资源贫化条件下的高炉炼铁节能环保技术_精品文档PPT资料.ppt

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料柱透气性和滤液性下降。

1）焦炭体积分数减小；

）焦炭体积分数减小；

2）焦炭粉末量增加，粒度减小；

）焦炭粉末量增加，粒度减小；

3）风口前未燃烧煤粉。

）风口前未燃烧煤粉。

热损失增加。

1）风口回旋区变浅、变高，燃烧焦）风口回旋区变浅、变高，燃烧焦点向风口前移动；

点向风口前移动；

2）边缘气流容易发展。

）边缘气流容易发展。

高炉顺行程度变差，特别在大量喷煤的同时实行高强冶炼高炉顺行程度变差，特别在大量喷煤的同时实行高强冶炼的时候。

的时候。

第一章大量喷煤技术有利因素有利因素有利于冶炼低硅生铁。

风口前理论燃烧温度下降，有利于冶炼低硅生铁。

风口前理论燃烧温度下降，SiO分压降低，炉缸温度趋于均匀。

分压降低，炉缸温度趋于均匀。

增加了一种炉况调剂手段。

在风温、湿分、焦炭负荷、风增加了一种炉况调剂手段。

在风温、湿分、焦炭负荷、风量等常规手段以外，调节喷煤量有利于用足风温，尽量不量等常规手段以外，调节喷煤量有利于用足风温，尽量不减风，比调剂焦炭负荷见效快。

减风，比调剂焦炭负荷见效快。

提高煤气利用率和降低燃料消耗。

当喷吹高挥发性烟煤时，提高煤气利用率和降低燃料消耗。

当喷吹高挥发性烟煤时，由于煤气中由于煤气中HH22含量增加，而氢在高温下的还原能力比含量增加，而氢在高温下的还原能力比COCO强，强，所以能够促进铁矿石间接还原反应的进行，有利于提高炉所以能够促进铁矿石间接还原反应的进行，有利于提高炉顶煤气顶煤气COCO利用率和利用率和HH22利用率。

利用率。

第一章大量喷煤技术结论：

结论：

综上所述，高炉喷吹煤粉，既有对冶炼过程有利的一面，也综上所述，高炉喷吹煤粉，既有对冶炼过程有利的一面，也有对冶炼过程不利的一面。

为了保证高炉的高效生产，需要有对冶炼过程不利的一面。

为了保证高炉的高效生产，需要研究大量喷煤条件下的热补偿技术，混合煤配煤技术，配矿研究大量喷煤条件下的热补偿技术，混合煤配煤技术，配矿技术，改善煤粉燃烧率的喷枪技术，改善煤粉燃烧率的喷枪。

第一章大量喷煤技术1.2大量喷煤下的理论燃烧温度的控制大量喷煤下的理论燃烧温度的控制一般认为风口前理论燃烧温度不得低于一般认为风口前理论燃烧温度不得低于20002000，否则炉，否则炉况顺行状态将被破坏。

然而，在大量喷吹煤粉时，虽然按常况顺行状态将被破坏。

然而，在大量喷吹煤粉时，虽然按常用方法计算的理论燃烧温度远低于用方法计算的理论燃烧温度远低于20002000，但高炉冶炼进程，但高炉冶炼进程依然正常。

依然正常。

这意味着，常用的理论燃烧温度计算方法没有体现喷煤这意味着，常用的理论燃烧温度计算方法没有体现喷煤的规律，需要进行修正。

的规律，需要进行修正。

第一章大量喷煤技术1.2大量喷煤下的理论燃烧温度大量喷煤下的理论燃烧温度1.2.11.2.1修正的理论燃烧温度计算方法修正的理论燃烧温度计算方法三个要点：

三个要点：

热收入中增加了煤粉物理热；

将鼓风湿分的分解热改为水煤气反应热；

考虑不完全燃烧条件下煤粉在风口区的反应热。

第一章大量喷煤技术1.2大量喷煤下的理论燃烧温度大量喷煤下的理论燃烧温度1.2.21.2.2修正方法与常规方法计算结果的对比修正方法与常规方法计算结果的对比风温对煤粉燃烧率的影响风温对煤粉燃烧率的影响鼓风湿度对煤粉燃烧率的影响鼓风湿度对煤粉燃烧率的影响计算条件：

