高炉强化喷煤生产实践

为提高唐银钢铁公司高炉喷煤量,研究了烟煤配比、强化高炉喷煤操作和提高煤比、煤焦置换比等问题,得到：煤粉成分V 22%～25%,A〈12%,S〈0.8%;粒度-200网目以下占50%,0.074～0.15 mm占45%,0.15～0.5mm占5%。同时强化高炉喷煤操作,采取提高煤粉燃烧率,选择适宜的操作制度,提高精料水平,高炉操作调剂等措施,来提高喷煤比、煤焦置换比。     

高喷煤比时高炉炉尘灰中含碳物质研究

测定了高喷煤比的高炉炉尘(重力灰和瓦斯灰)中矿物组成,给出了在不同煤比条件下未消耗焦炭和煤粉面积比.分析了高喷煤比对高炉炉尘中碳质量分数和未消耗煤粉比例的影响.确定了宝钢高炉在高喷煤比时高炉炉尘中未消耗煤粉量、焦炭颗粒量和煤粉在高炉内的利用率.通过试验发现,随着喷煤比增加,炉尘量增加,但在高喷煤比后,炉尘量波动较大.高炉炉尘中未消耗碳量和煤粉量随着喷煤比的增加逐渐增加,而未消耗焦炭量不受喷煤比变化的影响,基本上保持在3 kg.t-1的水平,表明宝钢高炉焦炭品质很高.     

高炉提高喷煤量的分析与研究

在对煤粉在高炉中的行为进行分析的基础上,从改善原燃料质量、高风温、富氧鼓风、高炉冶炼及煤气流分布等方面对提高高炉喷煤量进行全面分析与研究,总结提高煤比的普遍规律。     

喷吹方式对煤粉燃尽率的影响

为研究高炉喷煤采用不同喷吹方式对煤粉燃烧效率、煤焦置换比以及高炉生产的经济效益的影响,以某企业3号高炉为对象,建立回旋区煤粉燃烧过程的计算模型,并基于该计算模型研究不同煤种、喷枪形式和富氧率对煤粉燃尽率的影响。研究结果表明:烟煤的燃尽率高于无烟煤和混煤的燃尽率,双煤枪的燃尽率高于单煤枪和氧煤枪的燃尽率;当喷煤比不超过150 kg/t时,该高炉的最佳富氧率为5%。     

攀钢高炉喷吹煤粉燃烧过程

通过两段卧式燃烧炉模拟攀钢高炉风口燃烧条件,进行了煤粉燃烧过程的研究,考察了煤粉的配比、富氧率、热风温、喷煤量以及煤的粒度等因素对煤粉燃烧过程的影响。     

攀钢高炉喷吹煤粉燃烧过程

通过两段卧式燃烧炉模拟攀钢高炉风口燃烧条件,进行了煤粉燃烧过程的研究,考察了煤粉的配比、富氧率、热风温、喷煤量以及煤的粒度等因素对煤粉燃烧过程的影响.     

高炉富氧条件下喷煤极限研究

通过对攀钢４号高炉富氧条件下煤粉在风口回旋区内的燃烧率的数学模拟研究可知：在攀钢４号高炉入炉焦比５８０ｋｇ／ｔ,风温１０５０℃等生产条件下,当喷煤量超过１５５ｋｇ／ｔ,风中富氧率高于２％,才能使高炉顺行。如果风中富氧低于４％,吨铁最大喷煤量为１７５ｋｇ／ｔ。当喷煤量超过２１０ｋｇ／ｔ,风中富氧率即使达到１０％,也不能满足高炉最佳热状态,将造成未燃煤粉量过高,导致高炉不顺。     

我国高炉喷煤取得新进展

我国高炉喷煤取得新进展１９９２年我国高炉喷煤量比１９９１年增加３４万吨，增长１３．５％，重点企业的喷煤比达吨铁５０．３ｋｇ。１９９２年高炉喷煤进展最快的是天津铁厂，吨铁喷煤比达８７ｋｇ，比１９９１年增加２７ｋｇ，进入全国领先行列。鞍钢、包钢、梅山、马...     

苏州钢铁厂高炉常压喷吹烟煤

十多年来,我国一些高炉先后采用了喷吹煤粉的技术,但都是喷的无烟煤。而且大都是喷的阳泉无烟煤。由于近几年来阳泉煤供应紧张,质量下降,因此一些高炉喷煤置换比逐步下降,且时常断喷。为了扩大煤源,研究中小高炉上不用惰性气体保护喷吹烟煤,1978年我院与苏州钢铁厂及钢铁研究总院共同进行研究,在苏钢83m~3高炉上进行用常压罐喷吹高挥发份烟煤试验,采取控制煤温,增加煤粉测温、喷吹罐用流化多孔板等措施,试喷中等挥发份(16～17％)的青龙烟煤成功。1979年6月开始在苏州钢铁厂     

基于主成分分析的高炉喷吹煤优化配煤模型

针对中国钢铁企业高炉喷煤的简单混煤现状,且传统的实验室优化配煤研究工作存在量大而繁琐、评价煤粉的性能指标众多等问题,提出了一种新的高炉喷吹煤粉优化配煤模型,即利用实验室测定高炉喷吹煤粉的主要性能指标,然后通过主成分分析对煤粉性能指标进行降维处理,得到的主成分指标P1、P2和P3结合煤粉工业分析和元素分析指标建立高炉喷煤优化配煤模型。该模型通过实验室配煤检验及高炉实际生产验证,效果显示良好。     

