采用炉顶煤气循环和风口喷吹技术降低COREX/FINEX燃料消耗的理论分析

COREX/FINEX工艺与高炉工艺相比,能耗较大,因而限制了自身的推广,COREX-2000的吨铁燃料消耗平均达到1 000 kg.从工艺特点分析,气化炉还原煤气温度从1 050℃降到850℃的物理热损失和风口前理论燃烧温度过高导致[Si]偏高,是目前COREX/FINEX工艺本身无法避免的高能耗原因.计算研究表明,采用炉顶煤气循环利用技术以及氧气风口喷煤技术可以有效降低燃料消耗.在同一熔炼率、同一煤种时,未计入循环煤气加热能耗的条件下,COREX/FINEX工艺每循环利用5%的尾气,吨铁综合燃料比平均下降8.6 kg;吨铁喷煤50 kg,燃料比平均下降11 kg.     

高喷煤比操作对焦炭劣化的影响

为考查提高喷煤量对焦炭在炉内劣化的影响,在宝钢高炉上进行了风口取样研究.结果表明,喷煤量达到200 kg/t以上时焦炭劣化严重.高炉生产实绩回归显示,焦炭的热性能对高炉透气性的影响比冷强度显著.分析认为焦炭热性能指标CRI、CSR对高炉高煤比操作更重要.借此还提出了提高喷煤量和改善焦炭质量需加强研究的课题.     

COREX熔融气化炉内料柱的透液性指数及影响因素

休风时对COREX熔融气化炉进行风口取样,通过对风口试样的检测分析,用压差度的倒数表示炉内气相对料柱透液性的影响,用空隙度和温度强度的乘积表示炉内的渣铁液相对料柱透液性的影响,建立了表征熔融气化炉料柱透液性的公式.对两批风口试样的研究发现,熔融气化炉内不同位置风口试样的透液性指数与相应位置的滞留铁比呈现一致的对应关系.进一步分析了透液性指数的影响因素,发现在炉况不顺时,未反应完全的酸性脉石直接落入炉缸,导致沿风口径向部分位置的渣样熔化温度高于1500℃,影响了渣铁流动性.提出了增加料层厚度、采取合理的造渣制度、控制均匀的煤气流分布等技术措施,为改善熔融气化炉内料柱的透液性提供帮助.     

高炉炉尘中未消耗煤粉和焦炭比例的研究

测定了宝钢高炉炉尘的粒度组成和分布,二次灰的粒径主要以小于149 μm的为主,占85%左右,重力灰的粒度主要以74～297μm的为主,占60%左右.通过岩相显微分析确定了炉尘中未消耗煤粉和焦炭存在的不同结构形态.根据炉尘中煤粉和焦炭中碳的消耗程度,给出了由显微分析结果计算出的宝钢高炉大喷煤时炉尘中未消耗煤粉碳所占的百分比的定量表达式.     

提高喷煤量对高炉风口焦性状的影响

在不同喷煤比操作的宝钢高炉上进行了多次风口取样 ,对风口试样的性状、焦炭降解、未燃煤粉积存和炉缸现象等作了详细研究。结果表明 :随喷煤量提高 ,风口回旋区缩短 ,焦炭劣化加剧 ,煤粉消耗率下降 ,炉芯透液性变差。研究结果可以指导喷煤操作、监控焦炭质量、控制炉缸侧壁侵蚀等。     

高小块焦比操作对高炉透气性和煤气流分布的影响

宝钢2号高炉通过生产操作探索，在160～170kg／t煤比下将小块焦比提高到60kg／t水平。根据高炉生产操作结果，结合实验研究，分析了50kg／t以上高小块焦比操作对高炉透气性和煤气流分布的影响，并阐述了相应的操作控制措施。     

煤的粒度对Corex生产指标的影响

Corex工艺用煤的粒度分布是最重要的,它决定了半焦床的透气性和稳定性,因而影响气化炉的生产指标。煤的粒度可以用平均粒度(MPS)和小于6.3mm入炉煤粉比例来监测。降低煤中小于6.3mm煤粉比例和提高煤的平均粒度,都有利于改善气化炉的状况和性能。MPS和小于6.3mm入炉粉率的波动会影响燃料比,并使气化炉炉况不稳定,减少产量。采用工厂数据进行了理论计算,可知煤的粒度对熔融气化炉(MG)料床透气性的影响。采用统计分析方法研究了煤的粒度对Corex生产指标的影响,并尝试建立了入炉煤的粒度与Corex生产指标间的关系。研究结果表明:要使炉况稳定,并改善Corex的性能,要求煤的平均粒度控制在19～22mm范围内,小于6.3mm的粉末比例15%。得出了燃料比与煤的粒度等因素关系的回归方程式。讨论了煤的粉率和平均粒度对Corex生产指标的影响。     

高炉喷煤煤岩显微组份对燃烧性能的影响

煤粉煤岩显微组份研究表明，煤粉燃烧与煤岩显微组份有直接关系，煤中镜质组（包括稳定组）形成的残炭燃烧性能好，而惰质组形成的残炭很难燃尽，煤岩显微组分的热解及燃烧性高到代的一般顺序为稳定组〉镜质组〉惰质组（丝质组）。     

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。     

提高喷煤系统制粉能力的分析与实践

根据热平衡计算,结合生产操作实际,分析了提高喷煤系统制粉能力的途径.生产实践表明,采用增大热风炉废气量同时调整制粉参数的方法,可较大幅度增加制粉量,而且对煤粉质量无明显影响.