太钢高炉喷吹兰炭煤生产实践

为扩大可用于高炉喷吹的燃料品种范围,在太钢高炉开展使用兰炭煤替代无烟煤喷吹的可行性研究和工业试验,并将其用到正常生产中。可行性分析及工业试验结果表明,兰炭煤各项基础性能符合喷吹煤粉的要求,具备高炉喷吹的使用条件;高炉生产实践表明,喷吹煤粉中兰炭煤比例达到了15%～20%,最高25%,有利于降低钢铁企业的生产成本。2017年太钢高炉配加兰炭煤后,喷吹用煤价格降低了17元/t,吨铁燃料成本下降了13元/t。     

基于混料设计的高炉喷吹煤配煤结构优化研究及应用

为解决太钢高炉喷吹煤配煤成本和煤粉质量相悖的问题,运用混料设计中极端顶点法进行试验设计,建立多指标响应优化模型。结合太钢煤种性能特点,以无烟煤、清徐煤、府谷煤、兰炭粉作为混料的4种因子,将混合煤的配煤成本、固定碳含量、挥发分、灰分、硫分和发热量等指标进行优化分析。在当前价格体系下的研究结果表明,当无烟煤、清徐煤、府谷煤、兰炭粉的比例为18∶36∶34∶12时,配煤成本和煤粉质量综合效益最优。本研究应用于太钢配煤现场生产中,取得煤粉固定碳质量分数高于72%、燃料比降低10 kg/t、配煤成本降幅显著的效果。     

高炉喷吹提质煤粉的工业试验

为了拓展喷吹煤资源,降低高炉冶炼的燃料成本,在唐山新宝泰2号450 m~3高炉上进行喷吹提质煤粉的工业试验,研究高炉喷吹提质煤粉的可行性。实验性能测试结果表明,与高炉喷吹煤相比,提质煤粉的固定碳含量较高,灰分含量较低,发热值较高,用于高炉喷吹具有技术上的可行性。工业试验结果表明,在保持燃料比基本不变的情况下,与基准期相比,喷吹提质煤粉后高炉煤比升高,焦比降低,吨铁燃料成本降低6.68元/t。     

高炉CDQ粉配煤喷吹技术研究及应用

在2 500 m³炼铁高炉喷吹烟煤、无烟煤基准配比保持含量90%、95%、97%不变的基础上，分别用10%、5%、3%的CDQ粉替代烟煤，制取混合煤样进行工业化试验，结果表明：CDQ粉混喷比例稳定在3%时，高炉运行稳定，平均日产量略增3.96 t/d，煤比降低2.64 kg/t，焦比升高1.33 kg/t，燃料比降低1.31 kg/t，高炉燃料成本降低了40元/t。     

炼铁过程富氧及混煤对燃料燃烧性能的影响

 高炉喷吹用燃料的燃烧性能对于高炉冶炼过程来说是非常重要的,使用燃烧性能较好的高炉喷吹燃料更有利于提高煤比、降低焦比,从而降低高炉冶炼成本。为响应节能减排政策,对一些钢铁企业采取了煤粉的限制采购和使用等措施,使得兰炭成为高炉喷吹用燃料的有效替代品。通过工业分析、元素分析和热重分析试验比较了烟煤、无烟煤和兰炭3种高炉喷吹燃料的差异,并研究了不同混合方案以及不同富氧率条件下兰炭燃烧性能的变化。研究结果表明,燃料的综合燃烧特性与其初始燃烧温度、最终燃烧温度和燃烧反应时间均有一定的相关性。3种燃料中,烟煤的综合燃烧特性最好,无烟煤次之,兰炭的综合燃烧特性最弱。为了提高兰炭的燃烧特性,对兰炭和烟煤进行混合燃烧试验,发现随着混合燃料中烟煤含量的增加,混合燃料的综合燃烧特性参数呈现出逐渐增加的趋势,并且在兰炭和烟煤的混合燃烧试验中发现存在协同效应。在研究富氧率对兰炭燃烧性能影响时发现,随着富氧率的增加,兰炭的燃烧性也呈现出逐渐增加的趋势,但是增加的幅度较小。当富氧率由0增加至20%时,兰炭的综合燃烧特性参数从4.53×10-14增加至6.05×10-14 min-2·℃-3。综上所述,烟煤的添加以及富氧率的提高均对兰炭的燃烧性能有明显的改善效果。     

