包鋼噴煤6-7系列提高煙煤配比的試驗(yàn)研究

1、2008年全國煉鐵技術(shù)交流會論文集1包鋼噴煤包鋼噴煤6767系列提高煙煤配比的試驗(yàn)研究系列提高煙煤配比的試驗(yàn)研究王玉英，陳春元，韓淑霞（包鋼(集團(tuán))公司技術(shù)中心，內(nèi)蒙古包頭014010）包鋼高爐已連續(xù)8年全廠煙煤配比保持在35～37%水平。2004年以來，隨著煤粉粒度進(jìn)一步放寬至200目占61～67%，使煙煤配比一直穩(wěn)中有升。隨著包鋼高爐生鐵產(chǎn)量的提高，穩(wěn)定并有條件地提高煙煤配比，是進(jìn)一步提高煤比降低焦比的有效措施。包鋼噴煤老系統(tǒng)雖然經(jīng)

2、過技術(shù)改造，但由于制粉系統(tǒng)沒有熱風(fēng)爐廢氣等手段，煙煤配比只能保持在35～40%水平，不能完全發(fā)揮噴吹煙煤的優(yōu)勢。而新投產(chǎn)的67系列則能滿足這一要求，其工藝本身從設(shè)計(jì)上可滿足100%煙煤噴吹的要求。噴煤67系列設(shè)計(jì)上為全煙煤噴吹系統(tǒng)，主要給4#、6#高爐噴煤。該系統(tǒng)采用1103型中速磨煤機(jī)，設(shè)計(jì)能力為65th實(shí)際能達(dá)到55～60th。2007年8月份67系列進(jìn)行了提高煙煤配比的工業(yè)試驗(yàn)，工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明兩座高爐在工業(yè)試驗(yàn)期間，隨著煙煤配比

3、的提高，入爐焦比均有明顯降低，煤比水平也呈現(xiàn)上升趨勢。工業(yè)試驗(yàn)期間，兩座高爐煙煤配比均達(dá)到了50%水平；其中4#高爐在50%煙煤配比試驗(yàn)期間，入爐焦比降低到381kgt，煤比保持在133kgt水平；6#高爐在50%煙煤配比試驗(yàn)期間，入爐焦比降低到348kgt，煤比保持在137kgt水平。相對實(shí)際校對置換比均能保持在0.8以上水平，能夠滿足高爐生產(chǎn)需求，同時(shí)取得了降低生鐵成本的顯著效益。1實(shí)驗(yàn)室研究實(shí)驗(yàn)室研究1.1實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方案制訂實(shí)驗(yàn)室

4、研究方案主要包括改變氣氛條件下，不同煙煤配比混合煤粉爆炸性試驗(yàn)研究；不同配比條件下煤粉著火溫度及可磨性能測試，改變煙煤配比、改變噴吹氣體種類、添加助燃劑及改變富氧率等對煤粉燃燒性能的影響測試，為工業(yè)試驗(yàn)提供參數(shù)。1.2實(shí)驗(yàn)室用原煤取樣及分析工作本實(shí)驗(yàn)所用原煤均取自包鋼煉鐵廠噴煤車間貯煤廠，成分工業(yè)分析由物資供應(yīng)公司提供。原煤工業(yè)分析結(jié)果見表1。表12007年8月份67系列煤粉爆炸性能檢測用煤工業(yè)分析結(jié)果煤種Mt%Ad%Vdaf%Fcd%

5、Std%無煙煤9.28.6110.6981.610.23煙煤20.75.0837.6259.210.201.3實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果1.3.1煤粉爆炸性能研究針對2007年67系列所用原煤及煙煤配比準(zhǔn)備上到50%甚至更高的具體情況，采用8月份所2008年全國煉鐵技術(shù)交流會論文集3效果上均不是最優(yōu)，兩者之間應(yīng)達(dá)到最佳比例。既能充分發(fā)揮煙煤燃燒性能好、成本低的優(yōu)勢，又能確保入爐固定碳的含量[1]。煙煤與無煙煤混合噴吹，Vf一般應(yīng)在2025%。實(shí)驗(yàn)結(jié)

