从风口喷吹转炉渣改善高炉透气性技术的开发

<正>日本神户制钢公司从2016-04起,在3号高炉开始进行转炉渣吹炼操作。低焦比操作,由于起骨架作用的焦炭用量减少和炉内煤气量增加,炉内透气性劣化,致使高炉操作不稳定,并且对于进一步降低焦比的操作,改善高炉下部透气性成为重要影响因素。引进的技术是,将通过预熔含有FeO的转炉渣与煤粉一起由风口喷吹入高炉,降低高炉回旋区内"鸟巢"(低碱度、高黏度炉渣动态停滞场)区的炉渣黏度,通过减少滞留液,改     

莱钢高炉风口取样研究

通过风口取样,对莱钢1#1 080 m3高炉风口区域焦炭、碱金属以及炉渣成分的变化情况进行了详细的检测分析。结果表明,在高炉结瘤操作时,高炉风口区焦炭粉化严重,死料柱的透气性与透液性差,风口焦炭碱金属含量增加;高炉炸瘤后,随着喷吹煤比的增加,风口焦平均粒度有减小趋势;风口焦样粒度沿高炉径向向炉缸中心减小;风口边缘渣碱度比靠近中心渣碱度低。     

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。     

济钢3200m~3高炉渣系变化对炉况的影响分析

通过回归分析济钢3 200 m3高炉开炉以来炉况正常情况下的操作数据,找出了高炉渣比、渣中Al2O3含量、渣中MgO含量、二元碱度对高炉透气性、脱硫效率以及炉缸热储备水平的影响规律,指出在炉渣Al2O3及S负荷均较高情况下,将渣中MgO控制在10%~10.5%,二元碱度R2控制在1.15~1.2之间,可改善高炉透气性,促进高炉顺行和指标进步。     

超大型高炉风口焦炭取样分析研究

为恢复炉况及探讨超大型高炉冶炼规律,对首钢京唐公司高炉进行了风口焦炭取样分析,研究了其入炉焦炭热强度与焦炭反应性、焦炭冷强度与焦炭耐磨强度之间的关系;探明了风口焦炭的粒度、劣化度及渣铁滞留量;探索了渣铁滞留量与渣铁体积、风口焦炭粒度、煤比及炉渣二元碱度的关系;分析了炉缸径向焦炭粒度分布、风口前高透气性区长度、炉缸透气性等;根据上述研究结果,提出了高炉操作建议并得到应用。实践结果表明:风口焦炭取样分析可以作为高炉操作调整的重要参考。     

从风口喷吹熔剂对炉料软熔性能和初渣性能的影响

试验研究了从风口喷吹碱性熔剂对高炉炉料软熔性能和初渣性能的影响。结果表明,随着综合炉料碱度的减小,滴落温度略有降低,滴落初渣中FeO含量明显增加,初渣流动性改善。还发现,烧结矿碱度过高可能加大滴落初渣与炉腹初渣的碱度差距,对初渣的稳定性产生不利影响。理论计算分析表明,采用从风口喷吹熔剂的技术有利于提高高炉的产量。     

尼龙细筛的研制和初步应用

随着钢铁工业的不断发展,炼铁对入炉原料的质量要求越来越高。改善原料条件,提高入炉原料品位,是强化高炉生产的重要关键。烧结矿品位提高后,渣量相应减少了,这是高炉增产节焦的直接原因。同时由于减少了渣量,必然会改善高炉下部料柱透气性,使下部压差降低,有利于顺行;可以允许提高冶炼强度和加大喷吹量,使高炉生产得到进一步强化。据报道,入炉原料品位提高1%,焦比降低1.5%,高炉生产能力增加2.5%。据鞍     

高炉喷吹除尘灰的研究

 由于高炉除尘灰含有大量的铁和碳,且其排放造成严重的环境污染,因此通过现有的喷煤系统将其作为含铁原料和含碳原料从风口喷入高炉无疑是处理除尘灰的一种有效途径。考虑到喷吹除尘灰影响到炉内炉渣的碱度、铁水的硫含量、理论燃烧温度和焦比的变化,通过高炉物料平衡和局部热平衡模型计算了焦比、炉渣碱度和理论燃烧温度随喷入除尘灰量的变化,为高炉操作提供理论依据,并进行了工业试验。结果表明,焦比和炉渣碱度随除尘灰喷入量的增加而下降,而理论燃烧温度则变化不大,这些变化可以通过调整配料来应付;喷吹除尘灰后高炉透气性略有下降,所需喷吹压力增大,试验证明高炉喷吹自身的除尘灰是可行的。     

高炉内渣铁焦界面润湿行为研究现状及展望

 高炉作为目前世界上最大的移动床式冶金反应器,保持高炉内良好的透气透液性是保证高炉稳定顺行的关键。高炉内部被软熔带分割开来,分为上部固体散料区和下部固液共存区,下部的固液共存区是决定高炉透气透液性和煤气流分布的重要区域,因此若想明晰高炉影响透气透液性的关键,必须对高炉下部固液共存区的反应进行全面研究。高炉高温区焦炭床与渣铁的相互作用行为是决定铁-焦-渣交互作用及高炉透气透液性的重要因素,调控好液态渣铁与焦炭床的润湿性变化,可以有效改善高炉内部的透气透液性,最终会影响高炉生产效率和稳定性。因此,明晰高炉内渣铁焦的界面润湿行为显得尤为重要。首先对界面润湿现象进行了概述;然后详细从铁水成分以及焦炭性质对铁-焦界面润湿行为的影响进行了总结;其次详细分析了炉渣温度、炉渣成分以及焦炭自身性质对渣-焦界面润湿行为的影响。结果表明,目前高炉内渣铁焦界面润湿行为的研究已经从实验室试验以及基础模拟方面进行了研究,研究结果可为高炉操作者理解高炉内渣铁焦界面润湿行为提供初步理论指导,但仍需在可反映高炉内实际复杂情况的润湿行为变化方面进行深入研究。     

