高炉氧煤枪煤粉浓度场的研究

利用开发的红外透射法粉体浓度计算机测定系统,在高炉氧煤喷吹气-固两相流动模拟装置上测定了氧煤枪的煤粉浓度场。结果表明,在直吹管内氧煤枪出口前端截面附近,煤粉浓度呈不对称分布状态。在射流流动方向所对应的半径一侧,煤粉浓度较大,但通过调节枪位可以改善这种状况。直吹管内气-固两相的掺混甚为剧烈,使得在氧煤枪出口前端轴向距离为2.5倍,直吹管直径的截面上气-固两相混合均匀。

高炉喷煤交叉式双煤枪的研究

由于交叉射流提供了良好的传热和传质条件 ,使交叉式双煤枪在煤粉燃烧的模拟试验中得了比单枪高的燃烧率。在生产高炉进行了交叉双煤枪的工业试验。该种枪价格低 ,寿命较长 ,应用该枪对生产设备的改动较小 ,易于实施。在输送气体压力不变时 ,采用交叉双煤枪可以大幅度地增加供煤量 ,且不会发生风口磨损现象。

高炉氧煤枪富氧喷煤氧煤混合特性

研究了高炉采用氧煤枪富氧喷吹煤粉时氧气与煤粉的混合特性．在直吹管内，氧浓度和煤粉浓度在横截面上类似高斯分布；沿轴线按指数规律衰减；并可分别形成局部富氧区域和煤粉富集区域．分析结果表明，这两个区域可以基本匹配，但难以严格地重合．改变氧煤枪结构可以改变局部富氧区域和煤粉富集区域的大小和匹配状况；调节氧煤枪枪位可以按工艺要求改变它们在直吹管中的位置．

高炉氧煤枪空气动力学特性的试验研究

由相似理论建立了离炉直吹管中氧煤枪的空气动力学试验模型，测定了不同条件下的三维速度分布，并由此得到轴向径向和切向三个分速度及流动方向的变化规律。试验表明，由于氧煤枪射流和直吹管主气流二者动量相差悬殊，氧煤枪射流对主气流的影响很小；氧煤枪出口附近区域的动量和质量传输十分强烈。

五孔探针计算机测定系统及氧煤枪三维流场试验

开发了基于五孔球形探针测速法的三维流场计算机测量系统，并将其应用于一系列新型氧煤枪流场测量．该系统具有简单、方便、快速、精度高等特点．对ＧＹ－Ｂ１型高炉氧煤枪的流场测定分析表明，直吹管内各截面上的轴向速度类似高斯分布；氧煤枪出口附近的动量、质量交换激烈，有助于氧，煤的混合和燃烧．

高炉喷吹煤粉氧煤枪的开发与应用

采用氧煤枪可以提高喷入高炉的煤粉周围局部区域氧气浓度,加速燃烧反应。本文介绍了氧煤枪的基本特点和工业试验结果:单风口试验,富氧23～26％,喷煤量达0.9～1.44t/h,燃烧状况良好。这种氧煤枪结构简单,使用寿命较长。

高炉氧煤枪技术理论研究

氧煤枪及氧煤燃烧器的开发近年来备受人们的关注,并伴随着富氧大喷煤技术的发展而不断完善。通过模拟研究氧煤枪对煤粉燃烧的影响,结果表明采用氧煤枪可以缩短燃烧反应延伸长度,起到减少未燃煤粉作用;通过模拟研究氧煤枪富氧对风口燃烧区氧浓度的影响,结果表明在风口燃烧区的风口中心线方向氧浓度升高,为风口区含碳物质(煤粉和焦炭等)的快速燃烧创造了必要动力学条件;通过模拟研究风口燃烧区煤粉燃烧的效果,结果表明随着氧气浓度的增加,燃料颗粒存留时间缩短。氧浓度为21%时,燃料颗粒存留时间约为0.205 s;而氧浓度达到30%时,燃料颗粒存留时间减小到0.17 s。

高炉氧煤枪的布氧特性

对高炉氧煤枪在直吹管内布氧特性进行了实验研究。结果表明：（１）直吹管内各截面上的氧浓度呈现类似高斯分布的规律；（２）轴线方向上氧浓度最大值衰减规律为Ｙ＿ｍ＝ａｘ￣（－ｂ）；（３）ＧＹ—Ａ型氧煤枪形成面积为０．８Ｄ×７Ｄ的局部富氧区域，可以改善燃烧效果。

高炉套筒式氧煤枪管壁温度的计算与测定

建立了套筒式高炉氧煤枪管壁温度的数学模型，得到有关温度的计算值，并用带有多点热电偶的高炉套筒式氧煤枪测量了带旋流头和不带旋流头的套筒式氧煤枪外管的温度及枪头内部其他部位的温度分布。套筒式氧煤枪外管壁平均温度不超过６００℃，与数学模型计算结果基本吻合。

单管煤枪的改进与应用

提高喷煤枪使用寿命和减少喷枪冷却用气量,对于防止风口磨损、保证喷煤枪投入数量、减少因风口小套内壁磨损导致的高炉临时休风、降低煤枪使用成本和高炉生产成本具有重要意义。主要介绍宝钢湛江钢铁公司针对普通单管煤枪的不足,自主研发了长寿单管煤枪,重点阐述其技术特点及其实际应用情况,实践证明该长寿单管煤枪使用效果好、寿命长,在生产中应用效果良好。

