了高炉喷吹煤粉添加污泥后的燃烧特性与气体释放特征,探究油泥有机组分和无机组分对高炉喷吹煤粉燃烧过程的影响。多种检测手段系统考察了油泥的理化性质,并通过TG-MS研究了高炉喷吹煤粉添加污泥后的燃烧特性与气体释放特征。结果表明,油泥组成主要为润滑油等有机物和以Fe₂O₃为主要成分的无机物,其粒度主要集中在0.7~3 μm,孔隙发达且多为介孔。添加油泥可以降低煤粉的着火温度和最大燃烧速率对应的温度,从而改善反应性,同时提高燃烧过程的放热量,使燃料燃烧更加充分,但当油泥添加量过大时,对煤粉燃烧热量影响较低。动力学研究发现,油泥的添加会降低煤粉燃烧反应的活化能,从而使煤粉燃烧更易进行。     

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。     

大喷煤条件下鞍钢高炉喷吹煤粉的炉内利用率

为了探究目前大喷煤条件下煤粉喷入高炉后在炉内的利用情况,对鞍钢高炉除尘灰进行收集、取样和测试;同时采用岩相分析手段观察分析高炉炉尘中未燃煤粉、焦炭和矿物质灰渣的组成及微观形貌,定量计算出除尘灰中不同含碳物质的质量分数.结果 表明,整体来看,鞍钢4座3200 m3级别的大高炉喷吹煤粉在炉内的利用率要低于其余4座小高炉,说...     

含钛炉渣稀释剂对喷吹煤粉燃烧性能的影响

 根据承钢高炉冶炼条件,以其高炉喷吹煤粉作为试验原料,利用煤粉燃烧炉模拟现场高炉风口区域煤粉的燃烧过程,探讨加入含钛炉渣稀释剂CaF2和MgO后,对煤粉燃烧性能的影响,并结合扫描电镜（SEM）观察未燃煤粉颗粒表面结构的变化。试验结果表明,煤粉中添加CaF2后燃烧率有所提高,但提高幅度不大,SEM图未燃煤粉的颗粒减小,这说明CaF2对高炉内煤粉的燃烧有一定的促进作用;添加MgO后煤粉燃烧率明显提高,当添加MgO质量分数为1.20%时,煤粉燃烧率提高了12.41%,此时未燃煤粉SEM图平均粒径为4.30 μm,比未加入稀释剂未燃煤粉的粒径小5.48 μm,并且组织颗粒的大小及分布比较均匀,综合考虑炉渣稀释剂MgO对承钢含钛炉渣的稀释作用和对高炉内煤粉燃烧的影响,含钛炉渣稀释剂MgO的最佳添加质量分数为1.20%。     

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。