高炉炼铁相关知识问答(一)

时间:2017-07-18 08:08 来源:未知 作者:admin 点击:次

1、什么是高炉炼铁的还原过程?使用什么还原剂?

答:自然界中没有天然纯铁,在铁矿石中铁与氧结合在一起,成为氧化物,高炉炼铁就是要将矿石中的铁从氧化物中分离出来。铁氧化物失氧的过程叫还原过程,而用来夺取铁氧化物中的氧并与氧结合的物质就叫还原剂。凡是与氧结合能力比铁与氧结合能力强的物质都可以做还原剂,但从资源和价格考虑最佳还原剂是CCOH2C来源于煤,将它干馏成焦炭作为高炉炼铁的主要燃料,煤磨成粉喷入高炉成为补充燃料。CO来自于C,在高炉内氧化形成,H2则存在于燃料中的有机物和挥发分,也来自于补充燃料的重油和天然气。

2、在高炉炼铁过程中铁矿石所含氧化物哪些可以被还原?哪些不能被还原?

答:高炉炼铁选用碳作为还原剂,判断铁矿石中氧化物能否在高炉冶炼条件下被还原,就要较该氧化物中元素与氧的亲和力同碳与氧亲和力谁大谁小:前者大于后者就不能还原,前者小于后者则能还原。判别元素与氧亲和力大小最常用的手段之一是氧化物的分解压po2和标准生成自由能G

所谓氧化物的分解压就是氧化物分解为元素和氧的反应达到平衡时氧的分压。氧化物的分解压越大,元素与氧结合能力越小,氧化物的稳定性越小,就越易被还原剂还原,一般来说随温度升高分解压增大,氧化物变得越易还原。

所谓氧化物的标准生成自由能是热力学的函数之一,用作判断冶金过程中反应的方向及平衡状态的依据。对大多数元素的氧化物来说,标准生成自由能的负值数越大,它的稳定性越高,越难还原。一般来说随温度升高氧化物的自由能的负值数变小,即氧化物的稳定性变差,只有CO例外,随温度升高CO G负值数变大,也就是CO 变得更稳定,即CO2的结合能力越强,在高温下可以还原更多的氧化物,这也是CO作为还的优越性。

1)极易被还原:Cu Ni Pb Co

2)较难被还原:.P Zn Cr Mn Si Ti,但是P Zn是几乎100%被还原的,其余的只能部分被还原。

3)完全不能还原:Mg Ca Al

3铁氧化物在高炉内的还原反应有哪些规律?

答:规律如下:(1)还原顺序。不论用何种还原剂,铁氧化物还原是由高级氧化物向低

 

级氧化物到金属逐级进行的,顺序是:

 

570  Fe2O3---Fe3O4---FeO---Fe

 

570   Fe2O3---Fe3O4 ---Fe

 

2)用气体还原剂COH2还原时:Fe2O3是不可逆反应;Fe3O4FeO是可逆反应;

 

3)上述诸还原反应中,只有FeO间接反应是放热反应,其余都是吸热反应。

4什么叫铁的间接还原?什么叫铁的直接还原?

答:用气体还原剂COH2还原铁氧化物的反应叫做间接还原,高炉内的CO是由焦炭和喷吹煤粉中C氧化而来的,间接还原是间接消耗C的反应。由于Fe3O4FeO的间接还原都是可逆反应,所以要过量还原剂保证反应的顺利进行,它们在高炉内块状带的中低温区进行。

 

用固体还原剂C还原铁氧化物的反应叫直接还原。因为直接还原是不可逆反应,它不需要过量还原剂保证,但它们是大量的吸热反应,需要燃烧很多C放出热量来保证,它们在高炉内高温区进行。在高炉内块状带内固体的铁矿石与焦炭接触发生直接还原的几率是很少的。实际的直接还原是借助于碳素溶解损失反应、水煤气反应与间接还原反应叠加而实现的。

5一氧化碳利用率和氢利用率?

