《高炉喷煤的应用》PPT课件

1、高炉喷煤的应用，XXX，一，高炉喷煤概论，一，高炉喷煤的出现在1960年代初在法国成功后，美国，前苏联主要是天然气西欧，日本从20世纪80年代初变成了喷煤微粉。 我国是开发喷煤技术的国家，近年来，高炉喷煤技术得到了广泛的应用和发展，促进了我国钢铁工业的迅速发展，减少了钢铁在焦虑煤资源、投资、环境保护等多方面的限制和影响。 2、高炉喷煤的意义是代替贫困和高价的冶金焦炭，降低焦炭比，大幅度降低高炉的炼铁成本高炉喷煤，可以改善高炉喷煤作为调整炉况的手段，使高炉稳定、顺利地向高炉吹风，提高富氧的创造条件。 3、国内外高炉喷煤的发展概况，国外高炉喷煤开始得慢，但发展快。 到了20世纪90年代初期，德国、

2、国家、荷兰等高炉的月平均吨铁喷炭量已经达到或超过200Kg。 近十年来，日本高炉喷煤技术的发展更快，到1995年日本所有的高炉都实现了喷煤生产。 日本的高炉也进入了喷煤量的行列。 20世纪90年代初一些国家的喷煤比例如图1 .中国的高炉喷煤始于1960年代初，最初是鞍钢、首钢。 鞍钢从1964年开始试验到19966年实现了5座高炉的所有喷煤。 首钢也从1964年到1965年真正地喷煤。 因此，我国是世界上最早喷煤的国家之一。 此后的一段时间，发展缓慢，直到80年代末的90年代初，特别是近几十年，我国的高炉煤气喷出技术迅速发展。 如图2所示，我国部分钢铁企业高炉喷煤情况、我国高炉喷煤技术和富氧喷

3、煤技术迅速发展的主要原因是，新型制粉、喷煤技术的形成和完善及其装备水平的提高，储量丰富的烟煤应用的自动化水平提高， 实现了提高喷煤比和低富氧高煤比的喷煤成功氧气燃烧技术等新技术，是我国高炉喷煤的三个发展阶段，即第一阶段(1964|1989年)。 中国高炉喷煤很早就开始了。 但是发展缓慢，该阶段的特征是无烟煤的吹流，全国重点企业年平均吨铁的吹流量在60Kg以下，是吹流积极性低的第二阶段(19901999年)。 1990年，鞍钢高炉喷烟试验成功，宝钢2号高炉引进了喷烟安全技术，此后，有几个企业开始喷烟、喷混合煤，但在这个时期国内的焦炭价格还与国际没有联系，煤的价格和价值与第三阶段(2000年以后)

4、不符加入世界贸易组织是我国高炉喷煤经济效益低的高转折点。 煤焦价格逐渐与国际联系，喷煤经济效益大幅提高，使我国高炉煤进入了新的发展阶段，4、喷煤技术， 喷吹高炉煤的技术系统主要是原煤储藏系统的煤粉制造系统干燥灭活系统的空气站辅助设施的工艺流程如图3所示，喷吹高炉煤气的系统的工艺流程、喷吹二高炉煤气的煤，1、煤的分类根据成煤物质和煤条件而异残质煤在自然界储量少，一般氢含量高，挥发成分多，低温焦油收率高的腐植炭根据碳化程度可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟炭四种。 2、煤的组成，煤由有机物和无机物两部分组成。 也可以说是由可燃成分、灰分、水分组成。 3、煤的物理性质、煤的气孔率、煤的气孔率也是决定煤层瓦