兰炭用作高炉喷吹燃料的试验分析

为了研究兰炭用作某钢铁企业高炉喷吹燃料的可行性,对兰炭和高炉喷吹煤的可磨性、爆炸性、燃烧性、反应性等进行试验。结果表明,兰炭工业分析指标整体上接近无烟煤,满足高炉喷吹用煤指标要求。与无烟煤相比,兰炭灰分略高、硫分较低、发热值略低、挥发分较高;兰炭可磨性低于无烟煤,应与可磨性较好的无烟煤B、无烟煤C和无烟煤F搭配喷吹;兰炭属无爆炸性煤质,喷吹无安全隐患;兰炭燃烧性能低于无烟煤,但用兰炭替代无烟煤E不会影响高炉喷吹效果;兰炭反应性优于无烟煤,对喷吹燃料的整体反应性有提升作用,有利于保护焦炭。兰炭合理喷吹配比应控制在20%以内。     

高炉喷吹用高比例低阶煤的优化

近年来在国家“碳达峰、碳中和”战略背景下,钢铁行业积极推动绿色低碳高质量发展,而高比例低阶煤喷吹则是高炉减碳降耗、提高冶炼效率的关键技术。本文对某钢铁企业5种常用喷吹煤资源基础性能进行了系统研究,发现三种无烟煤相比,1#无烟煤与3#无烟煤成分接近,且固定碳含量均高于2#无烟煤;2#无烟煤的挥发分略高,灰分略低;可磨性由优到劣排序为2#无烟煤>3#无烟煤>1#无烟煤;3#无烟煤的喷流性指数最好,为74,1#无烟煤的喷流性指数最差,小于60;三种无烟煤的爆炸性较弱,回火长度均为0 mm,着火温度均大于400℃,燃烧特性指数S由大到小排序为3#无烟煤>1#无烟煤>2#无烟煤。五种煤的反应性排序为：2#烟煤>1#烟煤>3#无烟煤>1#无烟煤>2#无烟煤。在此基础上,选出适合高炉高比例低阶煤工业试验的两种煤粉：1#烟煤和3#无烟煤,进行喷吹工业试验,结果表明,相对于基准期,喷吹高比例低阶煤后高炉利用系数增加,日产铁量提高50 t,喷煤成本降低3元/吨铁,煤比提高7.39 kg/t,燃料比降低4.14 kg/t。实践证明高比例低阶煤喷吹技术在钢铁企业...     

神木半焦用于高炉喷吹研究

为拓展高炉喷吹燃料资源和降低炼铁成本,对神木半焦作为高炉喷吹燃料的可行性进行了研究。实验室性能测试结果表明,神木半焦是优质的高炉喷吹燃料,可替代无烟煤用于高炉喷吹,神木半焦的发热值、可磨性和着火点与对比无烟煤相当;神木半焦的流动性为中等、喷流性为较强,与无烟煤相当;神木半焦燃烧性能和气化性能均明显优于对比无烟煤。工业试验结果表明,喷吹配入5%、10%、15%三种比例的半焦粉时,高炉顺行,煤比提高焦比下降,利用系数稍有提高,经济效益显著。     

首钢京唐高炉煤粉粒级优化试验研究

对首钢京唐1号高炉喷吹煤粉的粒度组成和不同粒度煤粉燃烧特性进行了研究,并在京唐1号高炉进行放宽煤粉粒径的工业试验。结果表明,在高炉生产保持稳定和顺行,原燃料条件基本不变的条件下,放宽煤粉粒径后磨煤机生产能力增加10%左右,高炉内煤粉利用率基本上没有大的变化。认为在进行烟煤和无烟煤混合喷吹的条件下,完全可以降低小于75μm煤粉的比例,不必按传统的做法将该比例控制在80%左右。     

