高爐噴煤經(jīng)濟(jì)效益分析

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1、高爐噴煤經(jīng)濟(jì)效益分析高爐噴煤的目的在于最大幅度地節(jié)約焦炭，同時(shí)改善高爐煉鐵技術(shù)指標(biāo)，從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。人們對(duì)于高爐噴煤，用煤代替置換焦炭的還原劑，發(fā)熱劑的作用，以減少價(jià)格昴貴的焦炭的消耗，已普遍認(rèn)同。而對(duì)高爐噴煤可以改善高爐煉鐵的技術(shù)指標(biāo)的認(rèn)識(shí)并非十分深刻。為此在分析、計(jì)算高爐噴煤經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，有必要先論述一下高爐噴煤對(duì)高爐煉鐵的影響及其機(jī)理。一、爐缸燃燒反應(yīng)在高爐冶煉過程中所起的作用1.焦炭和煤粉噴吹物，在風(fēng)口前燃燒，放出熱量是高爐冶煉過程中的主要熱量來源。高爐冶煉所需熱量有：爐料予熱、煤粉噴吹物的予熱和氣化燃燒、水分蒸發(fā)和分解、炭酸鹽的分解、直接還原吸熱、

2、渣鐵熔化過熱、煤氣帶走熱量等，大部分是由風(fēng)口前焦炭及含H2，C噴吹物（煤粉）燃燒所提供的。2.爐缸燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生還原氣體CO和H2，為爐身中上部固體爐料的間接還原提供還原劑。并與其它燃燒產(chǎn)物一起，在上升過程中將熱量帶到上部起傳熱介質(zhì)的作用。3.由于爐缸燃燒反應(yīng)過程中，固體焦炭燃燒不斷的變成氣體而上升，為爐料的下降提供了自由空間，保證爐料的不斷下降。4.風(fēng)口前燃料的燃燒狀態(tài)，影響煤氣流的初始分布，從而影響整個(gè)爐缸的氣流分布和高爐順行。5.爐缸燃燒反應(yīng)決定爐缸溫度水平和分布，從而影響造渣，脫硫和生鐵的最終形成過程及爐缸工作的均勻性。也就是說爐缸燃燒反應(yīng)，影響生鐵

3、的質(zhì)量。所以爐缸燃燒反應(yīng)在高爐冶煉過程中，起著極為重要的作用。二、爐缸燃燒反應(yīng)特點(diǎn)及爐缸煤氣成分對(duì)高爐冶煉過程的影響。高爐爐缸燃燒反應(yīng)與其它的燃燒反應(yīng)不同，它是在充滿焦炭，沒有過剩氧的條件下進(jìn)行的，燃燒的最終產(chǎn)物是CO、H2、N2等。從爐缸燃燒反應(yīng)特點(diǎn)，可知爐缸煤氣成分主要是由還原氣體CO、H2和不參加還原的惰性氣體N2所組成，煤氣中的還原氣體CO、H2濃度增加，可提高煤氣的還原能力，增加間接還原，減少直接還原。特別是煤氣中H2濃度增加，不僅提高煤氣的還原氣體濃度，而且由于H2的粘度低其擴(kuò)散系數(shù)是CO的3~5倍，所以大大提高了煤氣的滲透力。另外H2的反應(yīng)速度

4、也高于CO的反應(yīng)速度。爐缸煤氣中含CO、H2的濃度增加，有利于還原反應(yīng)的進(jìn)行，改善高爐的凍煉技術(shù)指標(biāo)。三、噴煤對(duì)高爐煉鐵技術(shù)指標(biāo)的影響高爐噴煤后的爐況與全焦冶煉的爐況相比有以下幾方面不同：焦比降低、回旋區(qū)范圍擴(kuò)大、煤氣量增加、中心氣流發(fā)展，直接還原度降低，爐頂煤氣溫度升高，由于熱補(bǔ)償?shù)男枰?，熱風(fēng)溫度提高。1.噴煤爐缸工作狀態(tài)全焦及噴煤時(shí)，回旋區(qū)燃燒后的各項(xiàng)理化參數(shù)列于表1（按風(fēng)溫1000℃，濕分2%，全焦冶煉焦比598kg/t鐵，噴煤時(shí)的噴吹量按經(jīng)驗(yàn)置換比折換成焦炭量后，使焦比仍保持598kg/t鐵）。表1項(xiàng)目燃料比kg/t鐵焦炭kg/t鐵煤粉kg/t鐵爐缸

5、煤氣每噸鐵煤氣量m3每立方米鼓風(fēng)煤氣量m3每公斤燃料煤氣量m3總熱量G/t鐵理論燃燒溫度℃COH2N2m3%m3%m3%全焦冶煉598598663.9735.2130.771.631191.0363.161885.771.22583.63026.6312312噴吹煤粉623523100683.3134.5578.343.961216.1261.491973.771.26014.48116.2822108以全焦冶煉為基礎(chǔ),噴煤100kg/t鐵時(shí)回旋區(qū)燃燒反應(yīng)后各項(xiàng)理化參數(shù)的增減變化列于表2噴吹量kg/t鐵爐缸煤氣含H2%爐缸煤氣含CO+H2%CO+H2+N2C

6、O+H2爐缸變化噸鐵爐缸煤氣參變化噸鐵總熱功當(dāng)量變化理論燃燒溫度變化全焦11.6316.841.01.01.01.0噴煤1003.9638.511.0961.0470.9470.912從表1、2可見1）每噴100kg/t鐵煤粉，爐缸煤氣量較全焦冶煉增加4.7%；爐缸總熱量減少5.3%；理論燃燒溫度降低204℃2）噴煤，爐缸煤氣中H2和CO+H2成分量顯著增加，H2粘度低，熱導(dǎo)率較其它氣體高7~10倍，從而提高了煤氣向爐缸中心滲透能力，中心溫度升高，煤氣流向中心發(fā)展，爐缸煤氣分布和爐缸熱量分布均勻。3）煤氣含H2增多，加速礦石還原過程，約2/3以上的H2代替C

7、參加直接還原，每公斤H2代替C參加直接還原反應(yīng)時(shí)可節(jié)省熱量65.544MJ，且直接還原度明顯降低。因此，噴煤時(shí)，雖然爐缸總熱量收入減少，但由于爐料加熱和還原過程改善減少了爐料進(jìn)入爐缸后的熱耗，所以爐缸熱量仍然充沛，爐缸工作狀態(tài)良好。總之高爐噴煤大幅度降低焦比，同時(shí)改善高爐的技術(shù)指標(biāo)，而產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)中心任世臣2007,11,20