答:一氧化碳利用率是衡量高炉炼铁中气固相还原反应中CO转化为CO2程度的指标,也是评价高炉间接还原发展程度的指标。

 

氢利用率是衡量高炉炼铁中氢参与铁氧化物还原转化为H2O的程度的指标。

6、高炉内炉渣是怎样形成的?

答:高炉造渣过程是伴随着炉料的加热和还原而产生的重要过程——物态变化和物理化学过程。

 

1)物态变化。铁矿石在下降过程中,受上升煤气的加热,温度不断升高,其物态也不断改变,使高炉内形成不同的区域:块状带、软熔带、滴落带和下炉缸的渣铁贮存区。

 

1)块状带。在这里发生游离水蒸发、结晶水和菱铁矿的分解、矿石的间接还原(还原度可达(30-40%)等现象。但是矿石仍保持固体状态,脉石中的氧化物与还原出来的低级铁和锰氧化物发生固相反应,形成部分低熔点化合物,为矿石中脉石成分的软化和熔融创造了条件。

 

2)软熔带。固相反应生成的低熔点化合物在温度提高和上面料柱重力作用下开始软化和相互黏结,随着温度继续升高和还原的进行,液相数量增加,最终完全熔融,并以液滴或冰川状向下滴落。这个从软化到熔融的矿石软熔层与焦炭层间隔地形成了软熔带。一般软熔带的上边界温度在1100左右,而下边界温度在1400-1500。在软熔带内完成矿石由固体转变为液体的变化过程以及金属铁与初渣的分离过程:还原出的金属铁经部分渗碳而熔点降低,熔化成为液态铁滴,脉石则与低价铁氧化物和锰氧化物等形成液态初渣。

 

3)滴落带。软熔带以下填满焦炭的区域,在软熔带内熔化成的铁滴和汇集成渣滴或冰川流的初渣滴落入此带,穿过焦柱而进入炉缸。在此带中铁滴继续完成渗碳和溶入直接还原成元素的SiMn S等,而炉渣则由中间渣转向终渣。

 

4)下炉缸渣铁贮存区。这是从滴落带来的铁和渣积聚的地区,在这里铁滴穿过渣层时和渣层与铁层的交界面上进行着渣铁反应,最突出的是Si氧化和脱硫。

 

2)炉渣形成过程。块状带内固相反应形成低熔点化合物是造渣过程的开始,随着温度的升高,低熔点化合物中呈现少量液相,开始软化黏结,在软熔带内形成初渣,其特点是FeOMnO含量高,碱度偏低(相当于天然矿和酸性氧化球团自身的碱度),成分不均匀。从软熔带滴下后成为中间渣,在穿越滴落带时中间渣的成分变化很大。FeOMnO被还原而降低,熔剂的或高碱度烧结矿中的"%# 的进入使碱度升高,甚至超过终渣的碱度,直到接近风口中心线吸收随煤气上升的焦炭灰分,碱度才逐步降低。中间渣穿过焦柱后进入炉缸积聚,在下炉缸渣铁贮存区内完成渣铁反应,吸收脱硫产生的CaSSi氧化的SiO2等成为终渣。

7炉渣的主要成分是什么?

答:炉渣成分来自以下几个方面:

 

1)矿石中的脉石;

 

2)焦炭灰分;

 

3)熔剂氧化物;

 

4)被浸的炉衬;

 

5)初渣中含有大量矿石中的氧化物。

 

对炉渣性质起决定性作用的是前三项。脉石和灰分的主要成分是SiO2Al2O3称酸性氧化物;熔剂氧化物主要是CaOMgO称碱性氧化物。当这些氧化物单独存在时,其熔点都很高,高炉条件下不能熔化。只有它们之间相互作用形成低熔点化合物,才能熔化成具有良好流动性的熔渣。原料中加入熔剂的目的就是为了中和脉石和灰分中的酸性氧化物,形成高条件下能熔化并自由流动的低熔点化合物。炉渣的主要成分就是上述4种氧化物。用特殊矿石冶炼时,根据不同的矿石种类,炉渣中还会CaF2TiO2BaOMnO等氧化物。另外,高炉渣中总是含有少量的FeO和硫化物。

8炉渣在高炉冶炼过程中起什么作用?

