提高喷煤量对高炉风口焦性状的影响

在不同喷煤比操作的宝钢高炉上进行了多次风口取样 ,对风口试样的性状、焦炭降解、未燃煤粉积存和炉缸现象等作了详细研究。结果表明 :随喷煤量提高 ,风口回旋区缩短 ,焦炭劣化加剧 ,煤粉消耗率下降 ,炉芯透液性变差。研究结果可以指导喷煤操作、监控焦炭质量、控制炉缸侧壁侵蚀等。     

未燃煤粉在高炉内的消耗行为

向高炉内喷吹煤粉可代替作为燃料的焦炭，但随着喷煤量升高，风口前燃烧空间（回旋区）内的燃料难以完全消耗，因此，为使在量喷煤操作稳定且有效地进行，有必要从燃料之外的角度来说明煤粉在炉内的消耗行为，试从还原剂角度来讨论了回旋区作为燃烧而未增消耗的未燃煤的消耗行为。     

采用风口测量枪微波反射方法分析高炉风口回旋区的形成

通过利用风口测量枪进行的微波反射测量方法讨论了大煤粉喷吹量条件下高炉风口回旋区的形成.由于喷吹煤粉的燃烧,作为焦炭进入风口回旋区动力的焦炭流量减小,定义为微波反射最大位置的风口回旋区深度缩小.该项技术可以探测风口回旋区的短时塌缩现象,并证实风口回旋区在煤粉喷吹中的稳定性与全焦操作中的不同.总结了风口回旋区的形成对高产中使高炉发生功能紊乱的布料不稳定状况的影响.     

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。     

高炉大量喷吹煤粉的探讨

通过煤粉燃烧研究成果和喷煤实践的分析得出如下初步认识：煤粉在高炉风口区燃烧过程与一般工业炉不同，因风速高，煤粉停留时间短，煤粉在风口前端很难达到较高燃烧率；氧煤枪对延长煤粉停留时间的作用有限，据国内外多数大喷煤量高炉的实践，２００ｋｇ／ｔ以下喷煤量不一定要使用氧煤枪，风口未燃煤粉并不可怕，因其气化率比焦炭高若干倍，能优于焦炭参加还原反应，有利于改善矿石高温性能，减少焦炭粉化和高炉顺行，粒煤具有节约     

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。     

高炉冶炼喷煤最佳化

本研究是关于从理论上将高炉喷煤状态最佳化的一种尝试。首先,根据简化的回旋区模型,研究煤粉在回旋区的燃烧状态,并将其研究结果同风管区的燃烧理论相结合,来计算喷煤和鼓风的最佳条件。对这一最佳化提出两个影响因素:其一是完全燃烧因素,它描述回旋区内喷吹煤粉全部燃烧的可能性;其二是所谓煤灰的沉积因素,它描述熔融的灰分沉积到风管和风口壁上的可能性。要实现良好的喷煤操作,二者的值都应低于预想值。应用日本多数高炉喷煤的一些实验数据,对获得的理论进行了检验。为了弄清楚一些操作参数,对完全燃烧和煤灰沉积因素的影响,还做了理论上的一些灵敏性试验。     

高炉的高喷煤比

成功的提高喷吹率依赖于煤气分布的控制和喷吹煤粉的足够的燃烧率，实验室用一个空的炉子和一个装有焦炭床的炉子研究煤粉在回旋区的燃烧，试验表明在艾莫伊登厂使用的高挥发分煤有较高的燃烧率。在高炉的高喷煤比试验期间，从风口水平的焦炭结构和炉尘取样调查表明在喷吹率为１９０－２１０ｋｇ／ｔ铁时喷吹的煤粉可得到有效的利用。从炉顶逸出的喷煤碳含量小于１％，而且不会受煤粉喷吹率的影响。     

高炉风口取样技术及其在宝钢的应用

风口取样是国内外研究高炉风口回旋区和死料柱的必备手段。通过风口取样研究焦炭的劣化和喷吹煤粉的行为，对监控焦炭质量和指导高炉操作具有重要意义和实用价值。作者对宝钢高炉风口取样机的构造、性能和采用风口取样技术所取得的研究成果进行了阐述。     

宝钢焦炭在高炉内粒度降解

采用实验室模拟高炉局部条件和风口焦取样分析相结合的方法，研究了高炉中焦炭粒度降解的机理，及高炉喷煤量对焦炭粒度降解的影响。试验结果表明，在软融带焦炭内部结构被明显破坏，抗劣化能力下降；在风口回旋区焦炭磨损产生大量粉焦；此外随喷煤水平的提高，焦炭粒度降解程度呈明显增大的趋势，随着喷煤量的提高，焦发冷热强度必须与其相匹配。     

SiO_2还原对高炉风口前理论燃烧温度的影响

风口前理论燃烧温度是衡量炉缸热状态的重要参数之一,而SiO2在风口前被碳还原对其产生的影响一直被忽略.通过实验研究了高炉风口前不同位置的试样,得到进入风口回旋区焦炭的温度和不同位置试样渣中SiO2的含量,从而确定出在风口回旋区SiO2的还原率,并建立了考虑SiO2还原情况下理论燃烧温度的计算公式,最后在富氧喷煤的条件下,分析和讨论了煤粉中灰分变化对理论燃烧温度的影响因素.     