从高炉风口喷吹熔剂以优化炉渣形成

本文主要讨论了以１００％高品位自熔性球团冶炼时,高炉炉渣的形成,提出了从风口喷吹熔人炉顶入炉的建议,它可以 经高炉炉渣形成过程,使高炉稳定顺行,并提供了进上步提高高炉生产率的潜力。这主要是由于：⑴显著地降低了炉腹渣量;⑵沿高炉高度方向初渣、炉腹渣、风口潭及终渣碱度稳定而合适。     

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%。     

高炉喷吹煤粉优化选择

 高炉喷吹煤粉是目前高炉冶炼降低焦比最为有效的措施之一,然而高炉喷吹煤粉种类繁多,为了保持较高的煤/焦置换比和降低高炉冶炼喷吹成本,需要对喷吹煤种进行合理的选择和搭配。以国外某钢厂提供的12种煤粉为原料,系统进行了其作为高炉喷吹煤粉所关注的基础性能和工艺性能分析,根据测试结果对不同煤粉进行高炉喷吹的综合性能进行了研究,为钢厂高炉喷吹煤粉的优化选择提供指导。研究结果表明,提供的12种煤粉中4号为高变质无烟煤,6号、7号和12号为高变质贫瘦煤,5号、10号和11号为低变质贫瘦煤,1号、2号、3号、8号和9号为低变质烟煤。相比于国内高炉喷吹用的煤粉,该钢厂提供的12种煤粉具有较低的灰分和硫含量,进行高炉喷吹能够降低渣量和入炉硫负荷;同时,所选煤粉的喷流性、流动性较高,灰熔融温度较高,低变质烟煤具有强爆炸性,不能单独作为高炉喷吹使用;不同煤粉的可磨性和燃烧性能差异较大,成为限制其应用于高炉喷吹生产的关键。结合不同煤粉高炉喷吹综合性能评价指标的计算结果,优选8号、10号、11号和12号煤粉作为高炉喷吹煤粉使用。考虑不同煤粉的采购成本,12号煤粉用于高炉喷吹降低冶炼的成本最为显著。     

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。     

高炉两段式喷吹煤粉工艺的生产实践

两段式喷吹煤粉工艺应用于瑞典SSAB Oxel(o)sund 2号高炉,效果显著.结果表明:若维持风口喷吹煤粉量不变,两段式喷吹煤粉工艺可以提高喷煤量,降低焦比,当第二段喷吹煤粉量5 kg/t时,焦比下降5 kg/t;改善高炉料柱透气性,降低料柱压差,使炉内煤气流分布更加合理,有助于高炉操作稳定,提高煤气利用率;第二段喷入的煤粉可以在高炉内被充分利用,并可以有效地抑制焦炭强度在高炉内的劣化,有助于降低在实施大喷煤工艺时对焦炭质量的苛刻要求;有助于减少炉墙热损失.     

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。     

马钢2500m3高炉原燃料劣化条件下降低焦比的生产实践

在马钢2号2500m3高炉的生产实践中为了进一步降低生铁成本,提高大型高炉的综合经济效益,针对原燃料质量持续劣化的现状,通过采取小块焦回收再利用、强化入炉料管理、改善喷吹煤质量、优化上下部调剂、稳定炉温和改善渣系、高风温及富氧综合喷吹、高顶压操作、加强炉型管理等一系列措施,使煤比大幅度提升,焦比显著降低。在燃料比无明显变化的情况下,焦比降低到320kg/t,与2012年相比,焦比降低了60~70kg/t,高炉利用系数稳定在2.4t/(m3·d)。     

Industrial Practice of BiPCI Process of Pulverized Coal Injection for Blast Furnace Ironmaking at SSAB

BiPCI technology of pulverized coal injection for blast furnace ironmaking was applied to No.2 Blast Furnace of SSAB Oxelösund in Sweden, and notable effectiveness of this BiPCI practice at SSAB has been achieved. The results show that if the tuyere injection rate of pulverized coal is kept nearly unchanged, (1) BiPCI can increase the overall coal rate and decrease the coke rate. When the second injection rate of pulverized coal attains 5 kg/tHM, the coke rate could be reduced by 5 kg/tHM; (2) BiPCI can increase the burden permeability, decrease the pressure drop of the furnace, and produce proper gas flow distribution, which is favourable to keep smooth running of the blast furnace and decrease the total reducing agent rate (RAR). During the test, the RAR showed a decrease by 2.8 kg/tHM (corrected RAR by 1.45 kg/tHM); (3) The pulverized coal through the second injection can be effectively used to protect the coke from fast degradation and improve the coke strength in the blast furnace, which is favourable to lower the high requirement on the coke quality under high coal rate operation.     

高炉喷吹煤气对成渣过程的影响

向高炉喷吹富氢煤气代替喷煤对高炉成渣过程产生重要的影响.对喷吹煤气后高炉的成渣过程进行了模拟研究,结果表明:FeO的含量决定了初渣的性能.在炉腹区域,氢气具有很强的还原能力,渣中FeO含量迅速减少,但同时炉渣成分快速接近终渣成分,使炉腹渣仍具有较好的熔化性和流动性.由于没有未燃煤粉和煤粉灰分的加入,初渣到终渣的成分变化较小,改善了喷煤气高炉的成渣过程.