5、斯容量的主要因素之一，是计算煤层中游离气体含量的重要依据。 从煤的视(相对)密度和煤的真(相对)密度来看，煤的气孔率计算公式为： 2、煤的可研性、煤的可研性是指把煤研磨成粉难易度相同的煤，水分和灰分越高，可研性越差。某煤的可研性是与标准煤在相同细度下消耗该煤的电能的比，称为该煤的可研性指数k :3，煤的比表面积，煤的比表面积是每单位重量的煤粒表面积的总和，称为该煤在该粒度范围内的比表面积，单位为mm2/g。 测定后，用下式计算：式中的k设备常数微粉炭密度、g/mm3； 煤粉气孔率，%； t气压计中液面从扩大部分b下降到液面c所需的时间，或液面c下降到液面d所需的时间，s； 实验时的空气粘度，P

6、as，4，煤的粘性，把粉碎的煤隔绝空气加热到200500，煤中的一部分气体析出，变成粘稠的胶体继续分解，一部分分解成气体，剩馀的部分逐渐固化，结合炭粒形成烧焦的块，这种结合牢固的程度称为粘性。 以粘着指数GR-1表示，作为评价焦炭用煤的主要指标，5、煤的粘结性、煤的粘结性是指煤在工业焦炉或模拟工业的粘结条件下制造一定块度和充分强度的焦炭的能力，将具有这种性能的煤称为焦炭，称为煤气炭、肥料炭， 炼焦煤和瘦煤必须对焦炭具有粘性，即在干馏过程中变成胶体，凝固成焦炭，在有能力的非焦炭中添加焦油、沥青等物质，可以在热应力下精炼焦炭，4、高炉煤对煤的要求是对原炭性能的要求煤的灰分碳的灰分低，一般要求煤的灰

7、分低于或接近焦炭灰分，不足15炭的硫成分为了改善生铁质量要求煤的硫含量尽可能低的一般要求在0.8%以下，最高1.0%以下的胶层煤的胶质层薄， 为了避免在喷涂过程中风口烧焦，喷枪和风口煤的燃烧性和反应性与煤的燃烧性和反应性好，煤的粉碎性好，磨煤机台的产量高，功耗低，降低成本煤的发热量的煤的发热量越高，高炉放出的热量越多，就越被置换入炉喷煤粉的主要要求，与粒度无烟煤- 200的目的相对应的烟煤- 200的目的达到5065%，含有结晶水的烟煤、褐煤在富氧条件下粒度更粗。 温度控制在7080，微粉炭载体中的饱和水蒸气凝结，影响授粉水分的微粉炭的水分控制在1.0%左右，最高不要超过2.0%。 一方面水分

8、很大，一方面影响微粉炭的输送，另一方面喷出到炉床，在风口前分解吸热，加剧t理的降低。 为了确保必要的t理，增加热补偿，在没有补偿手段的情况下减少喷涂量。 三吹技术，一、直接粉煤制造厂和高炉之间的距离不到300mm时，将喷吹设施设置在制煤厂的粉煤仓库下，不设粉站设施，该技术被称为直接喷吹技术，即制粉、输送和喷吹“三位一体”的方式。直接喷煤的工艺流程图，1、6PM1皮带机2配炭槽3可调整进料器4称量带5PM2带7原煤仓8盘式进料器9落炭管10中速煤机11旋风分离器12布袋粉取机13排烟内线14螺旋进料器15， 16螺旋输送机17取粉罐18、22波纹管19、21点阀20储炭罐23喷炭罐24混合器25

9、进给调整装置26快速截止阀27氮气罐28压缩空气罐29分配器、2、间接喷涂，制炭站和高炉间的距离远的情况下，增设送粉设施， 将粉煤有制粉所的粉煤仓库输送到吹送处的工序称为间接吹送工序，集中粉通过输送配管将粉煤输送到各高炉吹送处，进行分散吹送的方式如图4所示。、间接喷吹工艺流程图，排出1原煤仓2煤的机3带式输送机4电磁分离器5原煤仓6粗粉分离器7布袋吸尘器8采煤罐9分配器10燃烧炉，四高炉喷煤系统主体设备，1，对应原煤仓原煤仓的个数和燃煤机的个数，圆筒形直段， 为了满足喷煤系统设备的检查时间的要求，原煤仓需要相应的储煤容积，储煤容积加上煤与燃煤不平衡所需的容积原煤仓的几何容积，2、要求给料器，给

