大量喷煤下高炉过程参数的变化及其对策的研究

摘要

喷吹煤粉是高炉节能降焦，降低成本的核心技术，也是炉况调节的重要手段。一方面，喷吹资源丰富、价格低廉的煤粉代替昂贵且日渐匮乏的冶金焦，可有效降低焦比及生铁成本；另一方面，高炉喷煤降低了炉缸理论燃烧温度，为高炉富氧鼓风和高风温冶炼创造了条件，可实现高炉的进一步强化；不仅如此，高炉喷煤还可作为灵活的热制度调剂手段。 为了保证大量喷煤下高炉炉况顺行，必须维持高炉下部焦炭、液体渣铁、煤气流和未燃煤粉四相流的正常运动。操作实践和实验研究表明，大量喷煤可能因煤气量增大、初渣粘度升高和焦炭料层空隙度下降等原因而促进液泛的发生。无烟煤和烟煤的性能差别很大，大量喷煤对炉况的影响因煤种不同而不同。这样就需要对高炉大量喷煤下的操作参数的变化及对策进行分析。 本课题从两个方面来考虑这些问题，首先建立喷煤工艺模型展开对于整个高炉在喷煤及富氧鼓风的情况下参数的变化的分析，利用涟源钢铁公司的高炉实际操作数据，进行了调试和离线检验。该模型能够对不同的高炉炉型、原燃料条件和生产条件，快速进行与喷煤有关的各种工艺计算，预测高炉的各项技术经济指标及生铁成本，及时了解不同喷煤结构和煤比下煤粉置换比及高炉能量利用的变化规律，帮助制订合理的操作制度，有利于实现高煤比条件下的高产、低耗目标。而后在实验室根据武汉钢铁公司的实际炉料配制不同的炉料结构，利用初渣熔滴炉、粘度测试仪、熔点测试仪来测定各种炉料结构的熔滴性能、不同煤粉燃烧率下初渣的粘度和熔点，从而确定熔滴性能、流动性最好的炉料结构，以优化高炉的造渣过程，减少大量喷煤带来的不利影响，促进高炉顺行。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1高炉喷煤技术的发展

1.2大量喷煤对高炉的影响及引起的过程参数的变化

1.2.1对鼓风动能和燃烧带的影响

1.2.2对理论燃烧温度和炉缸中心温度的影响

1.2.3对料柱阻损和压差的影响

1.2.4对间接还原度和直接还原度的影响

1.2.5对生铁产量及质量的影响

1.3提高喷煤比，改善炉况的措施

1.4未燃煤粉的产生及对高炉炉况的影响

1.4.1煤粉的气化燃烧特点

1.4.2高炉煤粉气化燃烧的影响因素

1.4.3未燃煤粉的产生

1.4.4煤粉滞留对煤气流分布的形响

1.4.5未燃煤粉对于高炉炉渣的影响

1.5高炉炉渣对于高炉顺行的影响

1.6文献综述结论及课题研究意义

第二章 高炉喷煤工艺模型的构成及程序算法

2.1指标计算模型

2.1.1理论置换比

2.1.2实际置换比

2.1.3氧过剩系数

2.2回旋区模型

2.2.1回旋区模拟图

2.2.2鼓风动能和风速

2.3富氧率模型

2.3.1临界富氧率和富氧效益

2.3.2理论燃烧温度和煤粉燃烧率

2.4能量利用子模型

2.4.1物料平衡计算

2.4.2热平衡的计算

2.4.3理论碳比的计算及C-DRR图的绘制

第三章 高炉喷煤工艺模型的开发及应用

3.1喷煤工艺模型程序介绍

3.2高炉工艺模型的应用

3.2.1物料平衡模块的应用

3.2.2热平衡模块的应用

3.2.3指标计算模块的应用

3.2.4回旋区模块的应用

3.2.5最佳富氧率子模块的应用

3.2.6能量利用子模块的应用

第四章 研究煤粉对高炉初渣形成的影响的实验方法及过程

4.1高炉初渣的制取

4.1.1实验用炉料条件

4.1.2实验设备、条件、步骤

4.1.3初渣的制取

4.2未燃煤粉及煤灰的制取

4.3不同燃烧率下高炉初渣粘度的测定

4.3.1不同燃烧率下高炉初渣与未燃煤粉的配比

4.3.2粘度仪的工作原理及操作步骤

4.4不同燃烧率下高炉初渣熔点的测定

4.4.1熔点测试仪原理

4.4.2熔点测试设备

4.4.3熔点测试实验步骤

第五章 喷煤对高炉初渣形成的影响的实验结果及讨论

5.1熔滴性能的测试及分析

5.2不同燃烧率下未燃煤粉对于高炉初渣粘度的影响

5.3未燃煤粉对于高炉初渣熔点的影响

5.4高TiO2球团矿对不同矿种配比熔滴性能的影响

第六章 结论

参考文献

致谢

研究生期间发表的论文情况