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高炉喷吹燃料冶金性能研究分析

2020/1/8

  高炉中喷吹干熄焦除尘灰,不但可以降低生铁成本,在一定程度上可缓解适合高炉喷吹的无烟煤资源短缺的弊端,对环境保护有积极的意义。对评价高炉喷吹用燃料的各项可行性指标,如燃料的化学成分、燃烧性、着火点、爆炸性、发热值、反应性、可磨性等进行系统研究和分析。通过对干熄焦除尘灰替代部分高价无烟煤,有利于钢铁企业降低成本,提高废气资源的利用率,也有利于节能减排,提供高炉喷吹技术指导。

  国内高炉冶炼技术生铁成本居高不下,固体废弃物等资源利用较低,干熄焦除尘灰是炼焦工艺的副bet备用网之一,长期以来无法高效率地利用该资源。近年来,我国钢铁行业面临着优质原料资源日渐匮乏、行业竞争激烈、钢铁bet备用网利润下降、钢铁企业经营压力巨大的严峻挑战。采用有效措施降低生产成本成为钢铁企业走出困境的出路。随着高炉的大型化及节能减排深入的开展,绿色制造及对固体废弃物的回收综合利用等措施成为炼铁的重要研究方向。干熄除尘灰是炼焦工艺的副bet备用网。统计,焦化厂产生的干熄焦除尘灰约占焦炭产量的4%左右。以往将干熄焦除尘灰再利用的方法主要是作为原料用于烧结工序,由于其粒度较小。容易被气流抽走,造成干熄焦除尘灰没有充分利用,燃耗升高,烧结的产量、质量以及成本控制造成一定影响。

  如不采用上述办法处理,长期堆存会对环境造成严重污染,因此有部分企业尝试用于干熄焦除尘灰在高炉喷吹。

  喷吹燃料的性能

  高炉喷吹燃料的燃烧率

  喷吹燃料的燃烧性好坏,直接影响煤粉喷入高炉内利用率的高低,因此很有必要对各类喷吹燃料的燃烧性进行研究。

  干熄焦除尘灰的燃烧性能较差,其煤粉燃烧率只有44.21%,明显低于无烟煤和烟煤。烟煤的挥发分质量分数比较高,快速热分解和挥发分的燃烧速度都比较快。焦化干熄焦工艺除尘灰内碳的形态与焦炭完全相同,结构致密,燃烧过程主要以层状燃烧为主,燃烧速度较低。

  喷吹燃料的反应性

  由于高炉直吹管的风速快,煤粉在高炉风口前停留的时间很短,煤粉的着火点越低,煤粉在高炉风口区域需要的时间越短,这就有助于煤粉的充分燃烧,降低未燃煤粉产生的数量,另一方面,煤粉自燃的可能性也就较大,煤粉在磨煤、输送、储存的过程中安全性就会降低。考虑到燃烧和安全两方面因素,部分钢企规定高炉喷吹用煤着火点不得低于260℃。

  燃料利用率分析

  煤粉燃烧率通过高炉煤粉燃烧率通用模型计算出来结果,干熄焦除尘灰的燃烧性能较差,其煤粉燃烧率只有44.21%,明显低于无烟煤和烟煤。烟煤的挥发分质量分数比较高,快速热分解和挥发分的燃烧速度都比较快。焦化干熄焦工艺除尘灰内碳的形态与焦炭完全相同,结构致密,燃烧过程主要以层状燃烧为主,燃烧速度较低,为弄清煤粉在高炉内的利用率情况,对高炉除尘灰进行岩相Fenix,根据岩相可计算高炉煤粉利用率情况。

  优化高炉喷吹调整

  高炉喷吹煤基本维持32%。动力煤=55%。无烟煤+10%改质无烟煤的配煤结构,这种配煤结构的好处是煤粉成分相对稳定,混合煤粉固定碳较高,达到76.6%左右。为了降低喷吹成本,逐步提高了动力煤配比和配加焦化干熄焦除尘灰。在提动力煤配比之前,对三个喷吹煤系统设备、管道阀门系统进行强化,减少漏风系统,另外对喷煤系统技术操作标准进行修订、完善与细化,根据各煤种着火点及爆炸性指标严格控制系统温度、氧含量及CO含量,确保系统安全。

  结论

  通过实验研究,高炉使用的动力煤、宁精无烟煤、改制煤、焦化除尘灰均可满足高炉对喷煤的质量要求。

  将焦化除尘灰用于高炉喷吹,配加比例12%,替代部分价格较高的无烟精煤,拓宽了资源渠道,焦化除尘灰属于爆炸性弱的燃料,提高高炉喷吹的安全性。

  干熄焦除尘灰符合高炉喷煤工艺过程的质量要求,在缺乏合理利用途径的条件下,高炉喷煤少量添加,影响磨煤机的台时。同时借助于烟煤配比的提高、煤粉可磨性改变,可有效中和广汇可磨性较差的缺点。

  干熄焦除尘灰代替部分高炉喷吹无烟煤,不但可降低喷煤成本,在一定程度上也可缓解适合高炉喷吹的无烟煤资源短缺的弊端,对环境保护也有积极影响。

  低成本炼铁不仅降低综合成本,从某种意义来看,也是资源综合利用的一种方式,从炼铁的发展历程看来,每一种新资源的开发利用都可以是降低生铁综合成本、资源综合利用的进步。

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康宁04:08:42
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