技術管理

煉鐵最佳噴煤比技術思路


2018-09-04

    高爐冶煉用焦炭在爐內主要起提供冶煉所需熱量、還原鐵礦所需的還原劑和滲碳劑、作為維持高爐料柱透氣性和透液性的“骨架”作用。而高爐噴吹煤粉則是部分替代焦炭的“提供熱量”及“還原劑和滲碳劑”,即以價格低廉的煤粉部分替代價格日趨昂貴的冶金焦炭,以緩解因煉焦用主焦煤匱乏所造成的冶金焦炭產量漸顯不足的矛盾,最終降低高爐煉鐵焦比和生鐵成本。當前高爐生產的一些習慣性認識和操作,直接影響到高爐噴煤的科學性,且給高爐噴煤效益乃至生鐵成本帶來不良影響。

    首先,高爐噴煤同煉焦配煤一樣,都有一個科學合理的配煤問題。利用合理、有效的數據,建立優化模型進行合理配煤,以科學的方法指導制粉系統在原煤進倉前的配煤工作,最終求得在制粉這個環節上和高爐生產上都實現成本最低,是提高噴煤比的明智之舉。

    其次,在長期的煉鐵生產實踐中,高爐操作者往往認為只要高爐未出現異常,且制粉和噴吹系統能力足夠,高爐噴煤比越高越好。這是一個必須糾正的錯誤概念。實際上它是單純追求高噴煤比和降低入爐焦比,而忽略燃料比的降低,即只注重噴煤的經濟效果而忽略了噴煤的節能效果。高爐生產的一切活動都要服從一個目標,那就是追求高產、低耗、低成本。高的噴煤量若保證不了高的置換比,也就不可能降低生鐵成本和資源消耗。研究表明,煤粉在回旋區內停留的時間很短。要在極短的時間里完成高速升溫、伴隨著體積膨脹的熱分解(脫出揮發份)、揮發份的燃燒、半焦的生成及燃燒等一系列的物理化學過程,煤粉在回旋區內只能部分燃燒,生成的半焦將被輸送到爐內,參與熔損反應、滲碳反應等被消耗。但有時也會有一部分未被消耗的半焦隨上升的氣流或伴隨高爐瓦斯灰排出爐外或滯留在填充層內。如果噴煤量過大或因爐況不好而造成回旋區向爐內輸送的半焦超過爐內反應消耗的速度,則將直接造成向爐外排出量大,致使其置換比降低,或在料柱、軟熔帶內積累量逐漸增大,引起爐內通氣性、通液性的惡化,造成爐況不順、產量下降、生鐵成本升高。如果在爐內滯留一定量的半焦,則即使半焦的供給和消耗取得平衡,也會引發同樣的問題。況且,伴隨噴煤量的增大,爐內的礦焦比勢必有不同程度的提高,這也會加大爐身部位煤氣流的壓降。這些問題主要是由于噴煤量過大、煤粉在回旋區內的燃燒狀況不佳及回旋區內影響煤粉燃燒的工況條件惡化而引起的。因此,研究回旋區條件下煤粉的燃燒過程、最大限度地提高煤粉在風口區域的燃燒率和噴煤置換比、降低焦比和燃料比,對降低高爐能耗和生鐵成本有重要意義。

    在生產中根據爐況需要時常對噴煤量進行增減操作,這就需要準確把握,避免盲目操作。針對這種狀況,建議從以下四個方面著手工作:

(1)加強煤粉系統數據信息化建設。應使高爐操作者預先知曉即將噴入高爐煤粉的各種成分與物化性能,以便能在適當的時機對高爐的相關參數做出科學和合理的調整,進而保證高爐的穩定順行。

(2)改善影響高爐噴入煤粉燃燒率的條件。根據各高爐的具體工況條件,加強制粉系統的科學配煤工作,以盡量制出高碳、低灰易燃和低成本的配合煤粉,提高風溫,并適當提高富氧率,采用結構科學的氧煤槍噴吹,確定合適的煤粉反應粒度等。

(3)搞好大型原燃料場的建設和管理,并實施“整?!?、“混裝小塊焦”、“分級入爐”、“中心加焦”等技術以確保精料入爐。

(4)提高焦炭的熱強度,提高焦炭的CSR值(反應后強度指標),降低其CRI值(熱反應性指標),可有效改善焦炭的抗粉化能力,有利于提高噴煤比。高爐的透氣性主要取決于焦炭的熱強度。CSR值的增大和CRI值的降低,使焦炭從入爐到下降至風口回旋區為止整個過程的粒度減少值降低幅度較大,使該處焦炭平均粒度相對增大,擴大了回旋區容積、增大了死料柱處的透氣性和該處焦炭的活性。另外,隨焦炭CSR值的增大和CRI值的降低,焦炭便具有了更高的抗熱、抗機械、抗化學破碎能力,降低了參與還原的消耗,該處熱量也較為充沛,從而為較好改善高爐的運行狀況、提高噴煤比及其置換比提供了有利條件。

    高爐噴煤是高爐生產的重要組成部分之一。原煤場的科學建立和使用、相關數據庫的建立及其與高爐系統及時聯動、合理配煤、高爐最佳噴煤操作等,都會極大改善和提高高爐噴煤技術水平。從原煤采購、進場直到噴入高爐的全程實現科學化管理,最終使“高爐最佳噴煤量”得以確定,這樣就使得高爐噴煤系統的生產運行狀況更加科學合理、協調有序,徹底改變那種高爐噴煤事后調整的被動局面,進而大幅度降低高爐噴煤所占用的生鐵成本。(本文主要內容摘自“中國鋼鐵新聞網”)


技術發展研究中心


99精品国产在热2019一级毛片