软熔带类型对高炉内未燃煤粉分布影响的数值模拟

为了改善高炉炉况、降低未燃煤粉对高炉的负面影响,利用“Euler-Euler”法对高炉内未燃煤粉的堆积分布进行了数值模拟.考察了倒V型、V型和W型软熔带高炉内的未燃煤粉分布,以及软熔带形状对未燃煤粉分布的影响,并比较了三种软熔带高炉堆积未燃煤粉量的多寡和高炉各区域未燃煤粉堆积量.计算结果表明:未燃煤粉主要堆积在高炉软熔带下方;死料柱、风口回旋区下方、软熔区域、软熔带顶部和根部是未燃煤粉容易堆积的区域.W型软熔带是最佳的高炉操作模式,具体表现在:未燃煤粉在高炉内分布相对均匀; 在一定压差条件下可容纳较多煤粉.     

喷吹煤粉中氯元素在高炉风口区域的反应

对煤粉中氯元素在高炉内反应进行了热力学分析,模拟高炉风口环境,研究了喷吹煤粉中的氯元素在风口区的反应和分配规律.结果表明,煤粉中氯在燃烧过程中以HCl形式析出.与常规燃烧过程不同,煤粉中氯元素在风口区的析出率仅为40%~60%,剩余的氯元素残留在未燃煤粉中.喷吹煤粉带入高炉的氯元素不论去向如何,均不利于高炉冶炼过程的顺利进行.建立生产现场煤粉氯含量检测制度,减少高炉煤气中氯元素的危害,提高炉渣的排氯能力是今后努力的方向.     

利用壅塞原理均匀分配高炉各风口的喷煤量

应用纯气体的壅塞原理,对由空气和煤粉组成的气粉两相流的壅塞现象进行了理论和实验研究,提出了一种基于壅塞原理的可均匀分配高炉喷吹煤粉流量的新方法.结果表明,在现有高炉喷煤系统的各输送支管前安装一组具有相同几何尺寸的“喉形喷管”并满足适当压力条件时,两相流将在各喷管内发生壅塞流动.此时,其流速和流量将保持一致且不受后续管路条件不同的影响,从而可起到均化喷煤量的作用.实验测定了质量流量与出口压强的关系,定义了临界压强比可作为判定壅塞发生与否的依据,并找出了临界压强比与固气比之间的变化规律,给出了实用喷管的选择依据和使用条件.     

富氧喷煤燃烧过程的三维数值模拟

采用数学模型预测高炉富氧喷吹煤粉的燃烧过程,数学模型包括气相流动、煤粉挥发分的热解和燃烧、残炭的燃烧、辐射传热和固体颗粒相的运动等子模型．模拟结果表明,单筒煤枪和热风混合效果不好,不利于煤粉燃烧;由于直吹管和风口空间小,因而富氧对煤粉燃烧率影响不大;富氧可提高风口端部平均氧含量,有利于煤粉在回旋区内燃烧．     

煤粉-菱镁石混合喷吹对安钢高炉操作的影响

对安钢7号高炉的造渣制度进行了分析,提出从风口添加含MgO物料是改善炉渣性能的有效途径.在安钢7号高炉进行了添加轻烧菱镁石的煤粉喷吹工业试验.结果表明:风口喷煤中添加轻烧菱镁石可以有效地解决w(Al2O3)升高对炉渣冶金性能和高炉冶炼的影响,有利于优化高炉生产指标.对安钢7号高炉,煤粉中添加轻烧菱镁石的适宜比例为3%;炉渣中w(MgO)/w(Al2O3)为0.60～0.65时,高炉铁水物理热明显改善、硫的分配系数有所提高.在实施混合喷吹措施时,应适当调整高炉的热制度、造渣制度、焦炭负荷,控制适宜的高炉"炉缸煤气热量的平衡点"等参数.     

低挥发分煤粉着火与火焰稳定性研究

为了研究低挥发分煤粉着火与火焰稳定性,分析了气相燃烧与煤粉燃烧的着火贫限,提出了低挥发分煤粉着火的一次风粉气分离原则.实验证明,根据这一原则设计的开缝纯体燃烧器对低挥发分煤粉的着火与火焰稳定具有较好的适应性.     

煤中掺混生物质混烧的热重分析及动力学特性

松木屑作为一种废弃的生物质资源,如能将其回收与煤粉掺混后作为锅炉燃料燃烧将具有重大的意义。利用热重分析仪研究了印尼煤与松木屑不同掺混比例(0%、15%、30%、45%、100%)对煤粉燃烧特性的影响,并计算出各掺混不同比例生物质下的动力学参数。结果表明:煤粉中掺混不同比例的松木屑燃烧后其着火温度提高,燃尽温度降低,综合燃烧特性指数降低;在掺混比例为15%时对煤的燃烧特性曲线影响不大,所以掺混15%的生物质是最合理的。随着生物质掺混比例的增加其活化能减少,频率因子降低,在掺混比例为15%时活化能最小,再增加比例后其活化能变化不大。不同掺混比例下反应活化能和频率因子之间存在动力学补偿效应。     

高炉高富氧大喷煤的理论分析

本文论述了为什么高富氧、大喷煤是90年代高炉强化的主要技术动向;富氧与喷煤在高炉中作用的理论基础;高富氧与大喷煤在高炉中的操作特征与调剂;高富氧、大喷煤的科技研究新动向等。