国内某高炉喷吹煤粉的性能评价

高炉喷吹煤粉的优点主要包括显著降低炼铁焦比及生产成本、有效调节高炉热制度、喷吹煤粉反应过程中提高煤气的穿透扩散能力和还原能力、缓解焦煤需求量、减少炼焦投资和环境污染等。为进一步优化高炉喷吹燃料结构和降低炼铁成本,文章对国内某高炉喷吹使用的煤粉的煤质特性进行了深入研究。结果表明:1#煤为烟煤,固定碳含量低、挥发分高,氢元素含量在所试验煤粉中最高,灰分中的CaO和MgO的含量之和最高,超过24%;其他煤种为无烟煤;4#煤的可磨性指数低于40;需要控制其在混煤中的配比。

基于流体力学的高炉冶炼强度对炉缸侧壁温度影响的实践与分析

随着高炉向大型化发展,大型高炉的炉缸寿命已成为制约高炉寿命的关键因素,而高炉冶炼强度是影响炉缸寿命的重要因素。通过对高炉炉缸进行建模及采用数值模拟软件对大型高炉炉缸内1500℃铁水的流动进行模拟,并根据固液流动传热定律得到炉缸耐材热面的温度分布。分析了不同冶炼强度下耐材热面的最高温度和位置及其对耐材侵蚀的影响。结合宝钢3号高炉停炉破损调查及炉缸侧壁温度历史数据,提出了一种确定高炉适宜冶炼强度的定量分析方法,并提出了改进炉缸侧壁温度异常的措施。

基于煤质特性的京唐高炉喷吹煤结构优化

为优化首钢京唐高炉喷吹煤结构和降低冶炼成本,对京唐高炉喷吹煤粉的煤质特性进行了分析,用煤焦置换比理论公式计算了单种煤的理论置换比,并计算了京唐高炉喷吹煤的煤粉利用率。认为,随着高炉煤比的提高,煤焦置换比逐步降低;通过对配煤结构及高炉操作参数进行优化,京唐三座高炉的煤粉利用率得到进一步提升。1号高炉煤粉利用率达到了97.64%,2号高炉达到了97.58%,3号高炉达到了98.14%,较2022年6月分别提高了3%左右。

高炉煤气提纯降碳技术研究进展

对高炉煤气进行CO_(2)分离和CO提纯,一方面可以降低钢铁行业CO_(2)的排放,另一方面,高炉煤气经过CO_(2)分离后CO可燃组分增加,可作为部分还原剂用于高炉喷吹冶炼,也可作为高热值燃气或者化工合成原料,实现低碳炼铁和节能减排。基于此,文章分析了国内外各种高炉煤气提纯降碳技术及应用,包括溶液吸收-变压吸附两步法、两步变压吸附分离法、一步吸附法等,研究结果显示吸收溶液或吸附剂是提纯降碳的关键。此外,高炉煤气循环结合提纯降碳技术,是效果明显的低碳炼铁技术路径。

提高7.63 m焦炉炉头温度及均匀性的实践

随着马钢7.63 m焦炉长时间运行,炉头部位的供热情况发生恶化,调节困难,炉头温度不满足炼焦的要求。针对此问题,采取优化调整喷嘴板尺寸和看火孔压力、增加蓄热室封墙和小烟道两叉部的密封等措施,减少了因炉头温度偏低导致的炉头焦饼偏生、冒烟大等问题。实践结果表明:焦炉炉头温度低于1 100℃的火道数量减少了80个以上,炉头均匀系数>0.90;焦炉炉头焦饼成熟度大幅提高,炉头焦饼温度提高至930℃以上,大幅改善了焦炉清洁化现状。

原煤配加干熄焦除尘灰技术探究与应用

长钢炼铁厂采用烟煤和长焰煤混合喷吹技术,按挥发分质量分数为10%~15%进行配煤,多年来一直维持130 kg/t左右的经济喷煤比,仅通过进一步提高喷煤比、降低焦比来优化生铁燃料成本,难度较大。鉴于此,喷煤作业区利用焦化干熄焦除尘灰w(C)高(在80%以上)、挥发分低(质量分数在2.5%以下),且价格仅为同期烟煤价格的55%的特性,在原煤中配加一定比例的焦化干熄焦除尘灰,降低了煤粉的制备成本,为生铁低成本冶炼起到积极作用。

高炉喷吹煤粉预热工艺技术进展及应用

煤粉预热可提高高炉喷吹煤粉的初始温度,加强煤粉在风口前的气化热解过程,降低喷煤对风口区域热风的冷却效应,进而提高煤粉燃烧率,为高煤比创造条件。对现有几种煤粉预热工艺,如高炉废烟气对流预热、电磁感应预热、立式筒仓管板预热和流化床预热技术特点依次进行了分析。高炉废烟气对流预热工艺,充分利用高炉煤气和热风炉废烟气余热,既能提高煤粉初始温度,又能减少能源浪费。攀钢钒高炉和舞钢高炉预热煤粉工业试验结果表明,提高煤比和降低焦比的效果良好,应用前景广阔。