答:由于炉渣具有熔点低、密度小和不溶于生铁的特点,所以高炉冶炼过程中渣、铁才能得以分离,获得纯净的生铁,这是高炉造渣过程的基本作用。另外,炉渣对高炉冶炼还有以下几方面的作用:

 

1)渣铁之间进行合金元素的还原及脱硫反应,起着控制生铁成分的作用。比如,高碱度渣能促进脱硫反应,有利于锰的还原,从而提高生铁质量。

 

2)炉渣的形成造成了高炉内的软熔带及滴落带,对炉内煤气流分布及炉料的下降都有很大的影响,因此,炉渣的性质和数量对高炉操作直接产生作用。

 

3)炉渣附着在炉墙上形成渣皮,起保护炉衬的作用。但是另一种情况下又可能侵蚀炉衬,起破坏性作用。因此,炉渣成分和性质直接影响高炉寿命。

 

在控制和调整炉渣成分和性质时,必须兼顾上述几方面的作用。

9什么叫炉渣碱度?

答:炉渣碱度就是用来表示炉渣酸碱性的指数。尽管组成炉渣的氧化物种类很多,但

 

对炉渣性能影响较大和炉渣中含量最多的是CaOMgOSiO2 Al2O3这四种氧化物,因此通

 

常用其中的碱性氧化物CaOMgO和酸性氧化物SiO2 Al2O3的质量分数之比来表示炉渣碱度,常用的有以下几种:

 

1)四元碱度;(2)三元碱度;(3)二元碱度

 

高炉生产中可根据各自炉渣成分的特点选择一种最简单又具有代表性的表示方法。渣的碱度在一定程度上决定了其熔化温度、熔化性温度、黏度及黏度随温度变化的特征,以及其脱硫和排碱能力等。因此碱度是非常重要的代表炉渣成分的实用性很强的参数。

10什么叫碱性炉渣和酸性炉渣?

答:炉渣成分可分为碱性氧化物和酸性氧化物两大类。现代炉渣结构理论认为熔融炉渣是由离子组成的。熔融炉渣中能提供氧离子&- 0 的氧化物称为碱性氧化物,反之,能吸收氧离子的氧化物称为酸性氧化物,有些既能提供又能吸收氧离子的氧化物则称为中性氧化物或两性氧化物。组成炉渣的各种氧化物按其碱性的强弱排列,其中CaF2以前可视为碱性氧化物,Fe2O3Al2O3

 

为中性氧化物,而TiO2、、SiO2为酸性氧化物。碱性氧化物可与酸性氧化物结合形成盐类,并且

 

酸碱性相距越大,结合力就越强。以碱性氧化物为主的炉渣称为碱性炉渣,以酸性氧化物

 

为主的炉渣称为酸性炉渣。生产中常把二元碱度大于1.0的叫碱性渣,把二元碱度小于1.0的叫酸性渣。

11、高炉喷煤对煤的性能有何要求?

 

答:高炉喷吹用煤应能满足高炉冶炼工艺要求并对提高喷吹量和置换比有利,以替代更多的焦炭。具体要求如下:

 

1)煤的灰分越低越好,灰分含量应与使用的焦炭灰分相同,一般要求低于15%

 

2)硫含量越低越好,硫含量应与使用的焦炭硫含量相同,一般要求低于0.8%

 

3)表明煤结焦性能的胶质层越薄越好,以免煤粉在喷吹过程中结焦,堵塞煤枪和风口,影响喷吹和高炉正常生产。生产中常用无烟煤、贫煤和长焰烟煤作为喷吹用煤。

 

4)煤的可磨性好,高炉喷吹的煤需要磨细到一定细度,例如无烟煤- 200目(粒度小于0.074mm)的要达到80%以上,烟煤- 200目的要达到50%以上。可磨性好,则磨煤消耗的电能就少,可降低喷吹费用。

 

