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。     

高炉喷吹煤配加供料系统除尘灰可行性分析

除尘灰的合理利用一直是钢铁厂面临的问题之一,近年来国内重点钢铁企业都在将干熄焦除尘灰配入喷吹煤中进行高炉喷吹,实现了除尘灰的资源化利用。为了明悉不同除尘灰进行高炉喷吹时工艺性能的区别,提升高炉消纳除尘灰的能力,对首钢京唐公司所产干熄焦除尘灰CC9、供料系统除尘灰C8和CCJ1及其与煤粉混合喷吹的可行性进行分析,并根据研究结果在首钢京唐3号高炉进行工业试验。研究结果表明,3种除尘灰均具有高固定碳含量和低的挥发分,燃烧性能比高炉喷吹煤粉差,在配加比例不超过5%情况下,干熄焦除尘灰CC9混煤与供料系统除尘灰C8以及CCJ1混煤燃烧曲线接近,供料系统除尘灰可以配加到煤粉中进行高炉喷吹。从工业试验结果来看,配加5%供料系统除尘灰对高炉喷吹煤粒度、除尘灰成分以及高炉炉况和燃料消耗均不会造成较大影响,可以替代干熄焦除尘灰,弥补除尘灰高炉喷吹资源缺口。     

柳钢高炉喷吹煤燃烧特性的实验研究

采用热重法测定了柳钢高炉各喷吹煤种(包括6种国内无烟煤、8种国内贫瘦煤、2种烟煤和澳煤)及混合煤粉的燃烧特性。实验数据表明:各喷吹煤种的燃烧特性差别很大,采用25%国内无烟煤+25%高挥发分烟煤+50%澳煤混喷,煤粉的燃烧特性适宜柳钢高炉喷吹。     

基于混料设计的高炉喷吹煤配煤结构优化研究及应用

为解决太钢高炉喷吹煤配煤成本和煤粉质量相悖的问题,运用混料设计中极端顶点法进行试验设计,建立多指标响应优化模型。结合太钢煤种性能特点,以无烟煤、清徐煤、府谷煤、兰炭粉作为混料的4种因子,将混合煤的配煤成本、固定碳含量、挥发分、灰分、硫分和发热量等指标进行优化分析。在当前价格体系下的研究结果表明,当无烟煤、清徐煤、府谷煤、兰炭粉的比例为18∶36∶34∶12时,配煤成本和煤粉质量综合效益最优。本研究应用于太钢配煤现场生产中,取得煤粉固定碳质量分数高于72%、燃料比降低10 kg/t、配煤成本降幅显著的效果。     

鞍钢高炉喷吹煤粉合理配煤的试验研究

介绍了国家“八五”重点攻关课题“氧煤强化炼新工艺研究”中高炉吹烟煤、无工混配煤的实验室研究及工业试验室研究应用情况,探讨了高炉喷吹煤粉的合理配煤结构。在鞍钢生产条件下,对于喷煤量１００ｋｇ／ｔ铁以下,不富氧成低富氧的１０００ｍ＾３级高炉,所喷混煤的挥发分控制在１８％左右比较合适。     

高炉喷吹不同质量煤粉的效果

本文对挥发分、灰分含量不同的喷吹用煤在高炉冶炼中的效果做了系统的分析计算。计算使用了在苏联A.N.RAMM教授1981年提出的方法的基础上构成的、可以比较各种煤粉质量因素对高炉冶炼指标的影响并给出各种冶炼指标与煤粉质量因素间的多元线性回归方程的数学模型。分析计算的结果表明,在一定冶炼条件的限制下,低挥发分和低灰分煤最有利于扩大煤粉喷吹量和降低燃料消耗;要充分重视提高风温在煤粉喷吹中的作用,改进热风设备和操作,努力提高风温;富氧鼓风是进一步扩大喷吹量时必不可少的措施。     

贫煤在大型高炉喷吹的实践

主要介绍山西潞安地区的一种贫煤的工艺性质及其在宝钢大型高炉喷吹应用的实践。贫煤是较为丰富的资源,工艺性质除挥发分略高外,灰分、硫分、发热值等指标都与常用无烟煤接近,其爆炸性及结焦性也符合高炉喷吹要求。在大型高炉做喷吹试验时,逐步提高配比,跟踪各项生产指标,高炉喷吹生产反映良好,表明贫煤可替代无烟煤混合喷吹。同时根据贫煤的资源量和使用范围,使用贫煤具有良好的经济效益。     

宁钢高炉喷吹煤粉质量综合评价法

喷吹煤粉质量综合评价法是宁钢高炉为了适应外部市场条件的变化,在原有的喷吹煤质量评价基础上研究产生,主要适用于喷吹煤粉质量、中等挥发分无烟煤性价比的管理,通过对外购喷吹煤粉质量的跟踪,建立综合评价体系,为公司采购部门提供采购依据。     

高炉宽粒径喷煤节能降耗的相关研究

研究了高炉喷吹宽粒径煤粉的可行性和放宽粒径对高炉煤粉利用率的影响。测定了安钢2号高炉喷吹煤粉的粒径分布,以及不同粒径煤粉的燃烧率,并在2号高炉进行了喷吹煤粉粒度逐步放宽的工业试验。工业试验结果表明:放宽粒径前后煤粉利用率稍有降低;当挥发分保持在18%以上,煤粉中74μm的比例完全可以放宽到60%;同时,磨煤能耗显著降低,制粉效率明显提高。     