氧煤枪出口煤粉行为的数学模型

给出了氧煤枪出口处煤粉颗粒初始位置和初始速度的分布，从而为高炉煤粉喷吹的数值模拟打下了基础

高炉喷煤枪的应用与发展

叙述了近年来国内外及梅山公司高炉喷煤枪的研制、使用情况及发展趋势。

高炉氧煤枪枪体温度动态变化规律的研究

用数值模拟方法，通过对刚插入高炉直吹管高温气流中的氧煤枪在通氧冷却和不通氧冷却两种情况下，其温度动态变化规律的研究，提出通氧冷却以防止高温烧损和延长使用寿命的观点，并为选择制枪材质提供了依据。

宁钢高炉延长煤枪使用寿命的生产实践

喷吹煤粉用的煤枪,其寿命越长,越利于降低使用成本,降低工作量。宁钢高炉不断采用新技术,改进煤枪结构和材质、工艺参数,高炉煤枪的使用寿命显著延长,使用寿命提高了2倍以上。

在线快速更换高炉煤枪技术的开发及其应用

在生产实践中,高炉压量关系受到喷煤压力的影响。因此,研发不影响高炉生产的在线更换损坏煤枪技术,对提升全风口喷煤比例具有重要的现实意义。广西柳州钢铁集团有限公司研发的在线快速更换高炉煤枪技术,通过在煤枪逆止阀前端增加高温球阀,实现了在高炉安全快速在线更换煤枪的操作。应用效果表明,该技术推广使用后,提升了2号高炉的喷煤量,2021年全年煤比达到149 kg/t,比2020年提高1kg/t,全年多喷煤2488.6t。

鼓风与氧煤枪中氧含量变化对煤粉燃尽率的影响

为进一步提高喷煤量、降低焦比,实现企业降本增效,首钢京唐结合自身生产情况,开展高炉高富氧鼓风冶炼技术研究。采用实验测试、数值模拟等方法开展了鼓风与氧煤枪中氧含量的变化对回旋区状态及煤粉燃尽率的影响的研究。结果表明,鼓风富氧率从7%提高到11%后,相同煤比情况下2种喷吹煤煤粉燃尽率分别从77.10%提高到82.71%、78.43%提高到82.62%,但是煤粉燃尽率随着煤比的提高而降低;氧煤枪内氧气流量从3 000 m^(3)/h增加至6 000 m^(3)/h后,沿煤粉流股方向上的最高温度从2 762 K增加至2 802 K,煤粉的燃尽率从72.31%增加至75.12%。同时,采用上述2种富氧手段,能够实现大喷煤高富氧喷吹,达到预期降焦目的,获得良好的经济效益。

高炉富氧鼓风技术发展现状简析

高炉富氧鼓风技术取得了明显进展,如新型氧煤枪、SIP等先进高比例富氧技术的推广应用,而面临的难题主要是,高比例富氧后,高炉呈现“上冷下热”和边沿气流发展等状况,影响高炉稳定顺行。2020年,新疆八钢开启氧气高炉冶炼实践,第一阶段实现35%高富氧冶炼目标,第二阶段试验将引入欧冶炉CO_(2)脱除后的煤气,打通煤气循环的工艺流程,实现50%的超高富氧技术突破。展望未来,高炉发展方向是富氧率、喷煤量不断提高,并逐渐步人高富氧大喷煤的背景中,最终走向全氧高炉冶炼。

高炉煤枪结构及形式研究

在实验室研究了高炉用单煤枪、同轴氧煤枪和双煤枪喷吹对煤粉燃烧率的影响,结果表明:双煤枪喷吹时煤粉的燃烧率明显高于单煤枪和同轴氧煤枪,并在此基础上进一步研究了双煤枪的水平夹角、圆周夹角及相对位置等参数对煤粉燃烧率的影响。随着双煤枪水平夹角的增加,煤粉燃烧率趋于提高,当达到某一值后再进一步增加,煤粉燃烧率提高的幅度会有所降低;双煤枪圆周夹角变化对煤粉燃烧率影响不大;A枪固定在基准位置,将B枪由基准位置向远离炉膛的方向适当移动,有利于煤粉燃烧率的提高。

煤枪结构对煤粉燃烧影响的数值模拟

基于流体力学软件,数值模拟了高炉喷煤工序煤枪结构参数(煤枪内径、插枪位置、插枪角度)等对风口前煤粉运动、燃烧过程的影响。结果表明:煤枪内径越大,煤枪出口距风口前端距离越远,插抢角度越大,煤粉颗粒在风口内的停留时间越长,越有利于煤粉的预热和燃烧。

八钢2500m^(3)高炉直吹管烧穿原因及对策探讨

本文结合八钢新区ABC高炉直吹管的特点和2022年度以前直吹管送风装置的烧穿事故,分析了其对高炉生产和安全的影响,通过对直吹管使用过程中发红的控制,以及残骸烧损的诊断、分析,制定了针对性的防范措施,延长了直吹管的使用寿命、有效杜绝了直吹管烧穿事故的发生,并取得了较好的效果。