10、料器位于原煤仓之下，给燃煤机供给原煤图4是表示埋入刮板供煤机的构造的图。 图4的埋入刮板供炭机的构造模式图l1的供给口21壳3叶片4星轮5排出口，埋入刮板供炭机由链轮、链和壳构成。 外壳内有支撑上下两组链条的滑动的轨道和控制材料层厚度的调节板，刮板安装在链条上，外壳的上下设有一个或多个出入口和一台链条张力。 链条是由电动机通过减速机驱动的。 原煤通过供给口通过上刮板落到底部后，用下部的刮板运送。 3、磨煤机，国外和国内新建的喷煤设施几乎都属于立式中速磨沈阳重机厂的MPS (图5 )型磨煤机属于滚子和环形结构，它比其他形式的中速磨机输出功率大，磨煤机寿命长、磨煤功耗低的设备可靠， 具有运行稳定等

11、特点新建立的中速磨制粉系统多采用此磨煤机，图5 MPS磨煤机结构图1-磨煤机出口； 2-原煤入口3-按压环4-弹簧5-按压环6-滚子7-研磨机8-干燥气体入口9-刮板10-砂轮盘11 .研磨环12-拉伸钢丝绳13-粗粉分离器、4、布袋回收器、微粉炭回收是一级负压布袋回收系统在各排出粉点设置捕集罩，进行净化处理后，经风机、消音器、烟囱排出到大气中的废气的含尘浓度在50 mg/m3以下的包回收器的逆吹清粉方式有低压脉冲和风机逆吹清粉方式，前者使用低压氮气，后者从磨机排出使用微粉炭仓库，微粉炭仓库主要应该统一考虑制粉设备故障发挥缓冲作用的微粉炭仓库的容积和储煤仓库的容积，微粉炭仓库的总容积在制粉系统

12、故障时应满足高炉原料要求的微粉炭仓库的个数越少，两台微粉炭机就应该共用一个微粉炭仓库， 在几个高炉共用一个微粉炭设施的情况下，也有一个微粉炭仓库、6、可以利用高炉微粉炭设备的煤粉喷射装置应该具备的主要功能安全、可靠、连续地向高炉内喷射符合高炉要求的煤粉是完美的煤粉计量手段， 可以根据高炉的要求随时调节喷到高炉上的煤粉量，实现高炉的圆周均匀喷涂和风口区域的煤粉充分燃烧，螺杆泵，现在螺杆泵是常压喷涂系统，采用比较广泛的设备，其后连接瓶式分配器直接在制粉工厂和喷涂装置之间的距离远的情况下，也是从用管道运送微粉炭的主要设备微粉炭仓库的底部通过阀进入螺杆泵的微粉炭入口，用旋转的螺杆将微粉炭压入混合室，用

13、进入混合室的压缩空气送出微粉炭， 混合器是将压缩空气和微粉炭混合而启动微粉炭的设备，由壳体和喷嘴构成，图6所示的混合器的工作原理是，通过从喷嘴喷出的高速气流产生的相对负压，吸附、混合微粉炭而启动，图6沸腾式混合器l1压缩空气阀即2气室31壳体4喷嘴5调整盖、分配器， 在单管路的喷涂中必须设置分配器(图7 )的微粉炭从设置在喷涂罐的下部的混合器供给，经由喷涂歧管送至分配器，在分配器的周围均匀地配置多个喷涂支管，喷涂支管的数量与高炉风口的数量相同， 煤粉通过喷射支管和喷枪喷射到高炉上，目前使用效果很高的分配器有瓶式、盘式、锥式分配器等，图7分配器的构造有模式图a瓶式b盘c1锥1分配器壳体2中央锥体

