高炉喷吹煤粉氧煤枪的开发与应用

采用氧煤枪可以提高喷入高炉的煤粉周围局部区域氧气浓度,加速燃烧反应。本文介绍了氧煤枪的基本特点和工业试验结果:单风口试验,富氧23～26％,喷煤量达0.9～1.44t/h,燃烧状况良好。这种氧煤枪结构简单,使用寿命较长。     

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     

高炉氧煤枪技术理论研究

氧煤枪及氧煤燃烧器的开发近年来备受人们的关注,并伴随着富氧大喷煤技术的发展而不断完善。通过模拟研究氧煤枪对煤粉燃烧的影响,结果表明采用氧煤枪可以缩短燃烧反应延伸长度,起到减少未燃煤粉作用;通过模拟研究氧煤枪富氧对风口燃烧区氧浓度的影响,结果表明在风口燃烧区的风口中心线方向氧浓度升高,为风口区含碳物质(煤粉和焦炭等)的快速燃烧创造了必要动力学条件;通过模拟研究风口燃烧区煤粉燃烧的效果,结果表明随着氧气浓度的增加,燃料颗粒存留时间缩短。氧浓度为21%时,燃料颗粒存留时间约为0.205 s;而氧浓度达到30%时,燃料颗粒存留时间减小到0.17 s。     

鼓风与氧煤枪中氧含量变化对煤粉燃尽率的影响

为进一步提高喷煤量、降低焦比,实现企业降本增效,首钢京唐结合自身生产情况,开展高炉高富氧鼓风冶炼技术研究。采用实验测试、数值模拟等方法开展了鼓风与氧煤枪中氧含量的变化对回旋区状态及煤粉燃尽率的影响的研究。结果表明,鼓风富氧率从7%提高到11%后,相同煤比情况下2种喷吹煤煤粉燃尽率分别从77.10%提高到82.71%、78.43%提高到82.62%,但是煤粉燃尽率随着煤比的提高而降低;氧煤枪内氧气流量从3 000 m³/h增加至6 000 m³/h后,沿煤粉流股方向上的最高温度从2 762 K增加至2 802 K,煤粉的燃尽率从72.31%增加至75.12%。同时,采用上述2种富氧手段,能够实现大喷煤高富氧喷吹,达到预期降焦目的,获得良好的经济效益。     

高炉喷煤交叉式双煤枪的研究

由于交叉射流提供了良好的传热和传质条件,使交叉式双煤枪在煤粉燃烧的模拟试验中得了比单枪高的燃烧率。在生产高炉进行了交叉双煤枪的工业试验。该种枪价格低,寿命较长,应用该枪对生产设备的改动较小,易于实施。在输送气体压力不变时,采用交叉双煤枪可以大幅度地增加供煤量,且不会发生风口磨损现象。     

高炉煤枪结构及形式研究

 在实验室研究了高炉用单煤枪、同轴氧煤枪和双煤枪喷吹对煤粉燃烧率的影响,结果表明：双煤枪喷吹时煤粉的燃烧率明显高于单煤枪和同轴氧煤枪,并在此基础上进一步研究了双煤枪的水平夹角、圆周夹角及相对位置等参数对煤粉燃烧率的影响。随着双煤枪水平夹角的增加,煤粉燃烧率趋于提高,当达到某一值后再进一步增加,煤粉燃烧率提高的幅度会有所降低;双煤枪圆周夹角变化对煤粉燃烧率影响不大;A枪固定在基准位置,将B枪由基准位置向远离炉膛的方向适当移动,有利于煤粉燃烧率的提高。     

高炉富氧喷煤的研究

前苏刊报道,高炉试验计算表明,高炉采用富氧鼓风煤粉可置换30～50％的焦炭,而不影响铁水产量和质量。目前,影响这种效益实现的主要原因在于风口区煤粉不能保证充分燃烧。通过计算和工业试验表明,鼓风富氧率达26％和喷煤量达100kg/t铁时,煤粉燃烧区减到250mm,可增加煤粉喷吹量。对于现代化高炉,今后的目标是开发喷煤量达150～200kg/t铁和富氧率达25～27％的技术。     

高炉氧煤喷吹单独供氧与综合强化燃烧的研究

研究表明，高炉氧煤喷吹及强化煤粉燃烧利用逆向，交叉射流供氧的方法比一般富氧鼓风效果要好，高炉富氧率为４％时，可增加煤粉燃烧率５％～８％。催化一单独供氧综合强化燃烧是提高煤粉燃烧率的更有效方法。     

