贫煤、贫瘦煤用作高炉喷吹煤的可行性研究.pdf
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1、 功率确定的借鉴。 参考文献: 黄日恒 悬臂式掘进机 徐州:中国矿业大学出版 社, 王韶蓓 掘进机星轮装载机构参数的试验研究 煤炭 科学技术, ( ) 丛培建 用于大型掘进机及连续采煤机的新型装载机构 煤矿机械, ( ) 作者简介:张国栋( ) ,男,辽宁义县人,高级工程 师,在煤炭科学研究总院太原分院掘进机研究所从事掘进机及元部 件设计与研究工作。 : , : 收稿日期: ;责任编辑:王宗禹 贫煤、贫瘦煤用作高炉喷吹煤的可行性研究 张俊燕,金龙哲,王丽颖,金岩辉 (北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 ) 摘 要:介绍了我国高炉喷吹煤的发展现状,根据对高炉喷吹煤粉煤炭质
2、量的要求,分析了几种贫 煤、贫瘦煤的煤质特性,测定了煤粉的返回火焰长度,并结合钢铁企业实际应用贫煤、贫瘦煤的高 炉运行情况及经济效益分析,得出 种贫煤、贫瘦煤具备生产高炉喷吹煤的条件和优势。 关键词:高炉喷吹;贫瘦煤;煤质特性;返回火焰长度 中图分类号: 文献标志码: 文章编号: ( ) , , , ( , , , ) 高炉喷吹辅助燃料是现代高炉炼铁生产广泛采 用的新技术,同时它还是现代高炉炉况调节所不可 缺少的重要手段之一。高炉喷吹燃料意义在于降低 焦比,降低生铁成本,改善高炉冶炼过程,并为应 用高风温和富氧鼓风创造条件,从而进一步改善高 炉各项技术经济指标。我国煤炭资源丰富,分布广 泛,按
3、煤化程度不同,从褐煤到无烟煤分为 个 大类和 个小类,其中可供高炉喷吹用的煤选择 余地很大,可以因地制宜、就近取煤、合理利用煤 炭资源,这对进一步扩大喷煤量、提高高炉置换比 和改善高炉冶炼过程具有重要意义 。 我国高炉喷吹主要用的无烟煤资源有限,价格 过高,无烟煤不能满足高炉喷煤技术及现实发展的 需要。烟煤与无烟煤相比具有着火温度低、燃烧性 好等优点,但是烟煤爆炸危险性大,安全设施投入 大。贫煤、贫瘦煤具有基本无结焦核,挥发分比无 烟煤略高,燃烧性和反应性比无烟煤好等特点,贫 煤、贫瘦煤被越来越多的机构重视开发成为高炉喷 吹煤 。本文以山西潞安矿区漳村、王庄及五阳 煤矿的贫瘦煤、常村煤矿的贫煤
4、为例进行煤质特性 分析,并结合钢铁企业喷吹贫瘦煤的高炉运行指标 和成本分析,得出贫瘦煤作为高炉喷吹煤种,从技 术性能和经济效益方面是可行的。 !“ 高炉喷吹用煤的性能要求 高炉喷吹用煤应能满足高炉冶炼工艺要求和对 提高喷吹量和置换比有利,以便替代更多的焦炭。 其主要性能要求如下 : ( )煤的干基灰分越低越好,应与使用的焦 炭灰分相同,一般要求干基灰分小于 。 ( )干基全硫含量越低越好,煤的含硫质量 分数应与使用的焦炭含硫质量分数相同,一般要求 干基全硫质量分数小于 。 ( )胶质层越薄越好(小于 ) ,以免在 第 卷第 期 煤 炭 科 学 技 术 年 月 喷吹过程中结焦,堵塞喷枪和风口,影
5、响喷吹和高 炉正常生产。 ( )煤的可磨性要好,高炉喷吹用煤需要将 煤磨到一定细度,例如小于 ! 的煤粉占到 ,可磨性好,则制粉消耗的电能就少, 可降低喷吹费用。 ( )煤的燃烧性能要好,即着火温度低,反 应性强,可以使喷入高炉的煤粉能在有限空间和时 间内尽可能多地气化,少量未气化的煤粉也因反应 性好而与高炉煤气中的 和 反应而气化, 不给高炉冶炼带来负担。另外,燃烧性能好的煤也 可以磨得粗一些,即粒径小于 ! 的煤粉所占 比例少一些,这可降低磨煤能耗和费用。 ( )煤的发热值越高越好,喷入高炉的煤粉 是以其放出的热量和形成的 和 来替代焦炭 在高炉内提供热源和还原剂。因此,煤的发热值越 高,
6、在高炉内放出的热量越多,替代的焦炭量也就 越多。 !“ 高炉喷吹用煤的煤质分析 !# $“ 高炉喷吹无烟煤品种 无烟煤具有固定碳高、热值高、置换比高、安 全性好的优点。从安全上考虑,我国高炉喷吹煤种 在很长时期内一直坚持以喷吹无烟煤为主。 我国主要的高炉喷吹无烟煤品种及煤质特性分 析结果见表 。 表 $“ 我国主要的高炉喷吹无烟煤品种及煤质特性 产品名称 粒度 ! 工业分析 ( , ) , 哈氏可磨 性指数 阳泉 号喷吹煤 阳泉 号喷吹煤 阳泉 号喷吹煤 晋城 号洗末煤 晋城 号洗末煤 晋城末煤 晋城末煤 邯郸混末煤 邯郸洗末煤 注: 为干基灰分; 为全水分; 为干燥无灰基挥发分; , 为低位
7、收到基发热量; ( , )为干基全硫质量分数。 无烟煤具有着火温度高、燃烧性差、燃烧率低 等缺点,且我国无烟煤储量少,造成无烟煤供不应 求,价格持续升高。全喷无烟煤面临着煤源缺乏、 可选择性差以及燃烧率低、炉内未燃煤粉难消化的 难题。现今我国喷吹无烟煤的高炉喷煤量少,效益 不高,影响了无烟煤作为高炉喷吹用煤。 !# !“ 高炉喷吹烟煤品种 烟煤与无烟煤相比具有着火温度低、燃烧性好 等优点。 年鞍钢进行了大量基础研究,并对 喷煤工艺进行了全面的技术改造,解决了喷吹高挥 发性烟煤的安全问题, 年宝钢引进日本喷吹 烟煤技术,从此喷吹烟煤的钢铁企业逐渐增加。 我国主要的高炉喷吹用烟煤品种及其煤质特性
8、见表 。 表 !“ 我国主要的高炉喷吹烟煤品种及煤质特性 产品名称 粒度 ! 工业分析 ( , ) , 哈氏可磨 性指数 大同大友 大同大友 大同洗末煤 大同大末 神府喷吹烟煤 第 卷第 期 煤 炭 科 学 技 术 年 月 高挥发性烟煤爆炸危险性大,安全设施投入 大,而且在喷枪头及风口管壁上易粘附结渣。高挥 发性烟煤的挥发分、燃烧率都比无烟煤高,吸热量 和要求的热补偿量都比无烟煤多。国外高炉风温水 平高,并且都有一定程度的富氧,高炉提供热补偿 的能力强,因此有条件喷吹高挥发分烟煤。我国高 炉的原燃料质量和提供热补偿能力这两方面都不如 国外,没有条件完全喷吹高挥发分烟煤。 !“ #$ 贫瘦煤煤质
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