高炉瓦斯灰中未燃煤粉和焦炭比例的研究与实践_图文.doc

・ 22・ 炼铁技术通讯 2009年第 1期 高炉瓦斯灰中未燃煤粉和焦炭比例的研究与实践 尹 坚 华菱湘钢科技开发中心 摘 要 就瓦斯灰中未燃煤粉与焦粉的鉴别与比例进行研究 , 初步掌握了辨别瓦斯灰中煤粉的方法 , 形成了 判定未燃煤粉与焦粉比例的方法 , 通过对瓦斯灰中碳的显微分析 , 可判别碳的结构 , 确定煤粉含量 , 对高炉在 生产中和在同比条件下是否加大喷煤比的决策起到重要作用。 关键词 瓦斯灰 未燃煤粉 比例 研究 1 前言 改善高炉喷煤效果 , 减少未燃煤粉的比例 , 在 高炉喷煤量增加的同时 , 要保证有较高的煤粉置 换比 , 一直是炼铁工作者的研究方向 。 但是 , 喷煤 量增加到一定程度后 , 炉尘中碳含量也会增加 , 有 时会增加很快 , 含有一定量未燃煤粉 。如何确定 炉尘中含碳物质来源 , 即煤粉和焦炭的比例 , 择煤种 、 用率极为重要 。 2, 烟煤 , 煤比也逐步加大 , 但在现有的风温 水平及一定的富氧气条件下 , 喷煤多少合适难以 判断 , 生产中也出现了煤比升高 , 焦比也升高的反 常现象 。 因此 , 喷煤量只能在生产实践中去摸索 , 过去我们只能通过化学分析判定瓦斯灰中的碳含 量 , 但碳含量多少并不代表煤粉是否燃烧完全 , 因 为碳的百分比与瓦斯灰的数量及焦炭强度 、 粉末 有关 。 如何确定煤粉是否完全燃烧 瓦斯灰中的 碳到底来自焦还是煤 对此 , 仍在摸索和寻求解 决问题的办法 。 3 研究内容 带着问题 , 在对高炉瓦斯灰的粒度进行较为 详细的分析后 , 采用岩相显微分析方法观察炉尘 中未消耗煤粉和焦炭细颗粒的微观变化 , 给出了 定量确定高炉炉尘中未消耗煤粉与焦炭颗粒的比 例方法 , 为获得炉尘中未消耗煤粉含量奠定了必 要的基础 。 3. 1试验设备和方法 , , 由于 , 同矿相比例 。按测定煤相的统一标准 , 将试样划 分为 2424496格 , 在相交点测定 500个以上 , 经对测定点数据进行统计 , 可得到不同矿相面积 的比例 。 1 通 过 筛 分 发 现 , 瓦 斯 灰 粒 径 以 74290 μm 为主 , 约占 60。 瓦斯灰的粒度分布呈正 态分布曲线 , 我们将炉尘 -200目筛分后进行化 学分析 , 大颗粒的碳含量比小颗粒的高 。说明含 碳物质主要为焦炭磨损后所形成的小颗粒 , 少部 分为未燃煤粉 。 2 按煤岩分析的方法进行制样 , 通过研磨 , 保证瓦斯灰中的颗粒均匀 , 再进行岩相分析 。 3. 2试验结果 1 在岩相显微分析中 , 未燃煤粉颗粒可分 成微变原煤颗粒 、 未变形颗粒 、 变形颗粒和残碳颗 粒 , 见图 1 。 图 1 瓦斯灰中的煤粉颗粒 尹坚 1965 高级工程师 , 1986年毕业于株州冶金工业学校钢铁冶金专业 , 现就职于湖南华菱湘钢科技开发中心技术研究室 , 从事 炼铁专业技术工作。 尹坚 高炉瓦斯灰中未燃煤粉和焦炭比例的研究与实践 ・ 23・ 图 1中有表面产生一些气孔的未变形颗粒 、 外形变化的未消耗煤粉 、 表面和内部产生较大气 孔 , 且边缘开始出现变形的 、 含有高挥发分煤的变 形颗粒 , 其表面气孔很多 , 塑性形变为球形 。 下方 的煤颗粒内部已经烧尽 , 外形发生较大变化 , 且碳 含量较其它要少得多 , 将其定义为碳残余 。在岩 相显微分析中 , 瓦斯灰中的焦炭颗粒可分成丝炭 、 流动结构 、 片状结构和粒状镶嵌结构 , 如图 2所 示 。 图 2 瓦斯灰的显微分析照片 2 经瓦斯灰的岩相分析 , 发现炉尘中存在 的物质种类较多 , 围绕含碳物质 , 将矿物主要分成 焦炭 、 未消耗煤粉和杂质 。 3 图 2中大约得知 , 度不同 。 。公式 1 和公式 2 为 显微分析测定焦炭和未消耗煤粉面积的修正公 式 。 ∑ 焦炭 ・ 块状结构 流动结 构 1 β・ 未变 ・ 残碳颗粒 2 1 中 α取 0. 9, 公式 2 中的 β和 γ分 别取 0. 6和 0. 1。 计算式 1 和 2 中的修正参 数 α、 β、 γ是宝钢大量实验后的经验数据 。 4 生产实践中的检测数据及相应 的高炉工艺参数 表 1 1号高炉瓦斯灰的部分检测数据及操作参数 取样时间 取样炉别 含碳量分析 煤粉表面百分比 高炉部分操作参数 风温 ℃ 富氧量 3喷煤比 焦比 07年 9月 14日 1号炉瓦斯灰 35. 411. 48111210716142. 01364. 299月 17日 1号炉瓦斯灰 36. 993. 7611358647146. 