高炉炉尘中未消耗煤粉和焦炭比例的研究

测定了宝钢高炉炉尘的粒度组成和分布,二次灰的粒径主要以小于149 μm的为主,占85%左右,重力灰的粒度主要以74～297μm的为主,占60%左右.通过岩相显微分析确定了炉尘中未消耗煤粉和焦炭存在的不同结构形态.根据炉尘中煤粉和焦炭中碳的消耗程度,给出了由显微分析结果计算出的宝钢高炉大喷煤时炉尘中未消耗煤粉碳所占的百分比的定量表达式.     

高炉炉尘中含碳物质来源

宝钢1^#高炉二次灰粒径主要以小于149μm为主,约为80%,粒度分布是2个正态分布曲线的组合.重力灰粒径主要以74～297μm为主,约为65%,粒度分布是3个正态分布曲线的组合.通过岩相显微分析确定了高炉炉尘中未消耗煤粉和焦炭存在的不同结构形态.根据炉尘中煤粉和焦炭中碳的消耗程度,由显微分析结果进行计算,给出了在常村煤工业试验炉尘中未消耗煤粉碳所占比例的公式.     

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。     

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。     

高炉大喷煤时煤粉利用率的研究

根据岩相显微分析和化学分析的结果,计算了宝钢高炉不同煤比操作条件下,炉尘中未消耗煤粉中的碳含量.给出了在正常生产情况下,炉尘碳含量与未消耗煤粉碳含量的关系式.确定了高炉喷煤比与炉尘碳含量和未消耗煤粉碳含量与喷煤比的关系式,进而计算了宝钢高炉在不同喷煤条件下煤粉在高炉内的利用率.为高炉大喷煤提供了必要的分析手段.     

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。     

高炉喷吹常村贫煤时煤粉的利用率

根据岩相显微分析和化学分析的结果,计算了宝钢1^#高炉在进行常村贫煤工业实验时炉尘中未消耗煤粉中的含碳量,确定了常村煤的加入量在20%～40%的条件下炉尘中的含碳量和未消耗煤粉含碳量.给出了宝钢高炉在不同喷煤条件下煤粉在高炉内的利用率.     

不同喷吹煤种对除尘灰中未燃煤粉影响

 国内某钢厂一座高炉现阶段喷煤量为160 kg左右,对其使用晨旭煤做喷吹煤时和正赫煤做喷吹煤时的2个阶段的高炉除尘灰（重力除尘灰和布袋除尘灰）进行了研究。高炉的重力灰和布袋灰的粒度组成和分布表明：重力灰中粒径主要集中在10～110 μm,小于110 μm颗粒占96%左右, 大于74 μm,小于297 μm的颗粒约占60%;布袋灰的粒度分布图大致集中在3～30 μm,小于20 μm颗粒占到80%以上。通过岩相显微分析得到了重力灰和布袋灰中的各显微组分的面积比,并根据除尘灰中未燃煤粉和焦粉的消耗程度,结合化学分析和岩相显微分析结果计算,得到了该高炉喷吹不同煤种时除尘灰中未燃煤粉所占的百分比。最后,初步得出喷吹不同煤种对高炉除尘灰中未燃煤粉质量分数的影响,即与晨旭煤相比,正赫煤的反应性和燃烧性都较好,喷吹期间,炉尘中产生的未燃煤粉较少,煤粉利用率较高。同时也表明,实验室热重法测得的燃烧性和反应性可以作为评价煤粉最终利用率的2个重要参数,为钢厂实际生产中的喷煤评价和煤种选择提供了可靠的新方法。     

高炉喷吹重力除尘灰研究

分析了邯宝钢铁有限公司高炉重力除尘灰的着火点、可磨性、喷流性等性能,利用煤粉燃烧炉研究助燃剂对除尘灰燃烧率的影响,采用煤岩学岩相测试技术分析除尘灰中未燃煤粉和焦炭存在的不同结构形态,确定了邯宝高炉除尘灰中含碳物质的来源。结果表明,邯宝高炉除尘灰中的碳元素含量比较高,且其可磨性、喷流性能优于喷吹煤粉。高炉重力除尘灰中焦炭的显微组成包括块状结构、片状结构、流动结构、粒状镶嵌结构和类丝碳;未燃煤粉的显微组成包括有机残碳颗粒、微变原煤颗粒、气孔原煤颗粒。结合喷吹高炉重力除尘灰经济效益的分析,得出邯宝高炉可以进行重力除尘灰的喷吹应用。     