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。     

高炉风口红外成象技术与分析方法研究

风口红外成象测试具有信息量大，直观，快捷的特点。在借鉴国外的面积分析法的基础上，开发风口区煤粉燃烧状态图的连续图象，脉动特性，火焰结构，温度层次，等温线，灰度直方图及动态图象观察等多种分析方法，通过这些分析方法的综合运用，可以对氧煤枪及富氧喷煤燃烧效果进行多角度的研究。     

高炉风口双枪喷煤量精确控制的应用研究

通过微机进行喷煤量瞬时自动调节，从而实现了喷煤系统喷煤量的精确控制。解决了载煤气体压力的不稳定及当时喷吹罐下煤的不均匀，使燃煤能充分燃烧，大幅度地提高了喷煤量。     

2^#1880m^3高炉薄壁喷枪的研究与应用

为了进一步提高煤比，2^#1880m^3高炉从高炉操作制度和喷枪等多方面进行了研究，在高炉顺行状态较好的情况下，煤粉在风口前的燃烧率是限制提高煤比的一个重要原因，通过对喷枪的局部改造，扩大喷枪内径，提高了煤粉的燃烧率，在煤比攻关实验中起到了显著作用。     

Failure Mechanism and Material Requirements for Coal Lance in Blast Furnace

 Abstract： Pulverized coal injection (PCI) is a key technology in modern ironmaking by blast furnace (BF) and the life of injection lance has a great influence on PCI operation and on normal running of blast furnace. It is found that the main reasons for the failure of the lances are their outer surface oxidation and the inner surface erosion through monitoring some lances used in BF. The outer surface oxidation of the lances made of lCr18Ni9Ti is inevitable under high hot blast temperature condition through thermodynamics analysis. A mathematical model for calculating the temperature of common monocular coal lance had been developed according to the principles of mass and energy balance. Increasing temperature and flow velocity of the hot blast would cause a rise in the lance temperature. The influence of hot blast temperature is more obvious. The lance temperature would decline when compressed air flux increases. Conveying technology of dense phase pulverized coal is beneficial to extending lance′s life because decreasing solid-gas ratio would intensify erosion and burning loss. The anti-oxidation temperature of lance materials needs to be over 1000 ℃ for BF intensified smelting. In order to increase the resistance to oxidation of the coal lance′s outer surface, oxidation-resistant steel or Al coating stainless steel is the appropriate material for BF use. Employing the metal surface treatment technology to enhance the hardness of the coal lance′s internal surface could prolong the service life of coal lance.     

氧枪粘钢原因分析与防治措施

从铁水条件,石灰、轻烧白云石等原材料质量以及操作方面入手,对氧枪粘钢损坏原因进行了详细的分析,并针对各损坏原因相应的提出了具体的预防与处理措施,较好的解决了氧枪粘钢损坏问题,为降低炼钢设备运行成本,提高氧枪枪龄以及炼钢生产率提供了实践指导。     

济钢120t转炉倒锥度氧枪的研制与应用

为解决直筒氧枪粘钢难处理、氧枪寿命低的问题,研制开发出了下部中管和外管同时采用倒锥度的倒锥度氧枪。应用表明,该氧枪枪体冷却效果好,粘渣能自动掉落,粘钢容易处理,平均枪龄可达312炉。     

100t转炉氧枪喷头的设计与优化

结合水钢二炼钢厂100t转炉的实际情况及存在问题,对氧枪喷头进行了重新设计与优化,满足了生产实际和工艺要求,在钢铁料耗、供氧时间、化渣效果、脱磷率等方面均有改善,达到了预期效果。     

电弧炉直接用煤氧的节能技术

本文叙述了电弧炉炼钢直接用煤氧技术,总结了煤气枪助熔技术、K-ES电炉新工艺和喷煤氧造泡沫渣操作工艺。结合长期从事煤氧枪研究的经验,从理论上分析了“煤氧电炉”的可行性,并阐明了煤氧推广的意义和煤氧炼钢的发展前景。     

具有自主知识产权的新一代多功能RH-BTB顶枪技术

RH顶枪技术曾长期被国外技术垄断,上海宝钢工程技术有限公司通过自主研究,开发出具有自主知识产权的新一代多功能RH-BTB顶枪技术,该技术包括顶枪枪体设计技术、升降装置设计技术和仪表控制阀站设计等技术。通过系列化的设计使之可应用在70~300 t级RH,各项功能指标均达到或超过同类引进设备。该技术获得成功后,大幅降低了工程建设投资,除在国内得到推广,已开始向海外输出。