0386. 209月 19日 1号炉瓦斯灰 35. 712. 1211378409144. 90356. 009月 21日 1号炉瓦斯灰 35. 162. 6511358635139. 13354. 259月 25日 1号炉瓦斯灰 38. 252. 9911449536143. 76354. 279月 26日 1号炉瓦斯灰 39. 584. 7911309200149. 80365. 629月 28日 1号炉瓦斯灰 39. 975. 2212509884150. 68375. 819月 30日 1号炉瓦斯灰 39. 914. 95113110932145. 02362. 6310月 9日 1号炉瓦斯灰 40. 124. 97121213196157. 90364. 7310月 17日 1号炉瓦斯灰 40. 314. 91119910198164. 05367. 3008年 3月 11日 1号炉瓦斯灰 34. 841. 90117913015169. 57348. 863月 17日 1号炉瓦斯灰 39. 323. 18120013363179. 03373. 933月 24日 1号炉瓦斯灰 37. 45 3. 54 1166 12960 152. 07 423. 65 1号高炉自 2007年 9月开始尝试进行烟煤 混喷 , 烟煤的比例大约 15, 由于比例偏低 , 高炉 燃烧效率不见明显提高 。 1号高炉 2008年 3月 后混喷工作逐步正常 , 煤比提高幅度较大 , 烟煤比 例达到 40以上 , 燃烧效率同步提高 , 虽然煤比 上升 , 但瓦斯灰中未燃煤明显减少 。 其它高炉检测数据示例 ・ 24・ 炼铁技术通讯 2009年第 1期 表 2 4号高炉瓦斯灰的部分检测数据及操作参数 取样时间 取样炉别 含碳量分析 煤粉表面百分比 高炉部分操作参数 风温 ℃ 富氧量 3 喷煤比 焦比 2007年 9月 14日 4号炉瓦斯灰 37. 232. 519631560126. 27386. 22 9月 17日 4号炉瓦斯灰 38. 725. 819711500139. 0402. 5 10月 16日 4号炉瓦斯灰 37. 875. 469924000144. 0357. 30 10月 18日 4号炉瓦斯灰 35. 463. 579874000132. 70359. 60 11月 21日 4号炉瓦斯灰 37. 214. 1510213000149. 0374. 0 11月 23日 4号炉瓦斯灰 38. 135. 3110003000165. 2384. 4 3号高炉富氧量较少 , 虽煤比不高 , 但未燃煤 粉含量很高 , 说明喷煤结合富氧和高风温时才体 现出其明显的效益 。 总之 , 在高炉风温与富氧水平基本不变的前 提下 , 随着喷煤量的提高 , 未燃煤粉含量上升 ; 1号高炉煤比高于 150kg/t 时 , 瓦斯灰中含碳量明 显上升 , 喷煤比虽然提高 , 但焦比没有下降 , 证明 其燃烧效率很差 , 好转 。 5 1 研磨 , 保证检测点均匀准确 。 2 通过对高炉瓦斯灰的岩相显微分析 , 可 得出炉尘中未消耗煤粉的含量 。 3 高炉瓦斯灰中未消耗煤粉表面烧损的比 例要比焦炭高 , , , 减少浪 费 , 对提高煤粉置换比具有实际意义 。 上接第 18页 炉况变差 压差升高 、 风压波动大 、 风量萎缩 、 有小滑尺出现 。为迅速制止炉衬温度继续下降 , 炉况恶化 。 12日休风堵两个风口 , 提高鼓风动 能 , 同时将大矿角由 39. 7缩小到 39. 2, 发展边 缘气流 。 14日 , 炉腹 、 炉腰 、 炉身温度普遍回升到 150℃ 以上 。 18日炉衬各部温度上升到正常水 平 。 随着炉衬温度的升高 , 高炉顺行状况明显好 转 。 由此可见 , 通过维护合理操作炉型可以减少 炉况大幅度波动 , 缩短炉况波动的时间 , 减小损 失 。 实践证明 , 通过维持合理的操作炉型可以达 到保持渣皮稳定 , 延长高炉寿命 , 保证高炉顺行的 目的 。 5 结语 1 合理的操作炉型对保证高炉顺行至关重 要 , 但操作炉型要与原 、 燃料条件及冶炼参数相适 应 。 2 对操作炉型的控制是通过监测炉衬温度 来实现的 。 必须有足够的测温电偶才能对操作炉 型进行更准确的监控 。 3 控制合理的操作炉型不但可以保证高炉 顺行而且对保护炉衬 、 延长高炉寿命具有深远意 义 。 4 在原料质量差 , 尤其焦碳质量波动大的 情况下 , 高炉仍保持较好的工作状态 , 这充分说明 唐钢 2号高炉操作炉型的维护是成功的 。