6、果表明，隨著煙煤配比的提高，煤粉燃燒率呈現(xiàn)上升趨勢。在070%范圍內(nèi)，燃燒率提高幅度比較平緩，而7085%之間上升幅度較大，到85%以后，燃燒率又有下降趨勢。1.3.4改變富氧率條件下混合煤粉燃燒性能研究高爐大量噴吹煤粉，如果沒有富氧，煤粉會燃燒不完全，風(fēng)口前燃燒溫度會下降，噴煤量將會受到限制。如果結(jié)合富氧鼓風(fēng)，可以彌補(bǔ)大量噴煤帶來的問題。同時(shí)，高爐富氧噴煤后，在節(jié)焦的同時(shí)又可以大幅度提高產(chǎn)量。富氧與高噴煤相結(jié)合，二者相輔相成，在保證高

7、噴煤量的同時(shí)又大幅度提高產(chǎn)量[2]。為了說明富氧能提高風(fēng)口前理論燃燒溫度從而提高煤粉燃燒率的作用，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了13%富氧率的燃燒實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是在改變富氧率同時(shí)改變煙煤配比條件下進(jìn)行的?？傮w隨著煙煤配比及富氧率的提高，煤粉燃燒率增加。而且當(dāng)富氧23%時(shí)，煙煤配比40%水平的燃燒率大體相當(dāng)于富氧1%時(shí)煙煤配比70%時(shí)的燃燒率水平。當(dāng)煙煤配比達(dá)到80%以上時(shí)，燃燒率有接近趨勢，提高富氧率對提高煤粉燃燒率作用變小。說明這時(shí)煙煤配比的作用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)

8、超過了富氧的作用。1.3.5噴吹氣體種類對煤粉燃燒性的影響新投產(chǎn)的67系列采用的是直接噴吹方式，引進(jìn)了許多國外先進(jìn)技術(shù)。其中為了保證安全噴吹，噴吹輸送介質(zhì)采用N2，這就有一個(gè)是否影響煤粉燃燒的問題。為此，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了一組噴吹風(fēng)種類對煤粉燃燒率影響的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取N2與壓縮空氣兩種噴吹風(fēng)進(jìn)行比較，當(dāng)煙煤配比在30%以下時(shí)，N2對混合煤粉的燃燒有一定影響；而當(dāng)煙煤配比提高到30%以上后，兩種噴吹風(fēng)的燃燒率基本很接近。因此可以認(rèn)為

9、，在煙煤比例較高的情況下，由于煙煤促進(jìn)燃燒的作用，而抵消了N2的影響。另外，根據(jù)6#BF實(shí)際高爐風(fēng)量及噴吹風(fēng)的比例計(jì)算結(jié)果，噴吹風(fēng)量約為風(fēng)口區(qū)整個(gè)風(fēng)量的0.5%左右，因此其影響很小。但使用N2比壓縮空氣成本要略高，約0.52元噸，與噴吹煙煤效益相比只占很小部分，但其對保證安全噴吹的作用是明顯的。1.3.6新型助燃劑對促進(jìn)煤粉燃燒的作用為促進(jìn)煤粉的燃燒，在實(shí)驗(yàn)室同等條件下進(jìn)行了噴吹煤粉添加助燃劑的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，配加1%助燃劑，在相同

10、煙煤配比條件下燃燒率均增加；且配加1%助燃劑，煙煤配比在3040%時(shí)，其混合煤粉的燃燒率大致相當(dāng)于不加助燃劑，煙煤配比在70%的情況。即在老系統(tǒng)條件下，維持現(xiàn)有煙煤配比不變，添加1%助燃劑的效果可相當(dāng)于新系統(tǒng)增加煙煤配比的情況。因此，新系統(tǒng)裝備條件下，煙煤配比達(dá)到70%以上后，可不考慮添加助燃劑。而舊系統(tǒng)煙煤配比只能維持在3540%水平，這就限制了煙煤提高煤粉燃燒率的作用。為很好地解決這一問題，可以采用煤粉助燃劑加速煤粉燃燒的措施。2工