宝钢COREX-3000运行现状及发展前景

宝钢COREX-3000投产以来经历了认识、探索及改进三个阶段,在降低风口破损、提高金属化率、提高块矿比、稳定铁水质量、减少下降管堵塞、降低发生煤气管堵塞及降低燃料消耗等方面取得明显成效,炉况日趋稳定,生产过程受控,基本掌握COREX-3000的运行控制技术,为提高作业率,降低铁水成本打下坚实基础。COREX-3000需要在原燃料改善、优化配煤配矿结构、提升操作水平、煤气综合利用及保持高作业率等方面,不断改进,系统思考,实现COREX与高炉优势互补,充分发挥整体效能,是持续提高COREX竞争力的有效途径。     

COREX-3000运行分析及改进途径

分析了宝钢1号COREX-3000运行近4年的生产实绩和技术攻关问题。系统总结了COREX-3000的工艺技术和生产操作取得的重大进步,燃料比、焦比和作业率等重要指标逐年改善。影响COREX-3000生产稳定的重大问题已经基本解决,如竖炉清空周期延长,风口破损数大幅减少,下降管和发生煤气管堵塞次数明显减少,铁水质量稳定,设备运行稳定性逐步提高。提出了进一步改进、完善COREX工艺和降低成本的技术方向。     

浅析新疆地区块煤用做COREX燃料的可行性

文章介绍了针对八钢1#COREX炉开炉前对新疆煤进行的初步分析及研究.通过对8种新疆煤煤质的分析,并将其分析结果与奥钢联的选煤标准和宝钢COREX用煤的内控标准进行了对比分析,初步筛选出了部分可满足八钢COREX生产要求的煤种.     

COREX熔融气化炉中块煤裂化现象

COREX流程主要使用块煤作为燃料,但仍需要加入一定比例的焦炭来支撑熔融气化炉内炉料,保证炉况顺行.块煤裂解形成的半焦和焦炭在熔融气化炉内的劣化程度对煤气流的透气性、渣铁的透气透液性和炉缸热量的分布等影响较大.利用风口取样技术取出风口焦试样,进行粒度分布研究、显微结构分析、透气性指数计算和热态性能测定,发现风口焦试样中大于10mm的较大颗粒多为入炉焦炭劣化所致,小于10mm的小颗粒多为块煤裂解所致;认为块煤挥发分热解后的产物会加剧焦炭的溶损反应,且块煤裂解半焦的反应后强度不及入炉焦炭,半焦在炉内的劣化是影响渣铁透气透液性的主要因素;最后结合对试验结果的分析,给出了降低COREX流程能耗的一些措施.     

COREX-3000发生煤气管堵塞物的分析

宝钢COREX-3000是世界上规模最大的COREX熔融还原炼铁装置。熔融气化炉的发生煤气管（GGD）堵塞是实际生产中遇到的重大问题之一。通过对COREX-3000发生煤气管堵塞物进行取样,并在实验室中采取多种手段对其化学成分、理化特征等进行分析,结果表明,堵塞物呈明显的层状结构,由大量液相包裹铁颗粒构成。堵塞物试样在1 000～1 100℃开始软化收缩,而在1 250～1 300℃产生明显液相。     

优化COREX-3000竖炉布料的实践

根据COREX-3000投产后竖炉的生产实践,对COREX竖炉动态布料进行了分析和探索,总结了影响竖炉物料粒度分布不均或物料偏析的主要因素,并介绍四种典型竖炉布料模式,分析了不同炉况下布料模式的选择。动态布料器在布料模式和布料档位上的灵活性对疏导平衡还原煤气气流的分布起着决定性的作用。边缘和中心均衡发展的竖炉还原煤气流分布的煤气利用率最高,主要表现在金属化率高,热交换效率高两方面。     

COREX用煤及检测块煤热解新方法

COREX工艺是目前惟一工业化的熔融还原炼铁新工艺,其优势之一为可以尽可能少用焦炭,能直接使用块煤。针对COREX工艺给出了其用煤要求,为了减少其焦炭使用量,发挥其直接用煤优势,必须找出焦炭与块煤使用的匹配关系,对块煤运输和装卸产生的粉煤总结出几种利用途径。通过观测用于COREX-3000的块煤在熔化气化炉中的裂解和脱气过程,提出了块煤热爆裂性能和脱气性能测试的实验室可视化试验方法。     

COREX熔化气化炉区域模型及其理论燃烧温度

把熔化气化炉划分为炉缸区、风口区、填充床、流化床和自由空间5个区域。在已开发的COREX工艺整体静态模型的基础上,对各区域分别建立了物料平衡热平衡模型并联立求解。根据各区域内的物理化学进程设定各区域间边界的条件,模型计算可给出熔化气化炉内各区域的能量分布和物料流状况。利用区域模型还可计算喷煤对理论燃烧温度、炉缸渣铁温度、煤气量等的影响。     