宝钢计算条件：

宝钢3号高炉号高炉风温风温1250，鼓风湿度，鼓风湿度20g/m3，喷煤量，喷煤量250kg/t铁，吨铁煤气量铁，吨铁煤气量1208m3/t铁，铁，高炉利用系数高炉利用系数2.0t/m3.d，高炉有效容积，高炉有效容积4350m3。

第一章大量喷煤技术1.2大量喷煤下的理论燃烧温度大量喷煤下的理论燃烧温度1.2.21.2.2修正方法与常规方法计算结果的对比修正方法与常规方法计算结果的对比富氧率对煤粉燃烧率的影响富氧率对煤粉燃烧率的影响喷煤量对煤粉燃烧率的影响喷煤量对煤粉燃烧率的影响图中，菱形代表修正方法，方块代表常规方法。

图中，菱形代表修正方法，方块代表常规方法。

新方法比常规方法，最多可能高新方法比常规方法，最多可能高300以上以上第一章大量喷煤技术1.3高炉下部多相动力学与控制高炉下部多相动力学与控制共存的相及标准流速：

共存的相及标准流速：

气相：

高温煤气，气相：

高温煤气，0.9861.479m/s固相：

固相：

焦炭，炉腰处平均焦炭，炉腰处平均0.6mm/s左右，死料柱每左右，死料柱每710天天更新一次更新一次液相：

液相：

熔铁滴，熔铁滴，8.5912.88mm/s熔渣滴，熔渣滴，711mm/s粉体相：

焦炭粉末，未燃烧煤粉，随煤气向上流动粉体相：

焦炭粉末，未燃烧煤粉，随煤气向上流动第一章大量喷煤技术1.3高炉下部多相动力学与控制高炉下部多相动力学与控制1.3.11.3.1液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因素液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因素Gupta等人应用X-射线技术观察了颗粒充填床内的液体流动现象并测定了液体流速的分布，发现：

气体曳力的作用使得在风口回旋区附近产生了一个无液体存在的干区，而当气体流速足够高时，液体流速在料层下部的分布基本与其在料层上层的初始分布无关；

在回旋区的干区的上方，存在一个液体滞留率很大的区域，液体在此区域的停留时间比在死料柱中的停留时间要长。

应用武汉科技大学与宝钢合作开发的高炉流场数学模型进行计算分析得知，高炉内气体流速的峰值最高达平均值的6倍左右，而液体流速的峰值最高可达平均值的2倍左右。

第一章大量喷煤技术1.3.11.3.1液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因素素武汉科技大学液泛实验摄像资料演示：

武汉科技大学液泛实验摄像资料演示：

7-37-3，7-17-1，3-13-1，3-43-4第一章大量喷煤技术1.3.11.3.1液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因素素阻塞线方程：

阻塞线方程：

log（cf）=1.20728671.0387473log（fr）0.2547832log（fr）log（fr）cf-阻塞因子，等于阻塞因子，等于（ug2Fs/g3）（g/l）0.2fr-流量因子，等于流量因子，等于（L/G）（g/l）0.5式中，式中，ug-煤气实际线速度，与风量、炉温、炉型等有关煤气实际线速度，与风量、炉温、炉型等有关L-煤气实际体积速度煤气实际体积速度第一章大量喷煤技术1.3.11.3.1液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因素素G-G-熔渣的实际体积流速，与生铁产量、渣比有关熔渣的实际体积流速，与生铁产量、渣比有关FFss-炉腹焦颗粒的表面积，与到达炉腹处的焦炭粒度有关炉腹焦颗粒的表面积，与到达炉腹处的焦炭粒度有关-炉腹焦炭料层的孔隙度，与炉腹焦的粒度组成、沉积的炉腹焦炭料层的孔隙度，与炉腹焦的粒度组成、沉积的焦炭粉末和未燃煤粉的数量有关，也可能和可能的再凝固熔焦炭粉末和未燃煤粉的数量有关，也可能和可能的再凝固熔渣数量有关渣数量有关-炉腹初渣的粘度，与初渣的化学成分和炉腹部位的温度炉腹初渣的粘度，与初渣的化学成分和炉腹部位的温度有关有关第一章大量喷煤技术1.3.11.3.1液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因液泛是限制高炉扩大煤比和高产的限制性因素素用用VBVB语言建立了基于高炉下部多相动力学理论的高炉操作指语言建立了基于高炉下部多相动力学理论的高炉操作指导计算机系统导计算机系统功能：