鞍钢新5号高炉喷吹煤粉助燃剂工业实践

 为探索助燃剂对高炉喷吹煤粉的影响,进行了鞍钢新5号高炉添加锰系氧化物煤粉助燃剂的工业试验,获得了高炉喷吹煤粉中添加助燃剂下高炉运行指标。结果表明：在添加0.4%～0.6%的助燃剂情况下,平均日产量同未添加助燃剂相比增加435.60t,焦比降低10.30kg/t,喷煤比增加8.10kg/t,高炉煤气中CO2的体积分数下降069%,煤粉平均燃烧率为45.93%,提高了6.06%。     

混煤及富氧措施提高喷煤量的试验研究

高炉喷煤是降低高炉炼铁生产成本的重要措施之一,根据某高炉现场原料在实验室条件下的煤粉燃烧性试验,以现场煤种、粉气比的煤粉燃烧率为基准,考察了烟煤配比、富氧对煤粉燃烧率的影响,试验结果表明：4种无烟煤中,S2煤是最佳混合喷吹的无烟煤;增加烟煤配比和采用富氧措施,可使煤粉的燃烧率提高 。当S1和S2混合煤中烟煤S1配比为67%,富氧3%时,喷煤比可比基准提高37 kg/t(HM)。     

邯钢2 000 m3高炉提高煤比的措施

邯钢7号高炉(2 000 m3)利用烟煤和无烟煤混合喷吹,通过采取精料、广喷均喷、不断优化高炉操作等措施,使高炉煤比由2005年的131 kg/t提高到155 kg/t,焦比大幅度降低,降低了生铁成本.     

混合喷吹煤粉和废塑料对高炉炉腹煤气的影响

为了研究混合喷吹时煤粉和废塑料对高炉炉腹煤气的影响,通过计算,得到喷吹不同比例混合的煤粉与废塑料时高炉炉腹煤气量及煤气成分。结果表明:随着混合燃料中废塑料比例增加,炉腹煤气量增加,煤气成分也相应改变;当PE(煤粉与聚乙烯)∶PP(聚丙烯)按5∶5混合时,炉腹煤气中φ(CO+H2)所占比例为47.96%,而单一喷吹煤粉时φ(CO+H2)所占比例为44.44%。     

高炉喷吹焦化除尘灰生产实践

通过对焦化除尘灰的高炉喷吹工业试验证明,若焦化除尘灰比例控制在10%～14%,可保证炉况良好。同时,可成功将焦化除尘灰全部用于高炉喷吹使用。喷吹焦化除尘灰以后,使用了一定比例的烟煤替换了相同比例的无烟煤,从而使得高炉入炉煤粉成本得到明显降低,达到了降低生铁成本的目的。     

某3200m3高炉喷吹神东高钙烟煤工业试验

为了合理利用资源,在某3200m³高炉进行了喷吹神东高钙烟煤的工业试验。从神东高钙烟煤的性能来看,其灰分含量较低,灰成分中的CaO含量较高,着火点较低,爆炸性相对较弱,反应性较强,与无烟煤进行混合配煤后,可满足高炉喷吹的要求。从喷吹神东高钙烟煤的工业试验结果来看,高炉喷入神东高钙烟煤后,煤粉利用率显著提高,造渣能力增强,渣中硫含量上升;与基准期相比,焦比降低约1.86kg/t,燃料比降低约1.90kg/t,日产量提高约19.6t/d,表明喷吹神东高钙烟煤,有利于高炉提产降耗。     