熔融气化炉内块煤成焦后粉化现象的相关研究

采用200 kg级炼焦炉对熔融气化炉主要使用的2种块煤进行了不同时间的半焦裂解试验,比较了2种块煤成焦后的粒度分布和强度变化,发现B煤在炼焦炉内粉化严重,随结焦时间的延长其粒度降解度一直在升高,而A煤降解度在达到最大值后开始下降.对比了2种块煤生成半焦的矿相微观结构,A煤生成的半焦主要以镶嵌结构和各向同性结构为主,而B煤生成的半焦主要以类丝炭和各向同性结构为主;2种半焦均含有未成焦煤.通过分析熔融气化炉内取出的风口试样中不同粒度的含碳物质其矿相微观结构,认为在炉缸内6.3 mm的颗粒由2种块煤裂解成焦后的粉化现象所引起,且B煤的粉化是主要因素.     

宝钢COREX生产实绩对八钢COREX生产指导分析

文章针对宝钢COREX生产实绩从宝钢COREX一、二期设计变化,经济指标分析,休风原因进行了对比分析.旨在为COREX在八钢的投产、顺产提供借鉴和指导.     

COREX流程中块煤/半焦性质与粉化关系探讨

 块煤的高温粉化是限制CCREX高效生产的主要因素之一,采用试验和理论结果分析了块煤在熔融气化炉内的高温粉化规律及关键控制因素。通过块煤的高温模拟成焦和热重试验,分析了块煤高温强度的演变与气化动力学规律,在建立传热与块煤性质、粉化行为关系的基础上,提出了抑制块煤高温粉化的方法。研究结果表明,在块煤平均温度达到700 ℃之前,总吸热比例已达到80%,而煤焦转化率仅增加了30%,此时高温强度小于30%,起始气化温度和气化活化能很低,属于快速粉化阶段。后期吸热量每增加10%,转化率可增加20.4%,其反应性及裂变强度分别降低8.36%和增加7.75%,气化活化能大于230 kJ/mol,属于慢速粉化阶段。因此,前期传热是COREX炉内块煤粉化的限制性因素。     

不同粒度的不粘煤参与配煤炼焦的研究

通过粘结指数试验以及配煤炼焦试验分析,探讨了不粘煤参与配煤炼焦的合适粒度范围,同时提出不粘煤参与配煤炼焦需要胶质体含量较高,必须对常规配煤结构进行调整。     

软熔过程中烧结矿和块矿的交互作用

 为更好地明晰块矿的软熔行为并优化其在高炉内的使用,以烧结矿和澳大利亚纽曼混合块矿为研究对象,分别就两者在软熔过程中的物理和化学交互作用进行了试验研究。通过使用中子CT扫描软熔试验试样, 发现1 450 ℃时烧结矿与纽曼混合块矿的混合炉料孔隙度要高于两者单一炉料,即两者间存在着物理交互作用;通过采用扫描电镜和电子探针分析发现,1 200～1 300 ℃温度范围内烧结矿中钙和镁扩散到了块矿中,两者发生了明显的化学交互作用。在物理和化学交互共同作用下,配加约20%纽曼混合块矿的混合炉料软熔行为得到了明显改善,且其性能相似或略好于同碱度的单一烧结矿炉料,这表明块矿和烧结矿混合后能在高炉内形成温度区间更窄、位置更低、透气性更好的软熔带。     

粒径对煤粉燃烧特性的影响及动力学分析

利用TG-DTG热分析技术研究粒径对煤粉燃烧特性的影响。结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉着火温度和燃尽温度降低,最大燃烧速率和平均燃烧速率增加,可燃指数和综合燃烧特性指数提高,粒径减小可以有效改善煤粉的燃烧性能;对比粒径对不同煤质燃烧性能的影响发现,减小粒径对无烟煤燃烧性能的改善更具积极意义。利用Coats-Redfern积分法分析了粒径对煤粉燃烧过程的动力学参数的影响,计算结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉燃烧反应的表观活化能降低,指前因子增加。     

氧气高炉块矿与烧结矿软熔过程交互作用

 以不同预还原度的块矿及块矿与烧结矿的混合矿为研究对象,利用单颗粒荷重软化试验装置,考察了氧气高炉及传统高炉还原气氛对块矿及混合炉料软熔性能的影响。研究发现,高还原势的氧气高炉条件下,含铁炉料还原度的提高导致其颗粒内部铁相数量增加,低熔点渣相数量减少,块矿的软熔性能与传统高炉条件相比有所改善。同时,通过对软熔过程相关数据及炉料颗粒微观结构的分析,发现氧气高炉条件下,块矿-烧结矿混合炉料在界面上发生了交互作用;由于铁相数量的增加及渣相的减少,不同渣相的接触时间被推迟,接触的渣量也减少,导致相对于传统高炉条件,氧气高炉条件下发生交互作用的温度升高,其作用强度减弱。