喷吹燃料
高炉强化冶炼的燃料
喷吹燃料是将气体、液体或固体燃料通过专门的设备从风口喷入高炉,以取代高炉炉料中部分焦炭的一种高炉强化冶炼的燃料。
特点
可改善高炉操作,提高生铁产量,降低生铁成本。高炉炼铁是以冶金焦作为燃料和还原剂的,喷吹燃料在风口区的高温下转化为CO和H2,可以代替风口燃烧的部分焦炭,一般可取代20%~30%,高的可达50。喷吹燃料已成为当代高炉降低焦比的主要措施。喷吹燃料还可以促进高炉采用高风温和富氧鼓风,这几项技术相结合,已成为强化高炉冶炼的重要途径。
发展简史
早在19世纪,欧洲、美国就有人提出了高炉喷吹燃料的设想,有的还申报了专利。但是直到20世纪中叶才在工业上逐步实现。1947年法国纳维一梅松(Na,yes.Maisons)工厂试验向高炉喷吹燃料油,1948年前苏联捷尔仁斯基工厂向高炉喷吹煤粉,1957年前苏联彼得洛夫斯基工厂在高炉上喷吹天然气。自此以后,世界各国根据自己的资源条件和世界市场上燃料的价格喷吹不同的燃料。例如前苏联,俄罗斯及美国天然气资源丰富则大量喷吹天然气,60年代世界市场油价便宜,世界各国在高炉上大量喷吹重油。70年代末,因油价高涨,大部分高炉停止喷油,并逐步转为喷吹煤粉。1990年日本、德国有2/3的高炉在喷吹煤粉,喷吹量一般为50~80kg/t铁,到1998年有的已超过200kg/t铁。中国从50年代末开始在高炉上喷油,60年代初大部分高炉已实现喷油。1964年首都钢铁公司鞍山钢铁公司在高炉上喷吹无烟煤成功,1966年首钢3座高炉全年平均喷煤量达159kg/t。重庆钢铁厂在60年代喷吹过天然气,有的厂还喷吹过焦油、沥青。60年代末,逐步转为喷煤粉。中国高炉喷吹燃料的特点是:采用喷吹燃料的高炉多,重点企业中90%以上的高炉已喷吹煤粉,喷吹煤种有无烟煤、烟煤和二者的混合煤,喷吹量一般在80~100kg/t,宝山钢铁公司等的大型高炉的喷吹量已达到200kg/t以上。
喷吹燃料分类
高炉可以喷吹的燃料分为三大类:液体燃料,如重油、焦油等;固体燃料,如无烟煤、烟煤、褐煤等;气体燃料,如天然气、焦炉煤气等。喷吹燃料的选择依赖于各国燃料资源的条件,并随资源条件的变化而改变。我国是开发喷煤技术较早的国家,自20世纪60年代初开始试验,至今已有50多年历史,特别是近十几年来,高炉喷煤技术得到了广泛的应用和发展,从而促进了我国钢铁工业的迅猛发展,减少了炼铁生产受炼焦煤资源、投资、环保等多方面的限制和影响。
喷吹燃料的高炉操作特点
喷吹燃料对高炉操作的影响为:
1、抑制中心气流,适当疏松边缘。
(1)上部调节措施:扩大矿石批重、增加倒装比例、适当提高料线,以抑制中心气流。
(2)下部调节措施:扩大风口直径、缩短风口长度,以减小鼓风动能。另外,增加富氧率、提高炉顶压力等对抑制中心气流也有一定效果。
2、可通过调节喷吹量来调节炉温。高炉操作中除可用前述的措施调节炉温外,还可用调节喷吹量的方法来调节炉温。
调节喷吹量一方面改变了焦炭负荷,从而达到提高或降低炉温的目的;另一方面,则相当于改变进风量的大小。这是因为在风量不变的情况下,增加喷吹量时,由于喷吹物中碳燃烧消耗了风口前一部分氧,使与焦炭燃烧的氧减少,从而使焦炭燃烧量减少、下料速度降低、炉温升高;反之,减少喷吹量,炉温则下降。
用喷吹量调节炉温需具备两个条件:一是计量应准确,操作应方便;二是操作者应掌握本高炉的热滞后时间。调剂方法是:向凉炉增加喷吹量,向热炉减少喷吹量,用调节量保持料速的稳定。但应注意:当炉温已凉时则禁止增加喷吹量。
防护措施
(1)燃油喷吹时,因杂油、柴油的闪点都比重油低,极易着火引起爆炸事故,所以贮油罐必须有泡沫灭火装置或防火蒸汽管,一旦着火,立即扑灭。在高炉附近,喷油系统应设总管切断阀、蒸汽吹扫阀,自动调节阀、流量计和旁路闸板阀组成的油量调节系统。油路间的止回阀是防止热风倒流的安全装置,当流动介质发生倒流现象时,止回阀即自动关闭。
(2)喷吹煤粉的安全措施:
①剔除煤粉中的金属物,防止金属摩擦产生火花;
②采用惰性气体,使混合气体中含氧量控制在安全范围内;
③贮煤罐、喷吹罐设防爆孔,并保持室内通风良好;
④严格控制磨煤出口、粉煤仓、喷吹罐和布袋除尘器进出口温度,设置温度、压力及氧气等含量极限报警装置;
⑤混合器与煤气输送管间,应设逆止阀和自动切断阀,保证喷吹的煤粉与空气混合物在风口前的压力大于高炉热风压力50kPa以上,大于大型高炉的热风压力100kPa。喷吹管路应设低压报警装置与逆止阀,当压力低于规定值时,低压报警装置发出信号,并自动切断;
⑥管理系统的设计应使管道保持足够的气流速度,以防止煤粉在管道中沉积;
⑦煤粉制作间应设水冲洗系统或真空吸尘系统,防止煤尘散落堆砌,导致煤尘爆炸事故。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 14:20
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概述
特点
发展简史
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