5)煤的燃烧性能好,即煤的着火温度低,反应性好,这样可使喷入炉缸的煤粉能在有限的空间和时间内尽可能多地气化。另外燃烧性能好的煤也可以磨得粗一些,即- 200目占的比例少一些,以降低磨煤能耗和费用。就目前有的煤种来说,可以发现任何一种煤都不能达到上述全部要求,另外各种煤源由于产地远近、开采方法、运输到厂的方式等不同,其单位价格也不同,生产中常采用配煤来获得性能好而且价格低的混合煤。国内外常用碳含量高、热值高的无烟煤与挥发分高、易燃的烟煤配合,使混合煤的挥发分在20~25%、灰分在12%以下,充分发挥两种煤的优点,取得良好的喷煤效果。我国宝钢就是这样处理的。

 

对磨好了的喷吹用煤粉的要求主要是:

 

1)粒度。无烟煤- 200目的应达到80~85%;烟煤-200目的达到50~65%,含结晶水的烟煤、褐煤在高富氧的条件下粒度还可以更粗些。

 

2)温度。应控制在70~80,以避免输送煤粉载体中的饱和水蒸气结露而影响收粉。

 

3)水分。煤粉的水分应控制在1.0%左右,最高不超过2.0%,因为水分大一方面影响煤粉的输送,另一方面喷入炉缸,在风口前分解吸热,加剧t理的下降。为保证必要的t理,要增加热补偿,无补偿手段时要降低喷吹量。

 

12 喷吹煤粉对高炉冶炼过程有什么影响?

 

答:喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响有:

 

1)炉缸煤气量增加,在风口面积不变的情况下鼓风动能增加,燃烧带扩大。煤粉中含碳氢化合物越多(焦炭中挥发分含量一般小于1.5%,无烟煤中为5~12%,烟煤中为10~35%),在风口前气化后产生的H2越多,炉缸煤气量增加越多(灰分很高的无烟煤例外,因为它的碳含量太低而使煤气量减少)。煤气中H2量的增加,有利于煤气向炉缸中心渗透,使炉缸工作均匀。

 

2)理论燃烧温度下降,而炉缸中心温度略有上升。t理降低的原因是:燃烧产物煤气量增加;喷吹煤粉气化时挥发分分解吸热使燃烧放出的热值降低;煤粉进入燃烧带时的温度(100左右)远低于焦炭进入燃烧带时的温度(1500,因此燃料带入燃烧带的物理热减少。炉缸中心温度升高的原因是:鼓风动能和煤气中H2含量增加使煤气向中心渗透,炉缸中心部位的热量收入曾加;上部还原得到改善,炉子中心直接还原数量减少,热支出减少;热交换因H2的增加而改善。

 

3)料柱的阻损p增加。喷吹煤粉以后,煤粉代替焦炭,使料柱中矿/焦比增大,焦炭数量减少,料柱的空隙度下降,煤气上升时的阻力增加,压差升高;上升煤气量增加,使煤气速度增大,p也随之升高。煤气中H2量增加,由于其黏度和密度较小,有利于p的下降,但其作用小于前二者的作用,所以最终p总是升高的。

 

4)间接还原发展,直接还原降低。其原因是:煤气中还原性组分CO+H2数量和浓度增加H2的数量和浓度增加,加速间接还原发展;焦炭的溶损反应进行的几率减少;矿石在炉内停留时间增加等。计算表明,喷吹煤粉100kg/t 后,铁的直接还原度降低8~10%

 

13、什么叫喷煤热补偿

 

答:高炉喷吹煤粉时,煤粉以70~80的温度进入炉缸燃烧带,它的挥发分加热分解,消耗热量,致使理论燃烧温度下降,炉缸热量显得不足。为了保持良好的炉缸热状态,需要给予热补偿。严格地说,这个补偿应包括温度和热量两个方面,即将t理维持在所要求的水平和增加炉缸热量收入。最好的热补偿措施是提高风温,其次是富氧。

 

14 什么叫喷煤的热滞后

 

答:在喷煤的实践中发现,增加喷煤量后,炉缸出现先凉后热的现象,即煤粉在炉缸分解吸热,使炉缸温度降低,直到增加的煤粉量带来的煤气量和还原性气体(尤其是H2量)在上部改善热交换和间接还原的炉料下到炉缸,使炉缸温度上升,这一过程所经历的时间叫做热滞后时间。而喷吹量减少时,出现与此相反的现象。因此用改变喷吹量调节炉况显得不如风温来得快,但掌握了规律后,仍可应用自如地用喷煤量调节。热滞后时间与喷吹煤种、炉容、冶炼周期(料速)等因素有关。其一般规律是煤中H2含量越多,风口前分解消耗的热越多,则热滞后时间越长。例如喷烟煤就比喷无烟煤滞后时间长;炉容大滞后时间也长,一般滞后时间在2~4h

 

15、高炉喷吹煤粉在风口前燃烧有何特点?