NLMK高炉喷吹煤粉优化搭配

得益于丰富的天然气资源,俄罗斯众多钢铁厂使用天然气进行高炉喷吹。为实现资源的合理配置以及效益最大化,提高高炉喷煤量、减少天然气使用成了新利佩茨克钢铁公司发展新方向。对俄罗斯所提供的两种高挥发分煤(1号、2号)和2种挥发分含量较低的煤(3号、4号)以及经配煤处理后的混煤进行工业分析和着火点、爆炸性、灰熔点等喷吹特性研究。研究发现1号和2号煤具有强爆炸性和较低的着火点,而3号和4号煤着火点较高,燃烧率较低。4种煤粉均不适于高炉单独喷吹。经混煤处理后的煤粉无爆炸性,燃烧率高于贫瘦煤,着火点介于对应2种单煤之间,灰分的质量分数均低于8%,低于国内高炉喷吹用煤对灰分要求。但俄罗斯煤的可磨性普遍较差。在所设定的混煤方案中,2号烟煤与4号贫瘦煤的混煤着火点适中、燃烧率较高、可磨性较好,较适合高炉喷吹,其中2号烟煤占40%时最适合高炉喷吹。     

高炉富氧喷煤技术研究开发的进展

近年来,研究开发了一系列高炉富氧喷煤关键技术,如氧煤枪、炉前供氧与安全控制、煤粉流量计量与控制以及煤粉混合喷吹等技术。氧煤枪在包钢、鞍钢试用效果良好,单枪喷煤量和供氧量分别达到1200～2500kg/h和150～300m~3/h。首台高炉炉前供氧及安全控制装置将在天津铁厂投入使用。电容噪声传感器及相关仪可用于支、总管煤粉流量的测量。煤粉燃烧促进剂A、B可大大提高煤粉的燃烧率。     

广钢高炉喷煤技术进步

广钢现有高炉两座 ,其容积分别是 30 0 m3(3号高炉 )和 35 0 m3(4号高炉 )。高炉喷煤工程在 1998年4月投产 ,先后进行了弥补设计缺陷的技术改造和喷吹烟煤、提高制粉量的适应性技术整改 ,有效地提高了制粉能力 (提高近 6 0 % )。同时进行了高炉工艺的技术调整 ,为高炉提高喷吹量创造了条件 ,喷吹量提高 4 0 % ,并取得了煤比逐年提高和 181kg/ t的历史最高月煤比的实绩。实现了不同煤种的混合制粉和混合喷吹 (其中烟煤比例占 6 6 .7% ) ,提高了置换比。广钢高炉喷煤技术取得了较大的进步。     

低质焦炭下高炉炉尘及喷吹煤粉利用率

 为了研究低质焦炭条件下高炉喷吹煤粉的利用率,对安钢高炉两批低质焦炭及炉尘进行取样分析。测定了焦炭的常用质量评价指标及炉顶除尘灰的碳质量分数,并采用岩相测试技术分析了炉尘未消耗煤粉和焦炭的不同结构形态,定量地给出了炉尘中未消耗煤粉和焦炭颗粒的质量分数。结合安钢配煤现状,考察了3种高炉所用喷吹原煤不同粒径的燃烧率,并讨论了不同烟煤配比下挥发分质量分数对不同粒径煤粉燃烧率的影响,为低质焦炭条件下提高煤粉利用率提出合理化建议。结果表明,低质焦炭条件下,炉尘碳质量分数明显偏高并含有较多未消耗煤粉;炉尘中的未消耗煤粉分为热变煤颗粒和残炭颗粒,而未消耗焦炭则以镶嵌结构为主;控制焦炭质量波动、减少焦炭水分质量分数有利于降低炉尘碳质量分数;安钢喷煤首选无烟煤应为B煤,喷吹煤粉的挥发分适宜控制在17%左右。     

浓相输送煤粉燃烧特性分析

对不同固气比下煤粉的燃烧特性进行了数值模拟和理论分析。结果表明：（１） 随着固气比的增加,风口内煤粉燃烧率增加;（２） 固气比为２０ｋｇ（ 煤粉）／ｋｇ（ 气）时,风口端部平均温度最低;（３） 为提高高炉煤比,固气比应达到３０ｋｇ（ 煤粉）／ｋｇ（ 气） 以上。     

高炉喷吹石油焦的可行性研究

选用石油焦替代部分高炉喷吹用煤,并通过对其着火点、反应性、燃烧性能、可磨性及输送性能的系统研究发现,高炉喷吹石油焦可改善煤粉的燃烧性能、降低能耗。综合考虑输送性能及高炉所能承受的硫负荷,高炉喷吹石油焦的配比不宜过高。     

喷吹给煤系统在烟化炉生产中的应用

对烟化炉喷吹给煤系统组成、工作原理进行了介绍。结合不同应用形式,分析了以一次风作为输送风,和以压缩空气作为输送风两种应用方式的特点,从设备配置、适用性等方面对每种应用形式进行了讨论,对喷吹给煤系统在大型烟化炉生产中的工艺流程和设计思路进行了介绍。     

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。     

高炉喷煤系统改造的实践

邯钢针对4号高炉喷煤工艺无法满足大修后喷吹能力的现状,借5号高炉大修扩容之机对其喷煤系统进行了改造;并采用双罐并列单管路、浓项输送、直接喷吹的工艺流程,满足了该高炉喷煤工艺的要求。     

高炉喷煤系统改造的实践

邯钢针对4号高炉喷煤工艺无法满足大修后喷吹能力的现状,借5号高炉大修扩容之机对其喷煤系统进行了改造;并采用双罐并列单管路、浓项输送、直接喷吹的工艺流程,满足了该高炉喷煤工艺的要求。     

酒钢高炉喷煤的扩能改造

由两座高炉年产生铁120万t,吨铁喷煤量最大140kg,需煤粉量20～22t/h扩能改造为两座高炉年产生铁210～230万t的能力,需煤粉量为50～55t/h,将制粉系统由一个系列(能力为26t/h)扩建成两个系列(能力为56t/h),煤粉输送采用浓相输送.