14、3煤粉分配刀4一中间凸缘5一喷煤支管6煤喷射主管、煤喷射枪， 喷煤枪是高炉喷涂系统的重要设备之一，由耐热无缝钢管构成，直径1525mm根据喷枪的插入方式分为三种形式，如图8所示的倾斜是常见的喷枪插入方式，从直接管道插入，喷枪的中心和叶片一般1214斜向喷枪的操作方便，直接受热部分短，不易变形，而微粉炭流清洗直吹管壁风口固定式喷枪则是从风口小的水冷室插入，没有直接受热部，喷雾停止时不需要拔枪，操作简单，制造复杂，成品率低b-在线c风口固定式、氧气枪、氧气枪的枪身由两根耐热钢管构成，内管吹煤粉，内管和外管之间的环状空间通过氧气枪的中心孔通过内管，中心孔周围有几个小孔，氧气从小孔以接近音速的速度喷出

15、主要是热分解后的多因为在这个阶段氧气浓度越高对燃烧过程越有利，所以把氧气放入风口和直吹管之间非常有利，可以把有限的氧气用于最需要的地方图9是氧气枪的结构示意图，图9的氧气枪，五高炉喷煤的冶炼特征，炉床气量和喷射动能增加，中心气流发展间接还原反应改善，直接还原反应速度降低理论燃烧温度，中心温度上升气体量增加， 加热燃烧生成物所需的热量增加的量，在喷涂物气化时通过碳化氢分解消耗热，降低了从燃烧放出的热量的焦炭在到达风口燃烧带时被上升的气体加热到约1500左右，可以给燃烧带来物理的热， 喷射燃料的温度一般为100左右，热收入减少，柱电阻增加，差压上升的顶峰温度上升的热履历现象对生铁品质的作用是，炉筒

16、活跃，炉筒中心温度上升，炉筒内温度均匀，炉渣，铁水的物理温度上升， 它们为了提高炉渣的脱硫能力而喷射时使s低于焦炭，改善硫负荷的还原状况，降低炉渣中的(FeO )，Ls的提高大幅度降低焦炭比和炉渣量，降低风口前的理论燃烧温度，因此减少SiO2的源，减少硅的还原高炉的热在六高炉有喷煤的工厂的应用中，在高炉上喷煤粉大幅度降低生铁成本、降低焦炭比、改善环境是高炉下部调剂的重要手段之一。 在高炉上大量喷煤，不仅炉材的通气性下降，还会影响炉床的活度，影响生铁的质量，1、影响应用效果，该工厂在2004年在高炉上喷煤有明显好处，5#高炉操作的第二年，高炉上的喷煤量tfe达到90kg左右，年间5高炉的年平均煤

17、比达到69kg，现在，该工厂的喷煤比达到97 KgtFe，综合焦炭比达到550 KgtFe。 图10是2004年开始喷煤后一年间4、5#高炉的月喷比的变化。 图10 2005年吹来的年间月喷煤比的变化、2、该工厂存在的问题、某工厂的喷煤比和国内水平比的差异还很大， 煤炭比的持续提高和焦干比的下降还很大空间烟煤和无烟煤混吹的最佳比例对吹无烟煤后高炉冶炼制度的影响和变化还必须进一步探索高炉喷煤工艺的优化等技术对高炉喷煤的高炉冶炼制度的要求和影响，深入研究了煤粉的形成及其3、提高解决的思路和方法，改善煤比精料的配煤结构，进行烟煤混合气体喷出，提高风温，稳定富氧气体喷出机构，通过全风口宽喷提高煤粉输送的计量精度，加快设备技术改造，完善优化高炉操作的装入制度，提高炉况的顺行度， 对高炉顺行情况实施“预知调整”，长期保证顺行强化设备管理，提高布料精度，形成理想的气流分布，优化高炉操作制