 

答:煤粉喷入炉缸燃烧经历煤粉加热分解、挥发分燃烧和结焦与残焦燃烧3个阶段,这3个阶段是在有限空间、有限时间、高速加热、高压下交织进行的。

 

有限空间是指煤粉从煤枪出口经部分直吹管、风口到风口前燃烧带共1600~2000mm长度的不大空间;有限时间是指煤粉从煤枪出口到离开燃烧带的0.01~0.04s的短暂的时间;高速加热是指煤从70~80,103~106K/s) 的加热速度迅速加热到1500~2000,接近爆炸火焰的加速度和温度;煤粉在热风压力0.25~0.45MPa(表压)中燃烧。不仅燃烧过程完全不同于锅炉内的煤粉燃烧,而且燃烧产物也不同,煤粉在炉缸内燃烧形成的最终

 

产物是COH2N2,而锅炉内的燃烧产物是CO2H2ON2

 

16、什么叫未燃煤粉?它对高炉冶炼有何影响?

 

答:国内外高炉喷煤实践和研究表明,在高炉炼铁的条件下,喷入炉缸的煤粉在有限空间和短暂的时间内不可能100%完全气化,而且挥发分中碳氢化合物还不可避免地产生有很高抗表面氧化能力的炭黑微粒,这些就是喷煤操作中称为未燃煤粉的来源。未燃煤粉数量与煤粉的燃烧性能,特别是煤粉的粒度、鼓风中含氧、风口工作的均匀性等有关。一般要求未燃煤粉量应低于喷煤量的!15~20% 。超量的未燃煤粉随煤气进入料柱将会产生对高炉行程不利的影响,它们是:

 

1)大量进入炉渣超过直接还原所要求的数量,以悬浮状存在于炉渣中,会增加炉渣的黏度,严重时造成滴落带渣流不顺利和炉缸堆积,这对攀钢等特殊矿冶炼影响尤为严重。

 

2)大量附着在炉料表面和空隙中,会降低料柱的空隙度,恶化煤气上升过程中的流体力学条件,也就是煤气通过料柱时的阻力增加。近来一些喷吹量大的高炉和喷吹煤粉粒度较粗的高炉出现中心气流难打开,而边缘气流易发展的现象,这与喷吹燃料早期和喷吹量不大时出现的中心气流发展的现象正相反,其原因可能是未燃煤粉和炭黑随气流上升较多地沉积在料柱的中心部分,使其透气性变差。欧洲部分专家也持这种观点,部分日本专家也用这个观点来解释大喷吹量下中心难于打开的现象。

 

3)大量未燃煤粉和炭黑滞留在软熔带及滴落带,降低了它们的透气性和透液性,出现下部难行或悬料,也是造成液泛现象的前提。因此,在生产中提高煤粉在风口前燃烧带内的燃烧率(气化率),是提高喷吹量的重要课题。实践表明,喷入高炉的煤粉在200kg/t以下时,其燃烧率应达到80~85%,而且喷吹量越大,其燃烧率应保持在越高的水平,因为相同燃烧率的情况下,未燃煤粉的绝对数量,随喷吹量的提高而增加,给高炉行程带来麻烦的可能性也越大。另外,高炉操作技术水平也在某种程度上产生影响,例如日本、宝钢或欧洲一些高炉,在喷吹量提高时中心气流难打开,借助于它们的布料技术能很好地调整边缘和中心气流分布,使未燃烧煤粉在炉内完全气化,高炉也能正常运行生产;而一些原燃料条件差、布料技术不成熟或无良好的布料设施的高炉,就不能长期维持较高的喷吹量。尽管如此,由于未燃烧煤粉大部分在高炉内被充分利用技术的出现,大大推动了喷吹煤粉量的迅速提高。

17、喷吹烟煤与喷吹无烟煤有何区别?

