高爐噴吹用的煤是非煉焦煤,屬于無煙煤、煙煤中的貧煤、不粘結煤和褐煤。噴吹煤要經過干燥(含水<2.0%)、磨煤(粒度-200目>70%)、粗粉分離,進入煤粉倉,進行噴吹。使用熱風爐煙氣和燃燒爐對煤進行干燥,使用中速碗式磨煤機對煤進行細磨,采用大面積布袋收粉器收集煤粉,噴吹罐有串聯或并聯使用。噴吹煤粉的濃度大于40kg/m3時,叫濃相噴吹。
高爐噴吹煙煤的安全措施:磨機入口含氧量要控制在5%~6%。煤粉倉、袋式收粉器以及噴煤罐組要設置溫度檢測裝置,有超溫度和超CO濃度報警信號;制粉、噴吹系統的設備均設置防靜電接地措施。
(1)提高噴吹煤的質量。因為噴吹煤粉的品種廣泛,所以要求噴吹煤的質量應是含有害雜質少,可磨性好、含碳量高,發熱值高,灰分低(要求煤粉的灰份一定要低于焦炭的灰分含量)、含硫低、燃燒性好,流動性好等。煤粉中含有K2O +Na2O總量要小于3.0kg/t.因為K、Na在高爐內會造成結瘤和焦炭易產生裂紋,致使焦炭強度下降;K的破壞作用比Na大十倍,要特別關注降低K的含量。
(2)煤粉噴吹要均勻,高爐所有風口均要噴煤,流量要實現均勻、穩定。高爐均勻噴吹煤粉,會使高爐每個風口的鼓風動能一致,并會使爐缸熱量分配均勻,促使高爐生產順行和噴煤量的提高,進而煤焦置換比得到提高。各風口噴煤的均勻度誤差要<3%,不超過5%。為保證各風口噴煤量均勻,建議將煤粉分配器高位安置(建議在爐頂平臺下),使各單支管路盡量長短相近,不讓煤粉走捷徑,出現個別風口多噴的現象出現。
(3)采用煙煤和無煙煤混噴有利于提高噴煤比和煤焦置換比。煙煤揮發高,且含有一定水分,進入風口后會爆裂,促進分解燃燒和殘碳燃燒,燃燒效率高。建議煙煤配比在30%左右。配比太高后管路的安全措施要加強,并且煤粉含碳量下降會造成煤焦置換比降低的現象。無煙煤發熱值高,煤焦置換比高,但燃燒性差特別是高噴煤比時,會影響爐料透氣性和高爐順行。煤種優化是提高置換比的重要措施。
(4)關于高爐噴煤比高低的衡量標準。因各煉鐵企業生產條件的不同,高爐極限的高噴煤比數值是不同的,但是,行業對于噴煤極限值的條件認識是一致的:在增加噴煤量的同時,高爐燃料比沒有升高,這是個較佳噴煤值。驗證的第二個方法就是:高爐煤氣除塵灰中的含碳量沒有升高,洗滌水中沒有浮上一層如油一樣的碳粉。
(5)科學地確定與本企業冶煉條件相適應的經濟噴煤量:煤粉質量及其在風口的燃燒率,焦炭質量及其保證骨架作用(料柱的透氣性透液性);產生爐腹煤氣量能否保證爐況順行,礦石質量及其冶煉過程產生的渣量;煤粉在爐內利用率及置換比,爐缸狀態活躍程度等。上述諸多因素中目前起關鍵或決定性作用的是燃燒率,即煤粉在爐內的利用率,也表現在置換比。
正常大高爐的腹煤氣量值在2.6左右,波動范圍在2.2~2.9,小高爐的腹煤氣量值在10-12。在這范圍內,當腹煤氣量值超過正常范圍說明料柱透氣性變差,允許的爐腹煤氣量小。高爐過大爐腹煤氣量將導致高爐難行甚至懸料,但腹煤氣量值也不宜過小,過小的腹煤氣量值有可能產生管道行程。
(6)合理的噴煤比:就目前我國高爐一般冶煉條件下:入爐品位57%±1%,渣量350kg/t左右,焦炭M40 80左右(M25 89左右)M10 7-8%,CRI 28左右,CSR60以上,風溫1100-1200℃,鼓風不脫濕,富氧率1-3%,煤粉粒度-200目70-80%,混合煤揮發分在18%-20%;煤粉在風口前燃燒率達到70%以上等,經濟噴煤量在130-150kg/t,如果達到更高的噴煤量(200kg/t±20kg/t)則冶煉條件需要進一步改善,例如入爐品位59%-62%,渣量260-280kg/t,焦炭M40 89-90,M10<6%,CRI24%以下,CSR68%以上,風溫1250℃,鼓風脫濕到冬季水平5g/m3-10g/m3,富氧率4%左右等。
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