高炉喷煤工艺中煤粉制备与输送系统的技术改进

本文针对高炉喷煤工艺中的煤粉制备与输送环节存在的问题进行了深入研究与技术改进探讨。首先,文章从实际运行情况出发,分析了煤粉制备与输送系统的关键技术要素。其次,提出了通过优化煤粉制备设备配置、改进煤粉输送技术,以及增强全系统的自动化程度以解决系统运行的不平稳问题等一系列技术改进方案。同时,文章以实例验证了改进方案的技术先进性与实用性,实施改进后,不仅极大提高了系统的稳定性和效率,降低了生产成本,而且有效减少了工艺过程中的环境污染。本文的研究成果对于指导喷吹煤粉制备与输送系统的设计、优化和运行具有重要的理论与实践意义。

烟煤特性及其对喷吹安全性的影响研究

烟煤挥发分高、易燃易爆的特性使得烟煤用于高炉喷吹时受到较大限制。文章选取了山西建龙高炉喷吹的四种烟煤,分析了四种烟煤燃烧特性参数、爆炸性和可磨指数等,研究了烟煤粒度和比例对喷吹安全性的影响。研究结果表明,混煤中烟煤比例逐渐提升,混煤的着火点逐渐降低,爆炸性逐渐增强;增大烟煤煤粉的粒度能够有效减弱烟煤的爆炸性,是保证烟煤喷吹安全性的有效方法;国华能源烟煤和内蒙江化烟煤配比高于80%时,应合理控制煤粉的制粉、储运和喷吹系统的温度和氧含量以保障生产安全。

提升高炉喷煤收粉系统安全稳定性技术改进

在分析高炉喷煤收粉系统安全稳定性的因素基础上,提出了使用“四合一”结构的落煤管替换螺旋输送机,及使用电动蝶阀替换卸灰阀的改造方案,实施后,减少了煤粉泄漏和设备的故障率,提高了炉喷煤收粉系统安全稳定性。

焦炉煤气喷吹对高炉热量分布及冶炼参数的影响

分析高炉喷吹焦炉煤气对炉内热量分布及冶炼参数的影响,结果表明高炉喷吹焦炉煤气有助于改善炉内间接还原,从而降低直接还原度、焦比和燃料比,在满足约束条件的前提下每喷吹1 m 3焦炉煤气可减少燃料约0.4 kg。焦炉煤气喷吹造成理论燃烧温度下降,高炉下部热损失增加,高炉上部热损失逐步减小,高炉富氢量对炉内热量分配的影响应成为研究重点。在不富氧条件下,平均每喷吹10 m 3焦炉煤气,理论燃烧温度降低约9.5℃。

高炉风口氢煤共喷的数值模拟研究

氢气是一种无碳的清洁能源,具有良好的还原性,可替代部分高炉喷吹煤粉。向风口喷注氢气可以降低煤比,减少高炉碳排放。基于数值模拟方法,建立高炉风口喷氢的三维稳态模型,研究喷注不同含量的氢气与氧气对煤粉燃烧和回旋区状态特性的影响。模拟结果表明,氢气燃烧产生的热量可以促进煤粉脱挥发,但氢气燃烧会消耗大量氧气,降低挥发分周围的氧气浓度,影响挥发分的燃烧效率。当高炉注氢时,氧气消耗速率加快,CO_(2)产生量明显下降,H_(2)、水蒸气生成量增加,但CO含量从42.5%下降至38.7%,煤粉燃尽率从69.8%降低至66.4%。当富氧率增加2%时,风口出口平均温度提高22 K,煤粉燃尽率上升2.3%,CO产生量由38.7%提高到40.0%。研究成果可为高炉氢煤共喷操作提供理论指导和数据支持。

高炉新建兰炭制粉系统的工艺设计

某钢厂新增一套全兰炭的磨煤制粉系统,以满足高炉喷煤需求。在借鉴现有成熟的中速磨负压工艺技术的同时,充分考虑兰炭水分高、磨损性等问题,采用不设煤粉缓冲仓工艺技术,对设计方案进行优化与改进。实践应用表明,该方案运行可靠、稳定,对后续类似的高炉喷煤系统进行新增制粉能力项目改造,具有一定的参考意义。

低成本炼铁方法探讨与实践

为了达到低成本炼铁的目的,探讨了烧结矿中经济料配比对其冶金性能的控制,原燃料结构对高炉炉况的影响,以及冶炼工艺操作对高炉经济指标的改善等,提出了相应的优化措施与操作思路,并在文安钢铁1080 m^(3)高炉进行实践.结果表明:为了改善烧结矿的还原性,需平衡烧结矿的各项冶金性能指标,w(FeO)应降至7.0%~8.0%,中小高炉应提高5~10 mm粒级的入炉比例至25%~30%;高炉利用提高块矿配比、配加劣质焦炭等方法,可获得经济型原燃料结构的炉料,同时再采用大矿批、低焦比及低[Si]冶炼等工艺操作,能够有效降低高炉的冶炼成本,但需选取适宜的富氧率和冶炼强度.

