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高炉炼铁几个问题的解析(二)

时间:2017-01-24 16:53来源:北京科技大学冶金与生态工程学院钢冶系 作者:王筱留 祁成林 点击:
  • 从图中看出低MgO/Al2O3渣处于稳定性的边缘,炉况和碱度波动会造成炉况失常。因此选择这样的MgO/Al2O3需要有很优的冶炼条件,特别是精料要到位,尤其是成分波动、粒度组成等,要有高的冶炼要求水平,精心作业,稍有不慎就会出现问题。而过高的MgO/Al2O3也会潜入不稳定的区域,也是不可取的,但是MgO含量达到12%时,造成的波动影响远比MgO含量低于4%要小得多,再从脱硫和排碱角度来看,通过研究MgO对脱S的影响如下:

    1 MgOLs的影响

    MgO/%

    0

    5

    10

    15

    20

    LS

    14

    23

    84

    110

    55

    2.操作上的中心加焦

    中心加焦是无钟炉顶布料技术中的一项内容,现广泛应用于国内外无钟炉顶的高炉生产。据不完全统计,世界上有90%~95%高炉应用中心加焦。在中心加焦技术上存在两种观点:一是加焦是控制高炉顺行的重要手段,另一是中心加焦使高炉中心部无矿或矿很少,不利于煤气利用,使炉顶ηCO低,是中国高炉目前燃料比偏高的原因之一。两种观点各有生产高炉的业绩作为依据。对于各生产厂和高炉操作者应该如何应用这项中心加焦技术,需要从高炉生产煤气流分布和高炉料柱的透气性、透液性的规律来观察分析。

    首先应明确的,中心加焦并不是单纯从炉顶炉料分布考虑的,而是从全炉煤气流分布和料柱的阻力考虑的。全面地分析中心加焦作用有五个方面:

    1)减少中心带的矿焦比,以稳定和加强中心气流;

    2)降低中心带焦炭的溶损以阻止焦炭表面的剥落和溶蚀,中心矿少,气流中CO2少,焦炭的熔损气化反应进行少,且缓慢,使大粒焦保持良好的粒度和性能,置换死料柱的焦炭;

    3)促使倒V型软熔带的形成;

    4)以大块焦炭置换死料柱内的焦炭;

    5)改善炉缸内焦柱的透气性和透液性,活跃炉缸。

    现在有部分厂家高炉工作者和专家认为中心加焦造成中心部分无矿形成上下贯通的无矿焦柱,使煤气流部分通过这个焦柱未遇矿石而没有充分发挥煤气还原和热交换作用,中心气流温度过高,CO数量过多而造成煤气的化学能和热能没有充分利用,结果炉顶温度偏高,ηCO偏低,而造成燃料比偏高。因此他们认为中心加焦是没有必要的,若过分夸大中心加焦作用,只会造成燃料比升高,他们在国内大力推广取消中心加焦技术。然而,他们是以个例来概括全部高炉生产,不可避免的会得出与大部分高炉实际生产条件不相适应的片面结论。首先用模型显示中心加焦高炉上中心无矿,形成贯通的无焦料柱是不全面的。中心加焦只是降低中心矿焦比,通过无钟炉顶“平台加浅漏斗”的布料不可能中心无矿,特别是使用球团矿比例较多的高炉。利用中心加焦只是寻找对中心来说合适的矿焦比以稳定和加强中心气流。第二,中心加焦很重要的作用是大块强度好的焦炭加在中心是改善目前存在的大量W型甚至V型软熔带的状况。W型和V型软熔带是煤气流利用差的软熔带,是造成炉况顺行欠佳,煤气利用率差的原因。第三,大块焦炭加在中心部位保证死料柱的透气性透液性是高炉顺行,特别是活跃炉缸的保证。问题是中心加焦是加什么样的焦和加多少焦,这要根据具体高炉的冶炼条件来选择,至今并无现成的方法可以照搬。当然应该在中心部位加粒度大的强度好的焦炭,使他们到达炉缸仍能有足够的块度和良好的空隙度,至于加的数量,从世界范围内看少的5%,多的20%-25%。有不少高炉利用中心加焦操作取得很好的业绩,例如德国蒂森公司,韩国浦项公司的高炉。中心加焦后的燃料比都低于我国大型高炉。在这里要说清楚的,我们并不是要所有的高炉都采用中心加焦,不希望产生不用中心加焦就得不到炉况顺行的错觉。如果焦炭质量很好,平均粒度>50mm,采用合适的平台加较深漏斗布料,强度好而且颗粒大的滚到中心,达到有稳定和较合适的中心气流,即保证倒V型软熔带,又能使炉缸活跃,就不必中心加焦,这也是世界上并不是所有高炉都采用中心加焦的原因。

    3.适宜煤粉喷吹量及限制煤粉燃烧因素

    炼铁工作者曾经设定的目标是:燃料比<500kg/t,其中焦比<250kg/t,煤比>250kg/t。通过半个世纪的实践,国内外曾有两座高炉曾实现最高煤比为月平均266263kg/t,但均都仅仅一个月,未能坚持下来,至今稳定地喷吹煤粉量高的200kg/t左右,一般维持在130160kg/t,至今没有一座高炉能长期喷吹煤粉220kg/t以上,而且在燃料比低于500kg/t以下时,喷吹煤粉一般在200kg/t以下。这要求我们来认真地分析探讨。

    2 国外高炉炼铁低燃料比下合适喷煤量的例子(常年平均)

    高炉

    炉容,m3

    焦比+焦丁,kg/t

    煤比,kg/t

    燃料比,kg/t

    喷煤率/%

    德国迪林根4

    2065

    342+6

    114

    462

    24.65

    德国迪林根5

    3067

    335

    125

    460

    27.07

    德国施韦尔根1

    4419

    275+40

    161

    476

    33.76

    德国施韦尔根2

    5513

    314+36

    128

    478

    26.84

    法国敦刻尔克4

    4497

    334

    150

    484

    30.99

    法国艾莫依登

    4450

    341

    157

    498

    31.53

    比利时希德玛

     

    280

    210

    480

    43.75

    日本神户3

     

    313

    188

    501

    37.52

    英国斯肯索普

    1791

    280

    205

    506

    40.51

    (责任编辑:zgltw)
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