兰炭对高炉混煤喷吹特性的影响

采用WCT-2C型微机差热天平、灰熔点测定仪、BT-1000粉体综合特性测试仪和可磨性测试仪,研究了兰炭配加质量分数为0、30%、40%、50%和100%时对无烟煤燃烧性、反应性、灰融性、流动性和可磨性的影响。结果表明,兰炭可以改善无烟煤的喷吹特性。随着兰炭含量的增加,煤粉着火温度及燃尽温度降低,燃烧时间缩短,综合燃烧指数明显提高,燃烧特性得到改善,煤粉的反应性增强,灰熔融性温度和可磨性指数均降低。兰炭的加入对煤粉的流动性(混煤流动性指数和喷流性指数)影响不明显。而且兰炭配加质量分数不超过40%时,混煤可以满足高炉喷吹条件。     

高炉风口回旋区兰炭燃烧行为的数值模拟

为了探究价格较为廉价并且燃烧性能良好的燃料(兰炭)在高炉直吹管、风口、回旋区内燃烧产生的温度、气体成分以及燃料的燃尽率分布情况,根据高炉的实际尺寸,建立了三维物理模型并进行模拟计算。模拟结果表明,当单独喷吹烟煤、兰炭时,回旋区内的温度均为先升高到最高温度后缓慢降低,风口中心线上最高温度分别为2 447、2 415 K。然而,当单独喷入无烟煤、焦化除尘灰(CDQ粉)时,回旋区内温度持续缓慢上升,在回旋区出口处达到的最高温度分别为2 473、2 366 K。烟煤在风口、回旋区内燃烧产生CO的质量分数均高于其他3种燃料;兰炭、烟煤、无烟煤、CDQ粉在回旋区出口处产生的CO质量分数分别为20.82%、26.09%、17.51%、15.74%。采用兰炭喷吹的燃尽率(63.01%)高于采用无烟煤和CDQ粉的燃尽率(分别为58.03%和52.40%),低于采用烟煤的燃尽率(73.13%)。虽然兰炭和无烟煤的组成成分相似,但是从兰炭在风口、回旋区内燃烧产生的温度、气体成分、燃尽率等方面来看,兰炭的燃烧性能要强于无烟煤。     

昆钢6号高炉混合煤喷吹工业试验

为了提高球磨机的制粉能力,综合利用资源,提高喷煤量,降低成本,昆钢6号高炉利用无烟煤喷吹系统进行了混合煤喷吹工业试验.3个月的工业试验表明,当烟煤配比达33%时,煤比可提高15～20kg/t.     

凌钢2300m~3高炉褐煤喷吹生产实践

对凌钢2300m~3高炉喷吹褐煤的生产实践进行了总结。褐煤具有较高的水分、挥发分和较强的爆炸性,当混合煤中褐煤配比为30%时,混合煤的挥发分升高、热值降低,但仍没有爆炸性。工业试验结果表明,在褐煤取代烟煤与电精煤混合喷吹后,高炉炉顶温度略有升高,理论燃烧温度略有降低,煤比有所上升;在褐煤配比为30%时,高炉炉况稳定顺行,煤比升高,燃料比降低,吨铁燃料成本降低约7.81元/t。     

安钢高炉采用烟煤无烟煤混喷技术

安阳钢铁公司炼铁厂5座300m3级高炉采用烟煤与无烟煤混喷技术获得成功。过去该厂高炉均采用无烟煤进行喷吹,由于受无烟煤性能的限制,喷煤比超过90kg/t铁时,就使炉内未燃煤粉增多,降低煤焦置换比,从而使综合燃料比升高,提高了生铁成本。采用烟煤与无烟煤混喷后,高炉喷煤水平大幅度提高。目前烟煤喷吹比已达75%,年均吨铁喷煤比由过去的78kg上升到目前的125kg,年均吨铁入炉焦比由过去的476kg降到现在的440kg。混喷后吨煤粉电耗由全无烟煤的121.4kWh降到目前的55.8kWh,而且使制粉能力、煤粉燃烧效率,煤焦置换比等多项技术指标大幅提高安钢高炉…