目前,在我国高炉炼铁技术中,大风、高温、精料、喷吹富氧等技术在高炉上普遍得到了应用并取得了较好的高产节能降耗效果。高炉喷吹技术在一些焦炭资源短缺的地方、小高炉上也得到了较好的推广应用。但在焦炭资源相对充足的地方,高炉喷吹一直没有得到重视和应用。随着焦煤资源日益短缺和焦炭价格不断上涨的趋势,高炉喷吹燃料技术已引起越来越多钢铁企业的重视。
一、高炉喷煤意义
高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是一项重要的技术革命。所谓高炉喷煤,就是指从高炉风口炉内直接喷吹磨细了煤粉(无烟煤、烟煤或者两者的混合煤粉),以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。它的意义在于:
(1)以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦,降低了焦比,使高炉炼铁的成本大幅下降。
(2)高炉喷煤可以作为一种调剂炉况的手段。
(3)高炉喷煤可以改善炉缸工作状态,使高炉稳定顺行。
(4)为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。因为喷吹煤粉会使风口前理论燃烧温度降低,导致理论燃烧温度降低的主要原因有:
1)高炉喷吹煤粉后煤气量增加,加热煤气需要消耗热量;
2)喷吹煤粉带入的热量少,而焦炭进入风口区时被充分加热,温度高达1450~1500℃,而喷吹的煤粉温度不超过100℃;
3)煤粉中碳氢化合物分解需要吸热。
(5)喷吹煤粉中氢含量比焦炭带入的多,氢气提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力,有利于矿石的还原和高炉操作指标的改善。
(6)喷吹煤粉代替了部分焦炭,不仅缓解了焦煤的供需紧张状况,也减少了对炼焦设施的投资和建设,更降低了炼焦生产到环境的污染。
二、高炉喷吹煤粉的过程简介
喷吹煤粉的主要过程分为两个过程,即煤粉制备和喷吹过程。
1. 制粉系统采用立式中速磨,电机驱动减速机带动磨盘旋转,需粉磨的物料由锁风喂料机从加料口送入磨盘中心,在离心力的作用下,物料向磨盘四周扩散进入粉磨辊道受到磨辊的研压作用而被粉碎。
物料主要是依靠磨辊的重量和加压装置的压力被破碎和粉磨的。由于磨辊和磨盘间不能纯滚动,因此物料受到多何应力的作用,从而提高了粉磨能力和粉磨效率。热空气由下壳体之间进风口进入磨机内,由于旋转磨盘和下壳体之间的空隙处有带倾斜叶片的风环,故通过风环的气体能均匀分布在磨机内。
粉磨后的物料被风环外的气流吹起,经过分离口合格的细粉随筒气流出后由收尘设备收集下来即为产品。粗粉在分离口叶片的作用下,重新落至磨盘上再次被粉磨。如此循环往复,混在磨机内物料中的铁块等杂物会从旋转的磨盘上甩出,落至排渣口内,定期打开排渣口即可清除杂物。
由于物料进入磨机后就与热气体充分接触,被粉磨后又悬浮在热气体中,能充分的进行热交换。所以,在粉磨的同时也烘干了物料。
2. 喷吹系统采用高压空气直接向高炉喷吹煤粉。