高炉喷吹煤粉颗粒与热风间动量能量交换的数值仿真

为了揭示高炉风口回旋区周边颗粒对煤粉颗粒受力和传热特性的影响机理,建立了基于CPU-GPU异构并行模式的三维浸没边界-格子Boltzmann法(IB-LBM)模型,针对串列三颗粒在流场中的曳力和传热特征开展数值模拟研究,详细讨论了雷诺数(10≤Re≤100)和颗粒间距(s=2D,4D)对曳力系数Cd和平均努塞尔数Nu的影响.结果表明:第2个和第3个颗粒置入后,随着Re的增大,3个颗粒的Cd均减小(Cd_(1)>Cd_(2)>Cd_(3)),而3个颗粒的Nu均增大(Nu1>Nu2>Nu3);根据数值模拟结果,分别构建了串列三颗粒的Cd与Nu的新关联式,新关联式得出的Cd和Nu预测值与数值模拟结果相比,最大误差分别为2.5449%和0.4480%,这表明该关联式适用于高炉喷吹煤粉颗粒在热风中受力和传热机制的数值仿真过程.

热动力站320t/h煤粉锅炉结焦问题的治理经验总结

针对某公司公用工程中心热动力站一期320 t/h煤粉锅炉在运行过程中出现的炉膛水冷壁和燃烧器大面积结焦问题,通过了解掌握使用煤种的特点、特性,校核炉膛主要热力特性参数,分析原燃烧器在设计、运行中存在的问题后,针对性地提出了采用降低燃烧区壁面热负荷、更换防结焦型低氮燃烧器及强化吹灰运行管理等全面系统的改造思路和方案。改造方案在停炉期间实施后,经过冷态空气动力场试验、热态调试及各种典型工况下的运行试验表明:改造后燃烧器着火及时、燃烧稳定,蒸汽参数合格,锅炉长周期运行出力得到大幅提高,燃烧器及炉膛壁面结焦问题得到了根本治理,氮氧化物初始排放浓度等各项运行经济指标均达到设计要求,为解决燃用低灰熔点榆林烟煤煤粉锅炉普遍存在的问题提供了一个成功治理的实例。

生物质炭煤粉高炉混合喷吹性能分析

探究生物质炭煤粉高炉混合喷吹技术的可行性和优势,重点对该混合喷吹性能进行分析,并提出针对性的改进方案。基于实验测试和数值模拟,分析了生物质炭煤粉混合喷吹的燃烧特性、热力学性能及其对高炉煤气温度、煤耗和污染物排放的影响。实验结果表明,生物质碳作为煤粉的替代燃料,在高炉混合喷吹中能够稳定燃烧,为增加高炉炉料提供了新的思路;数值模拟结果显示,生物质炭煤粉的混合喷吹可以显著提高高炉的燃烧效率,降低煤耗和二氧化碳排放量。此外,对生物质炭煤粉混合喷吹技术的经济性和环境效益进行了初步评估,结果表明,该技术在高炉冶金行业具有广泛的应用前景。

北营高炉炉顶压力的提升实践

高压操作不仅能够提高高炉冶炼强度,而且能有效降低入炉焦比。针对北营3 200 m^(3)高炉进行顶压提升理论研究,总结了长期的操作实践经验,采取改善入炉原燃料质量、提高鼓风动能、优化装料制度等措施后,炉顶压力逐步提高到250 kPa以上,不仅使高炉炉况稳定性得到了增强,而且提高了煤气利用率,降低了焦比,提高了TRT发电量,取得了可观的经济效益。

高炉炉顶气密箱布料溜槽不同工况下的使用特性分析及优化

高炉炼钢是进行钢铁炼制重要的生产方式,在生产过程中,对资源及能源的消耗较大。针对高炉炼钢中的关键构件,采用不同的仿真分析形式对气密箱布料溜槽在不同倾角工况下的使用特性进行分析,为溜槽的使用优化提供参考,从而提高高炉炼钢的整体效率,减少能源消耗。

影响无料钟布料精度的因素及处理措施

针对影响无料钟炉顶布料精度的因素,如布料溜槽角度、节流阀开度、原燃材料的物理性能、亏料线及炉内物料的相互影响等进行分析,并提出相应的解决措施,确保高炉稳定顺行。