高炉内未燃烧煤粉的基础研究

日本以高炉喷吹煤粉时的燃烧反应以及未燃烧煤粉对炉内反应的影响为主要内容的基础实验调查,明确了以下几点:①从风口吹入的煤粉主要在焦炭旋回区内进行急速燃烧,而未燃     

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。     

高炉煤粉喷吹对风口焦炭回旋区边沿的压力,温度以及炭素粉率的影响

本文作者利用充填了焦炭的试验炉进行了煤粉喷吹试验,力图弄清高炉内煤粉的燃烧特性及其对炉况的影响。本文研完了煤粉喷吹量和烧结矿的装入量对炉内压力损失,温度和粉率分布的影响。在试验结果的基础上,对高温煤气实地分析,测出了未燃烧煤扮及焦炭粉的“贝—波”反应速度结果如下: ①随着煤粉的喷吹,送风压力升高,这与风管内煤粉的燃烧,风速的增加有很大关系; ②在炉内蓄积的未燃烧的煤粉,由于CO_2的作用,其气化要比焦粉早得多,而对炉内压力损失的影响不大; ③由于喷吹量的增加,炉腹周围的焦炭下降速度降低,故使高炉热损失增加。     

高炉喷煤未燃煤粉炉内行为的试验研究

在实验室模拟条件下,研究了高炉喷煤未燃部分存积在炉内的行为。试验表明,高炉内未燃煤粉无论分布于何处,都会恶化料柱透气性。高炉边缘气流的发展,不仅增加煤粉吹出量,而且煤粉在炉墙处与渣的接触,使其变稠,导致炉墙结厚、结瘤或烧坏风口。提高高炉喷吹煤粉的燃烧率是减少炉内未燃煤粉的关键。     

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。     

高炉未燃煤粉活性试验研究

高炉大量喷吹煤粉时,如果煤粉在风口回旋区不能完全燃烧,形成未燃煤粉,就会影响高炉冶炼进程。对未燃煤粉在高炉内的分布已有研究,但主要着重从气体动力学角度模拟高炉内煤气及煤粉的运动,而对未燃     

高炉大煤量喷吹操作技术的发展

本文阐述了有关高炉大量喷吹煤粉的技术问题。在高矿／焦比的情况下，通过中心加焦和炉喉活动档板控制炉料分布，并保持中心煤气流软熔带呈倒“Ｖ”型的情况下，未燃煤粉累积于软熔带的底部。因此中心煤气流有所发展。与焦炭相比，未燃煤粉与ＣＯ２的反应活性更大。未燃发的灰份主要与熔渣反应，在鼓风含氧２３％，煤粉燃烧率７５％，没有未燃煤粉影响的前提下喷煤的极限为２５０ｋｇ／ｔ－ｐ。富氧每增加１％，随煤比的提高炉顶煤气     

高炉喷吹煤粉的煤质对其操作的影响

大中型高炉喷吹煤粉是节约焦炭的有效措施之一.鞍钢炼铁厂8号高炉自1964年进行喷吹煤粉试验以来,工业生产中喷吹的大多数是阳泉无烟煤。为了扩大使用煤种,做了喷吹太西煤的冶炼工业试验.试验过程中分析了煤质改变对高炉炉况及操作的影响,从而得出这样的结论:①煤粉在高炉风口附近的燃烧性能、风口回旋区以外的气化性能都受煤化程度的影响;②高炉初成渣、滴落渣和终渣受煤化程度和成煤机理的影响;③太西煤的煤化程度高于阳泉煤,所以太西煤的燃烧性能不如阳泉煤;④在中温区,太西煤的气化反应性劣于阳泉煤;⑤煤化程度也可间接影响炉渣的物性,未燃煤粉进入初渣或滴落渣使渣稠化,影响高炉运行;⑥成煤机理不同造成的煤灰成分的变化会对造渣产生影响,喷吹煤粉与焦炭的灰分、灰成分差异越大,炉渣成分的改变越大,其改变与喷吹量成正比.     

未燃煤粉在高炉内积存量影响的模拟试验

大喷吹煤粉由于在风口前未能充分燃烧而形成未燃煤粉,利用焦炭充填床模型试验研究宝钢高炉条件下未燃煤粉积存量在炉内的影响。研究结果表明：炉内未燃煤粉在料柱中某段出现积粉量超限,将会导致压差波动,诱发悬料;供风速度提高,则单位料柱压差上升。     

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。     

高炉喷煤添加剂的应用研究

为了改善煤粉燃烧性能、减少高炉炉内未燃煤粉量,进而降低高炉燃料消耗,针对云南某2 000m3高炉,采用实验室试验与工业性试验相结合的方法,对市售2种煤粉添加剂使用效果进行系统评价。结果表明:煤粉添加剂中的碱金属及氧化物、碳酸盐成分对改善煤粉燃烧性能有积极作用。经过为期5个月的工业性试验,在喷吹用煤粉中配加0.5%左右的2号添加剂,获得了煤比升高7.75kg/t、焦比降低8.47kg/t的实际效果。     

