高爐噴吹煤比的關(guān)鍵技術(shù)

1、高爐噴吹煤比的關(guān)鍵技術(shù)主題：高爐噴吹煤比的關(guān)鍵技術(shù)高爐噴吹煤粉是煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的中心環(huán)節(jié)，是國內(nèi)外高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展的大趨勢，也是我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的三大重要技術(shù)路線之一，所以，我們應當努力提高噴 煤比。高爐噴煤的重大意義1減少煉焦過程對環(huán)境的污染。高爐噴煤代替焦炭，就減少了高爐煉鐵對焦炭 的需求。減少焦炭的需求，就可以使焦爐少生產(chǎn)焦炭。焦爐少生產(chǎn)焦炭或少建焦爐， 就可以減少對環(huán)境的污染。2緩解我國主焦煤的短缺，優(yōu)化煉鐵系統(tǒng)用能結(jié)構(gòu)。煉焦配煤一般需要配50% 以上的主焦煤，以滿足高爐煉鐵對焦炭質(zhì)量方面的要求。噴吹煤粉的煤種廣泛，可以 不使用主焦煤。這就緩解了我國主焦煤的短缺，同時也降低了煉鐵系統(tǒng)

2、的購煤成本。3高爐噴煤可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)節(jié)能。2006年我國重點鋼鐵企業(yè)焦化工序能耗為 123.41kgce /1，噴煤的制粉和噴吹所需的能耗在 2035kgce/1。高爐每噴吹1t煤 粉，就可以產(chǎn)生煉鐵系統(tǒng)用能結(jié)構(gòu)節(jié)約lOOkgce/1的效果。4高爐噴煤可降低煉鐵系統(tǒng)的投資。據(jù)統(tǒng)計，國外建設(shè)噴煤車間的投資是焦化 廠單位投資的25% 30%，轉(zhuǎn)換為冶金焦的單位投資是 30%40% ;中國噴煤車間的 單位投資是焦化廠建設(shè)單位投資的 12% 16%，為冶金焦部分投資的15%20%。所 以，在新建和擴容高爐時，噴煤車間必須同步實施，這樣會有較大的經(jīng)濟效益。5煤粉代替焦炭會有巨大的經(jīng)濟效益。目前，焦炭和煤粉

3、的每噸價差在400500 元。一個年產(chǎn)400萬t的煉鐵企業(yè)，如果噴煤比在 130kg/1，就可以年噴吹52萬t 煤粉，代替的等量的焦炭，可以產(chǎn)生年降低 208260萬元的煉鐵成本。6提高企業(yè)勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)運行費。噴煤車間的員工人數(shù)和生產(chǎn)運行費 用要比焦化廠少，這樣就可以產(chǎn)生因高爐噴煤而提高鋼鐵企業(yè)勞動生產(chǎn)率、障低生產(chǎn)運行費用的效果。我國噴煤水平發(fā)展不平衡，與國際先進水平尚有差距據(jù)統(tǒng)計，2006年我國大中型鋼鐵企業(yè)高爐噴煤比 135kg/1，比上年度提高llkg/1，全年重點鋼鐵企業(yè)噴煤總量為 4046萬t，創(chuàng)出我國歷史最好水平。2006年全國 有9個企業(yè)噴煤比超過150kg/1，他們是：

4、寶鋼股份207、長治188、武鋼179、石 鋼160、新興鑄管159、江陰興澄155、邢臺155、天鐵154和韶關(guān)151。我國煉鐵企業(yè)噴煤技術(shù)發(fā)展不平衡，2006年在全國重點鋼鐵企業(yè)之中尚有一個 企業(yè)沒有噴煤，還有7個企業(yè)年平均噴煤比低于I00kgce /1。我國高爐噴煤水平與 國際先進水平尚有較大差距，國際領(lǐng)先的高爐噴煤比是266kg/1，寶鋼也曾達到過260kg/1的水平。國際先進水平的噴煤比為180200kg/1。中國鋼鐵工業(yè)科學與技術(shù)發(fā)展指南 20062020年中提出了高爐噴煤指標： 20062010年全國重點鋼鐵企業(yè)噴煤量160kg/1，20112020年全國重點鋼鐵企業(yè) 噴煤量18

5、0kg/1。高噴煤比的關(guān)鍵技術(shù)鋼鐵工業(yè)是個有條件組織生產(chǎn)的行業(yè)，其生產(chǎn)工藝、技術(shù)、裝備運行是有一整套 科學規(guī)律的。具備什么樣條件，就會出現(xiàn)什么樣的生產(chǎn)技術(shù)指標。這也就是說，高爐 煉鐵生產(chǎn)是要有一定條件的，提高噴煤比也是需要一些關(guān)鍵支撐技術(shù)。本人認為，高 噴煤比的關(guān)鍵技術(shù)是：保持爐缸熱量充沛技術(shù)，提高煤粉燃燒率技術(shù)，提高爐料透氣 性技術(shù)和煤焦置換比高的相關(guān)技術(shù)。1保持爐缸熱量充沛技術(shù)高爐煉鐵正常生產(chǎn)需要爐缸有充沛的熱量，以保證鐵礦石還原，渣鐵流動性好、 易分離，爐渣脫硫率高和透氣性好。爐缸熱量是用爐缸理論燃燒溫度來表示。爐缸熱 量充沛是要求爐缸的溫度和熱量要高。理論燃燒溫度在 2200 50C視

