高爐綜合噴吹辟新徑(一)

  高爐噴煤技術自20世紀60年代開始大規模應用于鋼鐵工業生產,為現代高爐廣泛采用,是以煤代焦、降低成本的主要措施,也是調節爐況和改善冶煉過程的重要手段。

  鞍鋼作為國內最早研究和采用噴煤技術的企業,高爐噴吹工藝已較為成熟,在噴吹煤種選擇、煤粉性能、混合配煤、噴吹操作等傳統研究方面積累了豐富的經驗,同時為實現進一步節能減排、低碳煉鐵的發展目標,對一些新的綜合噴吹技術思路也積極探索和實踐,如噴吹褐煤、噴吹高爐除塵灰、煤粉中添加助燃劑、噴吹焦爐煤氣等,并在這些領域進行了大量研究工作。

  噴吹褐煤———降本增效的可行手段

  通過合理混合配煤,可以擴大噴煤資源,降低成本,并綜合各煤種的優點,達到噴煤最佳性能配置。一些煤源廣泛、價格合理,而性能指標較差的煤種在采用混合噴煤時也可適當應用,其中價格相對低廉的褐煤逐漸被研究者們關注。褐煤屬于煤化程度最低的煤種,含水量高,熱值低,易風化和自燃,不利于長途運輸和貯存,因此價位較低,多用作化工、動力、民用燃料。鞍鋼周邊東北和內蒙古地區褐煤資源比較豐富,具備一定的地理優勢,而且褐煤普遍硫含量偏低,如果不影響噴煤工藝性能,適當添加褐煤可以有效降低噴煤成本,為此在實驗室對添加褐煤的影響進行了基礎研究。

  試驗使用的褐煤取自離鞍鋼地理位置最近的某礦區,重點考察了添加褐煤對燃燒性能的影響,因為只有燃燒性能好的煤粉才能在風口有限的空間、時間內充分燃燒,避免或減少未燃煤粉進入料柱,使料柱透氣性不易惡化,進而最大限度地提高煤焦置換比、增強以煤代焦效果。燃燒性能使用煤粉靜態燃燒法檢測,稱取粒度為0.2mm以下的空氣干燥分析煤樣(100±2)mg,均勻平鋪在灰皿內,在1200℃恒溫條件下置于燃燒爐內燃燒,使用紅外氣體分析儀在線檢測抽取的燃燒尾氣CO2成分含量,根據CO2含量變化判斷煤粉的燃燒性能差異。

  由燃燒性試驗可知,隨著褐煤配比增加,CO2含量曲線峰值逐漸前移,燃盡時間縮短,燃燒速度明顯加快。這是因為褐煤煤化度低、揮發分高、含氧高、化學反應性強、燃燒溫度低,所以添加到無煙煤中必然能起到助燃的作用,與煙煤一樣能提高噴吹煤粉的燃燒率。同時,褐煤含硫較低,灰熔點較高,可磨性較好,可以滿足高爐噴吹用煤的工藝要求。添加褐煤的不利因素是褐煤水分較大、發熱量低,尤其是灰分高,使配入量有限。綜合利弊,若能找到灰分較低的穩定褐煤資源,可以在配煤中較多使用,因其價格低廉,將起到顯著的降本增效作用。

  高爐除塵灰綜合噴吹———簡單高效回收Fe

  鞍鋼高爐除塵灰主要來源于爐前出鐵過程中產生的粉塵與爐頂主皮帶料頭處放料時產生的粉塵,爐前與爐頂的粉塵量比例大致為7∶3。鞍鋼將兩種粉塵分別收集、集中排放,通過各自的布袋系統經斗提后收集在同一集粉罐中外排。鞍鋼高爐除塵灰中含鐵近70%,回收價值極高,此前也采用傳統的返回燒結配料方法,但當成分波動較大時往往配料困難,而且由于除塵灰粒度極細(小于0.09mm的比例達70%),理化性質也與精礦等存在較大差異,實際并不利于燒結礦/球團礦強度和其他指標的穩定和提高。鑒于這些問題,同時結合除塵灰的細粉特性,如果能將其添加到高爐噴吹煤粉中,在保證噴煤效果的基礎上一起噴入高爐,無疑是最簡單、有效的回收方式。

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