高炉喷煤学术讨论文摘 增加高炉喷煤量的相关技术

要实现高炉大量喷煤，一是必须使煤粉在风口前充分燃烧、氧化；二是不影响高炉冶炼的正常进行。只有满足这两点，高炉喷吹煤粉才能最大限度地把焦炭置换出来，达到大幅度降低焦比提高产量的双重效果。但一般高炉大量喷吹煤粉后，高炉的冶炼过程会发生一系列的变化，首先影响的是高炉热制度。因煤粉直接从风口喷火，而焦炭则是降到风口燃烧前已预热到1500℃。据有关资料介绍，在干风温1000℃下，止g焦炭在风口前燃烧所产生的热量约15490kJ，而1kg含炭量相同的煤粉在风口前燃烧产生的热量只有14235kJ。根据风口区热平衡，喷吹煤粉50kyt，风口…     

风口取样装置在攀钢的应用

通过对高炉风口取样装置取出的焦炭的粒度、热性能、灰成份、碱金属含量的分析研究,分析结果表明,攀钢高炉风口回旋区长度约为2m,高炉风口回旋区沿径向上,焦炭灰分、碱金属、热性能都先变小后变大。随着喷煤量的增大,风口焦的平均粒度变小,回旋区缩短。     

高炉高煤比喷吹煤种的选择

根据吹煤粉在高炉中的历程,分析了喷吹煤种对煤粉在风口回旋区的燃烧和未燃煤粉在炉内的气化的影响,认为合理选择煤种是提高高炉喷煤量的重要条件。     

高喷煤比操作对焦炭劣化的影响

为考查提高喷煤量对焦炭在炉内劣化的影响，在宝钢高炉上进行了风口取样研究。结果表明，喷煤量达到200kg/t以上时焦炭劣化严重。高炉生产实绩回归显示，焦炭的热性能对高炉透气性的影响比冷强度显著。分析认为焦炭热性能指标CRI、CSR对高炉高煤比操作更重要。借此还提出了提高喷煤量和改善焦炭质量需加强研究的课题。     

关于高炉富氧喷煤技术问题的探讨

文章简介了高炉煤粉燃烧过程和燃烧机理，探讨了提高煤粉燃烧率及喷煤量的一系列技术问题。分析认为，煤粉在风口区的燃烧是一复杂的物理化学反应过程，其在风口回旋区内的燃烧率一般只有７０￣８０％，未燃烧煤粉对高炉顺行的破坏作用不容忽视。     

高炉喷吹煤粉的数学模型

炼铁高炉是移动床工艺用于固相加工的重要特殊例子。根据物料和热的微分平衡,对高炉风口喷吹煤粉时所发生的传递现象和化学反应进行了解析。本文中数学模型的理论计算值和高炉实测结果的一致性证明了模型的可靠性。本文提供的软件具有通用性,只要输入不同高炉的鼓风条件、燃料喷吹量、风口直径等初始参数,就可以预报任一参数的变更对炉内状况(诸如炉内气体组分、温度、诸反应速率、回旋区深度、置换比等)的影响,由此不仅可判断高炉内的燃烧状况,而且为高炉操作选择合适的鼓风参数及喷煤量提供了计算方法,以便控制高炉内气流分布和炉温,使高炉操作正常。     

风口焦炭取样研究对高炉操作的指导

根据首钢4号高炉风口焦炭取样的数据，分析了回旋区焦炭带的长度与实际风速、风口焦炭粒度及焦炭质量的关系，探讨了煤比与渣量及回旋区焦炭带的长度的关系；探索了高炉透气性指数与实际风速、煤比、风口焦炭粒度及高炉布料制度之间的关系。通过对炉缸径向煤气压差分析对高炉焦炭负荷、上下部制度的合理调整提出了建议。相关建议实施后，高炉技术经济指标明显改善。     

高喷煤比操作对焦炭劣化的影响

为考查提高喷煤量对焦炭在炉内劣化的影响,在宝钢高炉上进行了风口取样研究.结果表明,喷煤量达到200 kg/t以上时焦炭劣化严重.高炉生产实绩回归显示,焦炭的热性能对高炉透气性的影响比冷强度显著.分析认为焦炭热性能指标CRI、CSR对高炉高煤比操作更重要.借此还提出了提高喷煤量和改善焦炭质量需加强研究的课题.