6、為合理值。煤粉噴進風口后需要吸收熱量。 首先是煤粉被加熱，然后是揮發(fā)分燃燒和碳素燃 燒。這樣，每噴吹I0kg/t無煙煤會使爐缸溫度下降1520C, I0kg/t煙煤會使爐缸 溫度下降2025C。噴煤量大于I00kg /1會使爐缸溫度下降150250C以上。高噴煤 比會使爐缸溫度下降幅度更大。為使爐缸溫度保持在2200 50C合理范圍內(nèi)，就需要采取保持爐缸溫度的技術(shù)措施，具體辦法是：1提高熱風溫度：熱風溫度升高I00c,可使爐缸理論燃燒溫度升高 60r，允 許多噴3040kg/1煤粉。2進行富氧鼓風：富氧率提高1%，爐缸理論燃燒溫度升高4050C，允許多 噴煤粉 2030kg/1。3進行脫濕鼓風

7、：鼓風濕度每降低1g/m3理論燃燒溫度升高67C，允許多 噴34kg/1煤粉。2提高煤粉燃燒率技術(shù)煤粉在爐缸內(nèi)的燃燒包括可燃氣體煤粉受熱分解而來的分解燃燒和固態(tài)碳煤粉 分解后殘留碳表面燃燒。這些燃燒情況取決于溫度、氧氣含量和煤粉的比表面積和燃 燒時間。寶鋼測定高爐噴煤比在 170kg/1、205kg/1、203kg/1時，煤粉在風口回 旋區(qū)的燃燒率分別為84.9 %、72.0 %和70.5 %。這說明還要有30%左右的煤粉要在 風口回旋區(qū)以上的爐料中進行燃燒和氣化。高爐內(nèi)未能燃燒的煤粉將會被高速的煤氣流帶出高爐，致使煤氣除塵灰中的含碳量增多。所以說，除塵灰中含碳量多少，是煤 粉燃燒率高低的重要

8、標志。提高煤粉燃燒率的技術(shù)措施是：1提高熱風溫度：噴煤比在180200kg/1需要有1200C以上的熱風溫度。2進行富氧鼓風：既可提高爐缸溫度，又提供了氧氣助燃劑，噴煤比在 180200kg/t時需要富氧3%以上；在燃燒學理論上，要求要有 1.15以上的空氣過 剩系數(shù)。3提高煤粉的比表面積：要求煤粉粒度-200網(wǎng)目要大于85%。采用煙煤和無 煙煤混合噴煤煙煤中的揮發(fā)分遇高溫時要分解，致使煤粉爆裂，增加煤粉比表面積。4進行脫濕鼓風：可以產(chǎn)生提高爐缸溫度和鼓風中氧氣含量的效果。將鼓風溫 度控制在6 %左右。5提高爐頂煤氣壓力，減小煤氣流速，延長煤粉在爐內(nèi)燃燒的時間，降低煤氣 壓力差。據(jù)測算，煤粉在

9、爐缸的燃燒時間在0.010 04s內(nèi)，其加熱速度103106k/s。3提高料柱透氣性技術(shù)高爐正常操作要維持一個合理的煤氣壓差值，即熱風壓力減去爐頂壓力的數(shù)值。 一些高爐工作者采用爐料透氣性指數(shù)來操作高爐。料柱透氣性高低是由多方面因素所決定的，只有采取綜合措施才能提高料柱的透氣性。1提高高爐入爐礦含鐵品位，減少渣量。高爐內(nèi)煤氣阻力最大的地方是軟熔帶。特別是鐵礦石剛開始熔化，還原成FeO和形成初渣，渣鐵尚未分離，尚未滴落至爐缸。如果高爐入爐品位在60%以上，噸鐵渣量小于300kg，煤氣的阻力會大大縮小，也會減少爐渣液泛現(xiàn)象。2提高焦炭質(zhì)量，特別是焦炭的熱性能，會大大提高爐料柱透氣性。焦炭在高爐內(nèi)是

