高炉喷吹用煤的配煤及使用兰炭的试验

为了确定合适的配煤喷吹方案,对高炉喷吹用煤和兰炭的可磨性、爆炸性和着火点等性能进行了测试分析,探讨了配煤对煤性能的影响.研究结果表明:配煤后煤的可磨性增加,爆炸性减弱,着火点降低,因此采用无烟煤、烟煤和兰炭搭配组成的混合煤可以获得更优良的冶金性能.     

改质煤、兰炭和木炭作为高炉喷吹用燃料的基础特征

概述了改质煤、兰炭和木炭的工业分析、元素分析、着火点、爆炸性、输送性能、灰熔融特性、可磨性、热值、燃烧性和反应性。与五种传统高炉喷吹燃料的基础特性进行比较,结果表明,改质煤、兰炭和木炭具有一定的高炉喷吹燃料特征,研究结果可望拓宽高炉喷吹燃料范围。     

高炉喷吹褐煤的可行性研究

利用煤粉燃烧性能检测实验装置,研究了高炉喷吹用煤中添加褐煤对煤粉燃烧性能的影响.结果表明,添加适量褐煤可以改善煤粉的燃烧性能,起到一定的助燃作用;但由于褐煤的灰分较高,所以配煤比例不宜超过5%.     

攀钢高炉喷吹煤烟的可行性探讨

通过对攀西地区煤资源进行的调查研究以及煤的理化性能的测定，从技术和经济等方面分析了攀钢高炉喷吹烟煤的可行性。     

我国高炉喷吹用煤的最佳化

本文通过对我国煤质资料的整理分析,探讨了我国高炉喷吹最佳煤种的问题。结果表明:我国不粘煤和弱粘煤是高炉喷吹用的最佳煤种。采用高、低挥发分煤的混合喷吹及将高、低挥发分煤改质后再用于喷吹也是实现最佳煤种喷吹的途径。     

攀钢高炉喷吹用煤粉的配煤实验

为确定合适的配煤喷吹方案,在实验条件下,对攀钢高炉喷吹用煤粉进行了单种煤及混合煤的燃烧实验。实验结果表明：配煤能够改善无烟煤的燃烧效果,配煤组合及配比对混合煤燃烧率影响较大;几种煤组成的混合煤中,当烟煤配比为４０％－５０％,混合煤的燃烧效果归好;除化学成分外,煤显微组成对燃烧效果也有影响。     

中国高炉喷吹废塑料的可行性分析

介绍了对高炉喷吹废塑料进行可行性研究的必要性；阐明了废塑料的化学成分及其化学能的可利用价值；论述了废塑料在高炉内的基本反应过程和国内研究的进展情况；并以鞍钢为例，通过列举废塑料的收集、分类、除氯、投资及经济效益等影响因素，进一步分析了中国高炉喷吹废塑料的可行性。     

高炉喷吹用煤添加氧化镁混合喷吹的试验研究

针对安钢高炉喷吹用煤现状,通过对煤粉添加氧化镁混合喷吹进行了试验。在试验条件下,氧化镁的添加量对混和煤的流动性影响不大;当氧化镁和煤粉混喷时,对煤粉具有助燃作用,但当氧化镁的添加量超过5%时混和煤最高燃烧温度下降。     

兰炭用作高炉喷吹燃料的试验分析

为了研究兰炭用作某钢铁企业高炉喷吹燃料的可行性,对兰炭和高炉喷吹煤的可磨性、爆炸性、燃烧性、反应性等进行试验。结果表明,兰炭工业分析指标整体上接近无烟煤,满足高炉喷吹用煤指标要求。与无烟煤相比,兰炭灰分略高、硫分较低、发热值略低、挥发分较高;兰炭可磨性低于无烟煤,应与可磨性较好的无烟煤B、无烟煤C和无烟煤F搭配喷吹;兰炭属无爆炸性煤质,喷吹无安全隐患;兰炭燃烧性能低于无烟煤,但用兰炭替代无烟煤E不会影响高炉喷吹效果;兰炭反应性优于无烟煤,对喷吹燃料的整体反应性有提升作用,有利于保护焦炭。兰炭合理喷吹配比应控制在20%以内。     

焦粉与兰炭对高炉混煤燃烧特性的影响

 为了探究焦粉、兰炭替代无烟煤进行喷吹对混煤燃烧的影响,使用新型高炉喷煤燃烧模拟试验装置与热重分析设备,研究了焦粉、兰炭以及混煤粒度对混煤燃烧的影响。利用扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)观察了未燃煤粉的外观形貌。研究结果表明,粒度降低对燃烧有促进作用,焦粉用于喷吹的粒度应低于0.074 mm;兰炭替代无烟煤没有明显影响,而焦粉作用明显;当焦粉添加量超过15%时,混煤燃烧性能急剧下降。兰炭与焦粉对混煤燃烧性的影响不同,主要原因是兰炭与焦粉具有不同的化学性能与结构。从混煤燃烧性能的角度考虑,少量焦粉替代无烟煤用于高炉喷吹是可以被接受的。     