功能：

-分析高炉当前顺行状况分析高炉当前顺行状况-预测不同原燃料条件下的高炉极限产量预测不同原燃料条件下的高炉极限产量-制定提高喷煤量和生铁产量的技术措施制定提高喷煤量和生铁产量的技术措施-分析超高强度冶炼的可行性分析超高强度冶炼的可行性B、D、S点：

1月份的工况点F、H、J、L、N和P点：

2月份的工况点。

其中，B、F、H和J点位于的危险区，而其余各点均处于可操作区。

处于危险区的工况点，其液流不均匀系数取可能的最高值（1.85），炉腹焦炭的平均粒度取可能的最小值（24mm），熔渣的粘度取（0.6Pa.s）。

位于阻塞线上的工况点：

P点与2月份对应，S点与1月份对应。

计算时1月份的焦炭粒度取30mm，2月份取28mm。

修正的舍伍德图武钢武钢5号高炉号高炉2009年年1月和月和2月的工况月的工况表8煤粉粒度对流动性的影响1.3.2多相动力学控制下的高炉极限产量研究计算研究的结论：

粒度每增大1mm，产量大约可提高4.3%孔隙度每增加0.01，产量大约可提高6.9%粘度每减小0.1Pa.s（即1泊），产量可提高2.2%6.4%渣量每降低10kg/t，产量大约可提高2%富氧率每增加1%，产量大约提高0.7%减小熔渣的不均匀流动有利于高炉增产，效果非常明显增大炉腹焦炭粒度的措施：

增大从炉顶装入的焦炭的粒度提高焦炭的冷强度特别是热强度增大炉腹焦炭料层空隙度的措施：

增大炉腹焦炭的粒度改善炉渣的流动性控制较高的炉温减少未燃烧煤粉生成量改进布料和煤气流控制高强冶炼下的燃料比问题高强冶炼下的燃料比问题高冶炼强度并不总是意味着高燃料消耗高冶炼强度并不总是意味着高燃料消耗2009年年1月：

利用系数月：

利用系数2.872t/d.m3，燃料比，燃料比516.9kg/t2009年年2月：

利用系数3.016t/d.m3，燃料比，燃料比508.6kg/t对实际生产数据采用物对实际生产数据采用物-热联合平衡模型进行了校核热联合平衡模型进行了校核绘制了有绘制了有H2的操作线的操作线1月份的操作线如下：

月份的操作线如下：

yAE=2.1192x-1.60992月份的操作线如下：

yAE=2.1269x-1.6335由操作线计算得知，由操作线计算得知，2月份的炉身工作效率比月份的炉身工作效率比1月份升高（分别等于月份升高（分别等于92.12%和和91.14%），铁的直接还原度减小（分别等于），铁的直接还原度减小（分别等于0.4934和和0.5093）。

炉身工作效率提高和铁的直接还原度减小意味着高炉）。

炉身工作效率提高和铁的直接还原度减小意味着高炉的间接还原改善，结果使焦比下降。

的间接还原改善，结果使焦比下降。

炉况顺行，煤气流分布合理，不仅有利于提高产量，而且有助于炉况顺行，煤气流分布合理，不仅有利于提高产量，而且有助于改善间接还原。

改善间接还原。

对于一定的操作条件，有一个最适宜的冶炼强度范围对于一定的操作条件，有一个最适宜的喷煤比范围原燃料条件下降时，为了保证顺行和较高的能量利用，必须适当控制产量水平和煤比市场形势差要求控制产量时，可以适当降低对原燃料条件的要求，使用质量较差、价格较低的矿石和冶金用煤当市场形势好，公司生产要求高炉提高冶炼强度的时候，虽然总的燃料比可能升高，但可以采取改善布料和煤气流控制，提高富氧率和风温等手段，使燃料比保持在较低水平原燃料条件较差，新建高炉宜选用较小的炉容，因为炉容小，单位炉容的炉缸截面积较大，煤气和熔渣的流速较低，抗液泛能力较强，有利于强化和