直吹管内煤粉燃烧的数值模拟

高炉喷煤粉时,由于煤粉的不完全燃烧,在风口处会产生未燃煤粉,影响高炉的透气性.利用商业软件fluent研究了煤粉在直吹管内的燃烧情况,通过对不同的喷吹量和粒径对煤粉燃烧进行分析,得到煤粉在直吹管内燃烧大致情况.当颗粒的直径从30 μm增加到90 μm时,煤的燃尽率从 37.3 %降低到28.8 %,模拟结果与实际基本符...     

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.     

昆钢六高炉煤粉燃烧利用效果分析

通过分析高炉喷吹煤粉燃烧机理，研究煤粉燃烧的过程和控制性环节，以及影响煤粉燃烧的主要因素，提出了提高六高炉煤粉燃烧利用率的重点和主攻方向，并在生产实践中取得了比较好的应用效果。通过数学模型计算表明，六高炉煤粉在风口前端的燃烧率高达68．34％，未燃煤粉的综合利用率达到85～90％。     

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。     

煤岩组分对高炉喷吹煤粉燃烧率的影响

模拟高炉风口工作条件,测定了不同煤粉的燃烧率。分析了不同煤岩组分对燃烧率的影响及其和未燃煤粉显微结构间的关系。结果表明:随煤粉中镜质组含量的增加,煤粉燃烧率逐渐降低,镜质组含量在30%~40%(体积分数,下同)时煤粉的燃烧率较高。煤粉燃烧率随煤粉中丝质组含量的增加而提高。丝质组含量为30%左右时煤粉燃烧率最高,其含量再增加燃烧率呈下降趋势。镜质组是高炉未燃煤粉的主要来源,在配煤过程中应适当降低喷吹煤粉中镜质组含量,提高喷吹煤粉中丝质组含量。     

喷吹煤对焦炭热性能影响的研究

分析了安钢喷吹煤粉的反应性以及影响其反应性的因素。通过未燃煤粉、焦炭的共同反应试验,研究了高炉喷吹煤粉对焦炭热性能的影响。结果表明:未燃煤粉可减少焦炭的熔损反应,提高焦炭的反应后强度。     

含钛炉渣稀释剂对喷吹煤粉燃烧性能的影响

 根据承钢高炉冶炼条件,以其高炉喷吹煤粉作为试验原料,利用煤粉燃烧炉模拟现场高炉风口区域煤粉的燃烧过程,探讨加入含钛炉渣稀释剂CaF2和MgO后,对煤粉燃烧性能的影响,并结合扫描电镜（SEM）观察未燃煤粉颗粒表面结构的变化。试验结果表明,煤粉中添加CaF2后燃烧率有所提高,但提高幅度不大,SEM图未燃煤粉的颗粒减小,这说明CaF2对高炉内煤粉的燃烧有一定的促进作用;添加MgO后煤粉燃烧率明显提高,当添加MgO质量分数为1.20%时,煤粉燃烧率提高了12.41%,此时未燃煤粉SEM图平均粒径为4.30 μm,比未加入稀释剂未燃煤粉的粒径小5.48 μm,并且组织颗粒的大小及分布比较均匀,综合考虑炉渣稀释剂MgO对承钢含钛炉渣的稀释作用和对高炉内煤粉燃烧的影响,含钛炉渣稀释剂MgO的最佳添加质量分数为1.20%。     

大量喷吹煤粉时炉内气流的模拟试验

在二维流动模型中进行的试验表明,倒V形软熔带对高炉内的透气性来说是最佳的。在喷吹煤粉时,也就是要节省焦炭时,焦炭层厚度应当保持在一定范围内,以便将透气性恶劣的多种颗粒炉料层限制得最薄。通过提高软熔带峰顶位置,可以-增加焦炭窗口数,从而减小这个范围内的透气阻力。燃烧试验表明,喷吹煤粉的最大数量与喷吹煤的种类和粒度有关。试验中没有找到最佳的喷吹煤粉粒度值。超过最大喷吹量时引起燃烧率曲线陡降,同时也会因为炉内未燃烧的煤粉积存而导致透气性变差,炉身下部空隙容积减小而引起炉况失常。为了不致影响高炉的透气性,煤粉必须在循环区内完全燃烧。     

涟钢4号高炉喷煤燃烧率的高温取样检测

对涟钢4号高炉风口前未燃煤粉取样检测研究工作进行了总结，重点考察了富氧喷吹混合煤条件下风口前煤粉燃烧状况及煤粉燃烧率，并探讨了提高烟煤配比的可能性。