 

答:虽然喷吹烟煤与喷吹无烟煤都是从风口喷人高炉,用以代替一部分焦炭,但由于两者化学成分不同,要求喷吹操作也有所不同,其主要区别是:

 

1)烟煤含挥发分高,有自燃及易爆的特性。为了确保喷吹烟煤的安全作业,在制粉、输粉、喷吹等系统都需有严密的气氛保护,必须有温度控制及灭火和防爆装置。而无烟煤则无需气氛保护,温度控制和防爆装置也简单一些。因此,烟煤喷吹设施投资高。

 

2)烟煤含挥发分高,着火点低,易于燃烧,易于被高炉接受,同样条件下可以扩大喷吹量。

 

3)烟煤含H2量高,产生的煤气的还原能力强,有利于间接还原的发展。

 

4)因烟煤一般煤质较软,可磨性比无烟煤好,磨制烟煤时制粉机出力可以提高。根据首钢实践,大同烟煤比京西无烟煤的制粉出力可提高13%

 

5)烟煤的密度较无烟煤小,输煤时可以增大浓度,因而输送速度较快。首钢输送挥发分为30%的烟煤时,其速度比无烟煤快25~30%

 

6)由于烟煤中含挥发分较高,单位质量的煤完全燃烧所需补偿热与氧气要多一些,所以同等条件下允许最大喷煤量要比无烟煤小一些。但喷吹烟煤有利于使用高风温和富氧。

 

7)烟煤的结焦性比无烟煤强,因此对喷吹支管防止积煤的要求要严些,在炉况不顺、风口不活跃时,不能像无烟煤那样大量强制喷煤,以免风口结焦。

 

8)两种煤对置换比的影响不完全一样,无烟煤含碳高,需补偿热少是有利因素;烟煤含H2高、总热量高也是有利因素。但决定置换比高低的主要因素是灰分,所以要以灰分的高低来综合评价。

 

18、限制喷煤量的因素是哪些?

 

答:限制喷煤量的因素主要是:炉缸热状态、煤粉燃烧速率和流体力学3个方面。

 

1)炉缸热状态。限制性因素是t理的下降,因为任何高炉炼铁过程都存在一个允许的最低t理,它至少应高于液体产品温度,允许的最低煤气温度应能保证液体渣铁的过热,高温吸热反应的进行。这个t理在大喷煤时至少要达到2050左右。不同的高炉应从炉缸所要求的高温热量Q=

 

Vt来确定允许的最低t理。一般燃料比高时,V缸大,t理可以低些;而燃料比低时t理就应高些,

 

2)煤粉燃烧速率。它是目前限制喷煤量的主要因素,如果在有限空间和短暂的时间内不能有足够数量(80~85%)的煤粉气化,剩余的未燃煤粉将给高炉带来危害,而且煤粉利用率也降低。在大喷煤后,随着喷煤量的增加,相同燃烧率80~85%时,剩下的未燃煤粉的绝对量增加,这是需要迫切解决的问题。一般是选用燃烧性能好的混合煤,适当控制煤粉粒度和富氧以提高煤粉燃烧时的氧过剩系数等来提高煤粉的燃烧速率。

 

3)流体力学因素。主要是随着喷煤量的增加,料柱中焦炭数量减少,透气性变差,压差p上升,有可能影响高炉顺行。但是这种限制可以用提高炉顶压力降低实际煤气流速和改善炉料的物理性能来部分地解决。高炉下部软熔带和滴落带的三相区内的炉渣滞留甚至出现液泛是整个喷煤的决定性限制环节。

 

19、什么叫喷煤置换比?