10、起骨架作用。特別是在高噴煤比條件下，焦比低，焦炭的骨架的 作用就更加重要了?？梢哉f，焦炭的質(zhì)量好壞決定了高爐的容積大小和噴煤比水平的 高低。高噴煤比對焦炭質(zhì)量的要求是：M40在 80%以上，M10小于7%，灰分小于12.5 %， 硫分小于0.65 %，熱強度CSR6%，熱反應性CRK30%。對于2000m3以上容積的 大高爐，噴煤比在160kg/1以上時，要求焦炭質(zhì)量要更好一些：M4O 85%，M10C6.5 %，灰份w 12. 0%，硫份w 0.6 %，CS審65%，CRK26%。同時要求焦炭 中 K2O+Na2（的含量要 3.0kg /1。3爐料成分、性能穩(wěn)定、均勻爐料成分穩(wěn)定是指煉鐵原料

11、含鐵及雜質(zhì)和堿度波動范圍小。工業(yè)發(fā)國家要求燒結(jié)礦含鐵波動范圍是土 0.05 %，堿度波動0.03倍。我國煉鐵企業(yè)要求是鐵份波動 0.5 %，堿度波動土 0.05倍。因為含鐵品位和堿度的波動會造成軟熔帶透氣性的巨 大變化高硅鐵和高堿度渣熔化溫度高，流動性差。鐵礦石的軟化溫度、軟化溫度區(qū)間、熔滴溫度和熔滴溫度區(qū)是鐵礦石冶金性能的 重要指標，對于煉鐵技經(jīng)指標和爐料透氣性有重大影響。所以要求爐料的冶金性能要 穩(wěn)定。要求爐料粒度要均勻，就是減少爐料在爐內(nèi)的填充作用。 如果爐料粒度大小不均 且混裝，就會使爐料空間減少。如同 4個蘋果之間夾著乒乓球，造成空間減小。我們 希望爐料的空間有0. 44,以利于煤氣

12、流的暢通。要求爐料中 510mn粒度的含量要 小于30% 一定不要超過35%，否則會對爐料的透氣性產(chǎn)生重大影響。煉鐵原料（燒結(jié)、球團、塊礦）的轉(zhuǎn)鼓強度高、熱穩(wěn)定性好、還原性能好、性能 穩(wěn)定等為高爐順行創(chuàng)造良好條件，提高燒結(jié)礦（堿度在1.82.0倍）的堿變，會使轉(zhuǎn)鼓強度高、冶金性能好的優(yōu)點。連篦機-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的球團礦質(zhì)量和工序能耗均比豎 爐所生產(chǎn)的球團好。入爐的塊礦要求是含水分低、熱爆裂性差、還原性能好、粒度偏 小。4優(yōu)化高爐操作技術(shù)會有效地提高爐料透氣性。大高爐采用大礦批，使焦炭料層厚度在0.50.6m，在變動焦炭負荷時，也不要輕易變動焦炭的料層厚度。使高爐內(nèi)的焦炭起到透氣窗的作用， 對于保持

13、和提高高爐 爐料的透氣性十分重要。優(yōu)化布料技術(shù)（料批、料線、布料方向等）和適宜的鼓風動能（調(diào)整風口徑和風 口長度），可以實現(xiàn)高爐內(nèi)煤氣流均勻分布，同時有增加爐料透氣性的作用。合理的 鼓風動能使爐缸活躍，布料合理可以實現(xiàn)煤粉在爐料中充分燃燒，減少未燃煤產(chǎn)生量。穩(wěn)定高爐的熱制度、送風制度、裝料制度、造渣制度會給高爐的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低 耗、長壽、高噴煤比帶來有利條件。高爐生產(chǎn)需要穩(wěn)定。穩(wěn)定操作會創(chuàng)造出煉鐵的高 效益。減少人為因素，提高對高爐生產(chǎn)的現(xiàn)代化管理水平，會促進煉鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā) 展。4提高煤焦置換比技術(shù)上述3個小節(jié)中所講述的技術(shù)也均是提高煤焦置換比的技術(shù)。本節(jié)從噴煤管理角度來分析提高煤焦置換比的

14、因素。1提高噴吹煤的質(zhì)量。因為噴吹煤粉的品種廣泛，所以要求煤的質(zhì)量應是好 磨、含碳鏈高（要求煤粉的灰份一定要低于焦炭的灰分含量）、含硫低、流動性好等。煤粉中含有K20 +Na2O總量要小于3.0kg/t.因為K、Na在高爐內(nèi)會造成結(jié)瘤和焦炭 易產(chǎn)生裂紋，致使焦炭強度下降。2煤粉噴吹要均勻，高爐所有風口均要噴煤，流量要實現(xiàn)均勻、穩(wěn)定。高爐均 勻噴吹煤粉，會使高爐每個風口的鼓風動能一致，并會使爐缸熱量分配均勻，促使高 爐生產(chǎn)順行和噴煤量的提高，進而煤焦置換比得到提高。為保證各風口噴煤量均勻， 建議將煤粉分配器高位安置，使各單只管路盡量長短相近，不讓煤粉走捷徑個別風口 多噴的現(xiàn)象出現(xiàn)。3采用煙煤和無煙煤混噴有利于提高噴煤比和煤焦置換比。煙煤揮發(fā)高，且 含有一定水分，進入風口后會爆裂