高炉富氧喷煤学习材料_.doc

氧压缩技术，为高炉配备了一台15000m3/h制氧机，由于其出塔压力即可达到0.6mpa，可直送高炉，不采用加压再减压的流程，氧的成本较低，仅0.32元/m3（正常的0.48元/m3）已正常使用六年多了，敬业高炉使用的仍然是炼钢余氧，但由于氧气供应能力大，高炉可以使用较多的氧气来提高产量，增加煤比。二、富氧对高炉冶炼过程影响高炉鼓风含O2提高之后，能加速高炉风口前的燃烧过程，提高理论燃烧温度，强化高炉冶炼，增加高炉煤比，但其和高炉提高风温不同，它不能带入附加的热量，其影响如下：1、提高高炉冶炼强度由于鼓风含O2提高之后，高炉燃烧焦炭和煤粉的能力提高，也就是提高了高炉的冶炼强度，由于鼓风和富氧含纯氧不同，富氧率提高1，能提高冶炼强度4.76，也就是说高炉产量按理论计算应提高4.76。2、高炉富氧有利于炉况顺行高炉富氧后，由于燃烧同样的碳，其燃烧产物量下降，在一定的条件下相当于高炉减风，炉内煤气上升阻力减少，有利于高炉顺行，如果保持原有的煤气量，则相当于高炉加风。3、对高炉焦比的影响高炉富氧对高炉综合焦比影响有好有坏，一般变化不大，但由于富氧后，煤比大大提高，可促使焦比降低。4、高炉富氧之后，能提高高炉煤气的热值富氧后，由于煤气中N2量减少，有效的CO、H2相对增加，能提高煤气的热值，鞍钢统计富氧1，高炉煤气的热值提高3.4，热风炉反应好烧炉。5、高炉富氧更有利于冶炼能耗高的铁种对于综合焦比很高铸造铁、硅铁等耗热量大的铁种，不仅能大大降低其燃耗，还能提高其产量。敬业高炉富氧是在氧气富余的条件下进行，预计8月15日第三台制氧投产，9月1日高炉必须应用富氧来大幅度提高生铁产量，满足炼钢生产。将增煤比放在第二位，适当增煤，使风口理论燃烧温度维持合理水平，保高炉顺行。三、高炉富氧供氧方法和安全用氧目前高炉富氧供氧方式分为三种，第一种机前供氧，即将氧气送入鼓风机吸风口和鼓风一起加压，经送风系统进入高炉风口内，国外有使用此种办法的，国内没有，第二种方式，机后供氧，即在鼓风从风机主管出来之后，在放风阀前某处，将氧气加入和冷风混合经加热送入炉内，这是国内大多数厂家使用的办法，第三种实际也是机后供氧，在炉台通过氧煤枪和煤粉混合，直送风口前，目的是提高局部区域氧浓度，使煤粉更完全燃烧，鞍钢作高煤比试验时用过，攀钢用过，包钢试验时也用过。天津铁厂5#高炉有一套比较完整的氧煤枪供氧装置，由于安全原因，未敢使用，在2003年该高炉改造性大修已拆除。现在有的厂家应用的氧煤枪介质实际是压缩空气，因为从理论研究和实验室试验并不能证明这种方法，局部区域含O2升高，只要氧和空气混合，立即能达到均匀混合的程度，而且是在极短的时间内完成。敬业高炉富氧采用机后供氧的方法。从氧气厂来氧压力为1.6mpa，经两次减压进入冷风管道，高炉工长只要控制氧气压力调节阀即可达到所需的供氧量比较方便。高炉应用富氧冶炼一定要保证安全生产，国内高炉在应用富氧时造成过燃爆，导致人员伤亡，还有的厂在初次应用富氧时，由于氧气流量表不准，使实际供氧大大增加，而大量的烧坏高炉风口，它不是渣铁烧坏的，而是高温的气体将其熔蚀、烧坏的。应用氧气发生安全事故的原因，一者氧气本身就是强氧化剂，易燃易爆。二者使用不当，特别是送氧初期开启最后一道阀门，瞬间氧气流速极高，若管道内有残存的尘粒，铁锈片等杂物，也随氧气在管道内高速流动和管壁摩擦，产生火花，使氧气和金属铁迅速反应生成FeO，温度高，其为液体状态在管道内流动，使管壁变薄而爆裂，再引燃其他物质。因此，为防止事故氧气管道阀门必须干净，经过强度和严密性试验，脱脂和严格吹扫，不使管内有残留杂物。再者在开启氧气阀门前在管道内充N2，能减少阀门前后的压差，N2也能熄灭火源，等氧气阀门全开，氧气接通后关闭充N2阀门。用氧虽然危险，只要按操作规程正确使用，还是可以安全应用富氧和富氧喷吹煤粉技术的。高炉喷煤技术的发展与煤炭市场1概述高炉喷煤是20世纪60年代开始大规模应用于钢铁工业生产的炼铁新技术。