 

答:喷吹1kg煤粉能置换出多少焦炭的数值就叫喷煤置换比。表示置换比的方式有理论置换比、平均置换比、差值置换比和瞬时置换比等。

 

国外(例如西欧、北美)喷吹前后的焦比按生产统计所得的实际值取值,我国一般采用校正焦比,即统计值扣除喷吹前后冶炼条件变化对焦比的影响量,所以我国计算的置换比要低于国外。例如喷煤以后风温提高了,风温提高能降低焦比,在我国就要扣除这个影响,而国外则不扣除,因为他们认为风温的提高是喷煤量变化带来的,没有喷煤量的增加,风温就不会提高,因此风温提高降低的焦比应记在喷煤量的提高上,这样他们把所有因喷煤或因喷煤提高带来的焦比都记入置换比内。

 

20、影响喷煤置换比的因素是哪些?如何提高喷煤置换比?

 

答:喷吹煤粉能置换焦炭是由于煤粉中的碳代替了焦炭中的碳和煤粉中的氢代替了焦炭中的碳。这样影响置换比的因素就有:

 

1)煤粉的种类和质量。

 

2)煤粉在风口前气化的程度。

 

3)鼓风参数,通过高风温、高压、富氧和喷煤对高炉冶炼的影响,可以看出它们的作用和影响有相向之处。例如提高风温和富氧可以提高t理,降低t顶,使rd升高;而喷煤则降

 

t理,提高t顶,rd降低等。因此,风温的高低、是否富氧等都影响置换比。

 

4)操作是否精心,煤气利用是否改善,喷吹煤粉提高煤气的还原能力,能否在操作上使煤气流分布适应喷煤的变化规律,充分发挥煤气的还原能力,使ηCOηH2同时提高而提高置换比。

 

提高置换比的途径是:

 

1)提高煤粉的质量,主要是煤的灰分和硫含量应与焦炭灰分和硫含量相当或最好低焦炭的灰分和硫含量。一般煤粉灰分降低1%,置换比提高1.5%左右。

 

2)尽可能提高煤粉在风口前的燃烧率,减少未燃煤粉的数量,这就要求维持煤粉合理的细度,有足够的氧过剩系数,保持一定的t理和均匀喷吹。

 

3)精心操作,应用好上下部调节,采用中心加焦、矿石中加小焦等方法调节煤气流。

 

4)搞好精料工作,重点是降低渣量到300kg/t以下,筛除粉末、整粒,降低烧结矿的低温还原粉化率,以保持料柱有良好的透气性和透液性等。

 

21、喷吹煤粉的主要安全注意事项是什么?

 

答:煤粉是可燃物质,尤其是挥发分高的烟煤。当煤粉悬浮浓度达到一定范围时,在火源和空气中易燃烧产生爆炸。因此喷吹煤粉的安全主要是防止着火与爆炸。具体的注意事项是:

 

1)为防止原煤仓积存煤粉,多采用双曲线原煤仓,不设水平管道。

 

2)因制粉机(磨煤机等)要用热废气做干燥风,因此在喷吹烟煤时,应控制磨煤机的出口温度和氧含量小于10%

 

3)为防止积煤,煤粉仓、煤粉罐锥体部分角度均应大于70°

 

4)喷吹烟煤时,应采用氮气(氧含量低于10%)往高炉煤粉罐输送煤粉。同时,喷吹罐用氮气充压。

 

5)为了防止回火,喷吹罐压力必须高于高炉风压50kPa以上;混合器前喷吹用压缩空气必须高于高炉风压100kPa, 以上。此外还应在每个喷吹支管上安装自动切断系统,当经过混合器后的管道内压力低于高炉风压50kPa时,支管上的旋塞阀自动切断,使热风不能倒流入喷吹罐内。防止火源方面,还应特别注意防止静电产生火花,收粉布袋要选用防静电材料,设备均应接地等。

 

6)喷吹罐等罐体上部都应设有一个爆破膜,一般计算按罐内压力大于800kPa, 时即可破开,这是防止在一旦发生爆炸时破坏罐体的安全措施。

 

7)喷吹罐设有测温监控装置、COO2浓度巡回测定仪与报警装置。

 

8)在适当的位置安装蒸汽管及水管,当温度升高时,用以消除着火与爆炸的危险。