高炉喷吹兰炭的最佳配比

 为探究高炉喷吹兰炭的最佳配比,使用TG-DTG热分析技术研究了百善无烟煤、神华烟煤和兰炭组成混煤的燃烧特性。结果表明,混煤中兰炭配比量增加可以降低煤粉的着火温度与燃尽温度,缩短燃烧时间,提高综合燃烧特性指数,改善混煤燃烧性;升温速率增大,混煤反应速率峰值升高,综合燃烧特性指数升高,混煤燃烧性得到优化。使用KAS等转化率法分析了不同混煤方案的燃烧过程动力学,当兰炭配比量由0增加至40%时,活化能分别为115.25、113.03、112.22、108.20 和104.53 kJ/mol,兰炭的加入可以降低混煤的表观活化能。     

高炉氧煤喷吹单独供氧与综合强化燃烧的研究

研究表明，高炉氧煤喷吹及强化煤粉燃烧利用逆向，交叉射流供氧的方法比一般富氧鼓风效果要好，高炉富氧率为４％时，可增加煤粉燃烧率５％～８％。催化一单独供氧综合强化燃烧是提高煤粉燃烧率的更有效方法。     

氯对高炉喷吹煤粉燃烧过程的影响

氯对高炉喷吹煤粉燃烧过程的影响与氯在煤粉中的赋存状态有关。当煤粉中的氯以C1-离子形态与金属离子形成化合物的状态存在时,煤粉中的氯则会抑制煤粉在高炉风口区域的燃烧过程。当煤粉中氯以HCl的形式存在时,煤粉中的氯则会改善煤粉在高炉风口区域的燃烧过程。在高炉喷吹煤粉燃烧过程中,17%左右的氯进入未燃煤粉中,进入到高炉煤气中的氯为83%左右。     

高炉喷吹生物质水热炭的可行性分析

 钢铁生产制造过程消耗大量化石燃料,同时排放大量CO₂和污染物,降低钢铁生产过程CO₂排放成为实现钢铁工业“碳达峰”和“碳中和”目标的关键。生物质作为植物光合作用的产物,具有产量大、可再生、碳中性的特点,是唯一具有可再生性能的含碳清洁能源,具备良好的可存储性和易运输特点,将丰富的生物质资源高效应用于高炉炼铁生产成为钢铁工业实现绿色可持续发展的关键。但生物质普遍具有水分含量高、固定碳含量和发热值低、碱金属(K、Na)有害元素多和粉碎性能差的缺点,不经炭化处理难以满足高炉炼铁生产对喷吹燃料的工艺性能要求。对比分析了热解炭化和水热炭化技术原理的差异,并对两种技术制备获得生物质炭的高炉喷吹基础性能和工艺性能进行了系统检测。结果表明,热解炭化能够脱除生物质中的挥发分,提升固定碳的含量和发热值,但灰分和碱金属元素在热解过程中会富集到生物质炭中,造成热解生物质炭中灰分和碱金属元素含量大幅增加,4种生物质热解炭中碱金属元素质量分数普遍大于1%,远超高碱度煤中碱金属元素含量的标准,不能作为喷吹燃料替代煤粉进行高炉喷吹生产。水热炭化在脱除挥发分的同时,能够有效脱除溶解生物质中的矿物元素,制备得到的生物质水热炭具有灰分和碱金属元素含量低、固定碳和发热值高的特点,同时生物质水热炭还具有高的可磨性和优良的燃烧性能,能够满足高炉喷吹的要求。生物质水热炭化技术解决了生物质能量密度低、有害元素含量高、粉碎和喷吹困难等限制性问题,通过生物质水热炭化技术制备优质碳中性燃料进行高炉喷吹新技术的实施,支撑了宝武集团实现绿色低碳炼铁。     

兰炭对高炉混煤喷吹特性的影响

采用WCT-2C型微机差热天平、灰熔点测定仪、BT-1000粉体综合特性测试仪和可磨性测试仪,研究了兰炭配加质量分数为0、30%、40%、50%和100%时对无烟煤燃烧性、反应性、灰融性、流动性和可磨性的影响。结果表明,兰炭可以改善无烟煤的喷吹特性。随着兰炭含量的增加,煤粉着火温度及燃尽温度降低,燃烧时间缩短,综合燃烧指数明显提高,燃烧特性得到改善,煤粉的反应性增强,灰熔融性温度和可磨性指数均降低。兰炭的加入对煤粉的流动性(混煤流动性指数和喷流性指数)影响不明显。而且兰炭配加质量分数不超过40%时,混煤可以满足高炉喷吹条件。     

高炉喷吹不同比例混合煤的效果研究

将炼铁厂高炉喷吹所使用的无烟煤、烟煤、褐煤以不同配比制取混合煤样,对其着火点、可磨性以及燃烧性能进行研究.实验结果表明:每加入5％褐煤后会降低混合煤样的着火点4℃左右;在烟煤、无烟煤混合的煤样中加入15％褐煤会使可磨性指数加权值减少7,但实际值降低了 14.加入褐煤后,2种配煤方案中煤粉燃烧性能的主要影响为降低着火温度...     

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0.7～3μm,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。     

高炉喷吹用煤的可磨性研究

在对高炉喷吹用煤和兰炭进行工业分析的基础上,对不同比例兰炭与煤混合试样的可磨性分别进行了测试分析。结果表明,试验用煤和兰炭的水分含量均高于喷吹用煤指标要求,可磨性指数普遍偏低,其中高挥发分烟煤的可磨性最低,不符合喷吹用煤要求。