随着石油危机、环保和炼焦煤资源日益短缺等问题，高炉喷煤已不仅是高炉调剂的一项重要手段，同时还是弥补焦炭不足的主要措施。就世界范围而言，高炉喷煤已成为高炉技术发展的必然趋势。喷煤技术的发展趋势是喷煤量大幅度提高，焦比大幅度降低。欧洲和日本高炉的喷煤已达到150200kg/t铁，在有些高炉上则达到250kg/t铁。国外许多高炉喷吹烟煤，将烟煤、无烟煤甚至褐煤进行混配喷吹。我国是世界上应用喷煤技术较早的国家，经“九五”期间的技术进步，全国大中型高炉的喷煤量平均在100110kg/t铁，有个别高炉则达到250kg/t铁的世界先进水平。目前，我国钢铁工业1/3以上焦炉的炉龄已老化，一些钢铁企业的焦炭生产能力明显不足。由于焦炉建设投资大、污染严重且难以治理，而且又需要依赖优质炼焦煤的供应，因而难以大量建设新的焦炉和改造旧的焦炉。面对我国钢铁工业出现的焦炭缺口，大量喷吹粉煤技术是一项最为经济实用的措施。自1992年以来，我国生铁产量一直列居世界首位，在1亿t左右。高炉喷煤以无烟煤为主，仅个别钢铁企业的高炉混喷少量烟煤。随着喷煤技术的进步，烟煤的喷吹量将大幅度增加。为此，高炉喷煤技术的发展也为煤炭企业的非炼焦煤的洗选加工和销售带来市场机遇。2高炉喷煤技术发展的特点目前，在国内外高炉喷煤的技术应用中，除喷煤比不断加大外，还出现下列特点。（1）喷煤率提高。许多钢铁公司喷煤的目标是争取喷煤率达到50（喷煤比250kgt铁，焦比250kgt铁）。英国某公司、荷兰霍戈尔钢铁公司、意大利伊耳瓦钢铁公司联合在英国克列夫兰厂进行大喷煤量试验，取得了月平均喷煤率3540，年平均喷煤率3035%的成绩，并有喷煤率短期达到50的记录。（2）喷吹煤种一般为烟煤或无烟煤与烟煤的混合煤。因为烟煤的挥发分高，燃烧性能好，所以得到广泛应用。国外高炉喷吹用烟煤，挥发分一般在30左右甚至更高，灰分10。（3）喷煤系统形式多样。喷吹系统的种类较多，大体上可分为并联罐系列和串联罐系列，其他系统基本上是在这两种系统的基础上派生出来的。制粉系统主要采用中速磨煤机，取消粗粉分离器，采用一次布袋收粉，工艺向简单化、紧凑化方向发展。（4）技术开发得到加强。主要着眼于煤粉燃烧性能以及喷吹煤粉对高炉冶炼过程影响的研究。目前，我国重点钢铁企业的80座左右的高炉和地方企业的100余座高炉已采用了喷煤技术，全国高炉喷煤总量逐年增加。自1998年以来，我国高炉喷煤技术取得了明显进展，主要表现在：高炉喷煤工艺装备有较大进步，部分重点钢铁企业的喷煤系统都采用了先进技术，喷煤工艺和装备的整体水平有所提高，我国喷煤的综合技术水平得到提高；高炉喷吹烟煤技术已基本过关，目前，鞍钢、宝钢、酒钢、苏钢和石钢等企业的高炉都可以喷吹烟煤；高炉富氧喷煤技术也取得进展。但从总体水平来看，我国喷煤还不普及，喷煤装备技术水平参差不齐。全国平均喷煤比不高，与国际先进水平相差很远。高炉喷煤技术的采用对我国资源、环境和交通压力的缓解作用还没有充分发挥。因此，炼铁行业规划每年要以100万t的速度增加喷煤量，在2000年全国大中型高炉的喷煤比平均达100110kgt铁、喷煤总量超过1000万t基础上，“十五”末全国喷煤比平均将达200kgt铁，喷煤总量超过2000万t。3高炉喷煤对煤质的要求高炉喷吹用煤应能满足高炉冶炼工艺要求和对提高喷吹量和置换比有利，以便替代更多的焦炭。高炉喷吹对煤质性能的要求及相关的指标有：工业分析指标、发热量、粒度及均匀性、可磨性、燃烧性、爆炸性、反应性、灰熔点、着火点、煤岩结构、灰成分分析、比表面积和密度等。归结起来主要有以下几方面。（1）煤的灰分越低越好，灰分含量应相同或低于使用的焦炭灰分，一般要求A15。我国目前喷吹的煤粉一般灰分含量与焦炭灰分含量相当，或煤的灰分含量略大于焦炭灰分含量。在这两种情况下，喷吹煤粉形成的渣量要比全焦冶炼时大些，因为在两者灰分含量相同时，只有置换比为1.0时，两者灰分形成的渣量相等，而在置换比小于1.0时，喷吹煤粉灰分形成的渣量将大于置换焦炭形成的渣量。