宝钢高炉大量喷煤时煤粉在炉内的利用状况

通过炉尘取样,分析了宝钢高炉喷煤比增大到２００ｋｇ／ｔ时炉尘灰量、炉尘碳含量及其中未燃发含量的变化;分析了影响炉尘及未燃煤粉吹出量的因素。利用碳平衡模型对煤粉在炉内不同 消耗量进行了解析,计算了实测结果表明煤粉在炉内基本全部被消耗 。根据数据回归证明风温是实现高煤比和强化燃烧的基础,而富氧率的高代只是充分条件。     

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3 200 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,说明高炉在提高煤比的同时,还需重点关注煤粉的燃尽率。通过调节各项操作参数来提高煤粉在高炉内的利用率,可节约生产成本并保证高炉的顺行稳产。     

高炉灰中未燃煤粉含量检测方法研究

为提高高炉灰中未燃煤粉含量的检测效率及准确性,提出了一种矿相分析和化学成分分析相结合的新型检测方法。该方法利用研磨样代替镶嵌样,并用高炉灰化学成分分析对矿相分析进行验证。结果表明:铁与未燃煤粉含量的检测结果标准差分别为1.01%和0.62%,小于统计学的规定要求,说明该新型检测方法准确性良好。     

酒钢高炉在不同煤比下煤粉利用状况分析

通过对酒钢高炉瓦斯灰和污泥进行煤岩显微组分分析,酒钢高炉瓦斯灰和污泥中的碳元素含量都比较高,来源于焦炭的碳元素比例要高于来源于未燃煤粉的碳元素比例,且随着喷吹煤比升高碳元素在高炉除尘灰中的含量也随之升高。     

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。     

大高炉煤粉成分控制与瓦斯灰含碳量的研究

 对全国部分大高炉的煤粉质量和瓦斯灰的碳含量进行了分析,确定了首钢迁钢大高炉煤粉质量总体处于下等水平,瓦斯灰的碳含量偏高,达到326%(质量分数,下同)。迁钢2号高炉煤粉利用率随煤比的提高而降低,煤比在190kg/t以内时,煤粉利用率为9825%以上。在对迁钢2号高炉煤粉利用率及煤粉燃烧率研究的基础上,提出了对其煤粉质量控制的建议：煤粉中粒径在0074mm以下的比例在60%左右,煤粉挥发分控制在22%~25%比较合适。     

单颗粒煤粉燃烧数学模型

建立了单颗粒煤粉燃烧数学模型，并模拟了不同条件下煤粉的燃烧过程。模拟给出了煤粒表面温度随燃烧时间的变化关系，燃烧率与燃烧时间及煤粒直径的关系，煤粒周转膜层中气相成分及温度的分布等。     

CeO2催化强化高炉喷吹煤粉燃烧机制

为了研究稀土氧化物CeO2对高炉喷吹煤粉的助燃机制,以某炼铁厂高炉喷吹煤粉为原料,利用煤粉燃烧炉进行煤粉燃烧试验并收集未燃煤粉,通过热重-差热法分析CeO2对喷吹煤粉的助燃机制,结合XRD和SEM检测分析未燃煤粉.结果表明:助燃剂CeO2对喷吹煤粉的助燃效果显著,其添加比例控制在1.5％(质量分数)左右比较适宜;CeO2在煤粉固定碳表面上形成络合盐Ce4+(CO-)4,减弱了两相反应物间的势能垒,促使挥发分的开始燃烧放热温度降低,固定碳燃烧温度区间变窄;随着CeO2的加入,Ce4+ (CO)4成倍增长,在XRD图谱中表现为未燃煤粉的微晶尺寸逐渐增大;在CeO2的作用下未燃煤粉颗粒的平均粒径与原煤未燃煤粉颗粒的平均粒径相比减小了3.48 μm,表面出现大量孔洞结构.