但这种差异也只占灰分形成渣量的一小部分，例如吨铁渣量在490kg/t左右，喷煤比为150kgt铁,置换比0.8kgkg，两者灰分均为13，则增加的渣量为3.9kg/t左右，占灰分形成渣量的10，占吨铁总渣量的0.8左右。如果喷吹煤粉灰分高于焦炭灰分，则增加的渣量将多些，例如煤粉灰分为15%，则增加的渣量为10.5kg/t左右，增加的渣量占吨铁总渣量的2.15，所以要求喷吹煤粉的灰分越低越好。（2）硫含量越低越好，煤的含硫量应与使用焦炭的含硫量相同（或低于），一般要求S1.0。煤的含硫量变化的结果与灰分变化结果相同，若煤的含硫量高于使用的焦炭含硫量，所增加的渣量更多。（3）胶质层越薄越好，Y10mm，这样可避免在喷吹过程中结焦、堵塞喷枪和风口影响喷吹和高炉正常生产。利用Y值可以指导配煤炼焦、一般Y值大的烟煤均用于炼焦，Y值极低或为0的烟煤可做为高炉喷吹用煤，如果用Y值大的煤来喷吹不仅浪费了炼焦煤，而且在高炉风口易结焦，造成风口烧坏或堵塞喷枪。（4）煤的可磨性好，现高炉喷煤需要将煤磨到一定细度，可磨性好，则制粉消耗的电能就少，可降低喷吹费用。目前认为，喷吹无烟煤时，粒度应小些，-200目的应达到7080；而喷吹烟煤粒度则可大些，-200目的达到6065即可，而内在水分含量高的烟煤，在高炉富氧率较高时，粒度还可以更粗些，例如西欧一些高炉喷吹的这种烟煤平均粒度达到0.5mm。（5）煤的燃烧性能好（即其着火点低，反应性好等），可使喷入高炉的煤粉能在有限空间和时间内尽可能多地气化，少量未及气化的煤粉也因反应性好而与高炉煤气中的CO2和H2O反应而气化，不给高炉冶炼带来麻烦。另外燃烧性能好的煤也可以磨得粗一些，即-200目占的比例少一些，这为降低磨煤能耗和费用提供了条件。高炉喷吹反应性好的煤，不仅可提高煤粉燃烧率，扩大喷吹量，而且风口区未燃烧的煤粉在高炉的其他部位参加了与CO2的气化反应，减少了焦炭的气化反应。煤的气化反应活性比焦炭气化反应强得多这就在某种程度上对焦炭强度起到了保护作用。（6）煤的发热量越高越好，喷入高炉的煤粉是以其放出的热量和形成的还原气体CO、H2来代替焦炭在高炉内提供热源和还原剂。因此煤的发热量越高，在高炉内放出的热量越多，置换的焦炭量也越多。JP总之，以喷吹煤的性能要求来对照生产用的各种煤，可以发现任何一种煤都不能达到全部要求，只能满足其中的13项。另外各种煤源由于产地远近、开采方法、运输方式等不同，其价格也不相同，为了获得较全面的喷吹效果和经济效果只有利用配煤才能达到。国内外配煤常用含碳量高、发热量高的无烟煤和挥发分高、易燃的长焰煤配合，使混合煤的挥发分达到2025，灰分在12以下，这样能充分发挥两种煤的优点以取得良好的喷吹效果。4煤炭洗选加工及销售领域的市场机遇我国煤炭洗选加工在改革开放以来发展很快，设计原煤入选能力已达到500t/a。特别是经过“九五”期间的重点科技攻关，新技术、新设备、新工艺得到大力推广应用。以重介旋流器、浮选柱等为代表的设备大型化，促进了选煤工艺的简单化、自动化，提高了煤炭洗选产品的数量效率和质量效率，使煤炭企业适应市场的能力进一步增强。（1）煤炭企业应把握钢铁企业高炉喷煤技术发展和喷煤量增加的趋势，积极开发高炉喷煤的市场，扩大弱粘结煤的应用。（2）煤炭洗选加工能力已完全适应高炉喷煤市场的要求，选煤厂可以直接生产和销售高炉喷煤产品。选煤厂通过洗选不同煤种和煤质的煤，再进行合理的配煤，可获得最佳的喷煤产品。（3）全国大中型高炉的喷煤比在“十五”末平均将达200kgt铁，喷煤总量将超过2000万t。2001年我国的生铁产量达到1.61.7亿t，作为高炉喷煤的煤炭产品销售市场将会进一步扩大。（4）我国现在每年出口的煤炭产品有近百万吨是用于高炉喷煤的。随着环境保护力度在世界范围的加大，国外的焦炭生产量逐渐减少。世界各大钢铁公司都将扩大喷煤量作为弥补焦炭不足、减少环境污染和降低成本的主要手段。我国大量的弱粘结煤可以挤进国