加强炼铁与炼焦合作研究降低炼铁燃料成本孟庆波

《加强炼铁与炼焦合作研究降低炼铁燃料成本孟庆波》由会员分享，可在线阅读，更多相关《加强炼铁与炼焦合作研究降低炼铁燃料成本孟庆波（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、加 强 炼 铁 与 炼 焦 合 作 研 究 降 低 炼 铁 燃 料 成 本孟 庆 波中 钢 集 团 鞍 山 热 能 研 究 院 有 限 公 司 炼 焦 技 术 国 家 工 程 研 究 中 心 , 辽 宁 鞍 山摘 要 分 析 了 高 炉 冶 炼 对 焦 炭 质 量 的 要 求 , 总 结 了 改 善 焦 炭 质 量 的 主 要 技 术 措 施 , 指 出 高 炉 冶 炼 与 焦 炭 质 量 应相 互 协 调 , 提 出 了 半 焦 兰 炭 与 捣 固 焦 炭 配 合 进 行 高 炉 炼 铁 的 新 技 术 , 为 炼 焦 煤 资 源 合 理 使 用 及 降 低 炼 铁 燃 料 成本 提 供 了

2、 技 术 途 径 。关 键 词 焦 炭 质 量 半 焦 兰 炭 捣 固 焦 炭 高 炉 炼 铁前 言中 国 钢 铁 生 产 的 持 续 高 速 增 长 推 动 了 炼 焦 生 产 的 高 速 度 发 展 。 国 家 统 计 局 数 据 显 示 , 年 , 全 国 粗钢 和 生 铁 产 量 分 别 达 到 亿 吨 和 亿 吨 , 同 比 分 别 增 长 和 焦 炭 产 量 亿 吨 , 同 比 增长 , 其 中 冶 金 焦 炭 约 亿 吨 , 占 , 。 中 国 炼 焦 行 业 为 炼 铁 行 业 提 供 了 数 量 充 足 的 冶 金 焦 炭 。伴 随 钢 铁 生 产 的 持 续 高 速 增 长

3、 , 中 国 的 大 型 高 炉 建 设 速 度 加 快 , 高 炉 冶 炼 技 术 指 标 不 断 提 高 , 对 焦 炭 质量 的 要 求 也 越 来 越 高 。 这 导 致 炼 焦 配 煤 的 焦 肥 煤 比 例 不 断 提 高 , 配 煤 成 本 明 显 提 高 。 由 于 钢 铁 和 焦 化 产 能严 重 过 剩 , 钢 铁 和 焦 炭 价 格 下 滑 , 加 之 铁 矿 石 和 炼 焦 煤 价 格 高 位 徘 徊 , 导 致 钢 铁 和 焦 化 企 业 盈 利 空 间 被 大 幅度 压 缩 , 亏 损 面 迅 速 扩 大 。 因 此 , 降 低 炼 铁 原 料 成 本 是 解 决

4、问 题 的 重 要 途 径 。 炼 铁 和 炼 焦 工 作 者 应 共 同 努力 降 低 炼 铁 燃 料 成 本 。高 炉 冶 炼 对 焦 炭 质 量 的 要 求焦 炭 是 高 炉 冶 炼 的 主 要 原 燃 料 之 一 , 在 高 炉 冶 炼 过 程 中 起 发 热 剂 、 还 原 剂 、 渗 碳 剂 和 料 柱 骨 架 作 用 。 随着 高 炉 冶 炼 技 术 的 进 步 , 喷 煤 量 不 断 提 高 , 焦 炭 的 发 热 剂 、 还 原 剂 功 能 部 分 地 被 喷 吹 煤 粉 所 代 替 , 由 于 焦 比的 下 降 , 其 料 柱 的 骨 架 作 用 更 加 突 出 。 因 此

5、 , 焦 炭 应 具 有 一 定 的 冷 态 强 度 和 热 态 性 能 保 证 高 炉 冶 炼 顺 行 。世 纪 年 代 的 高 炉 解 剖 证 明 焦 炭 在 高 炉 内 的 劣 化 主 要 发 生 在 高 炉 的 炉 腰 、 炉 腹 处 , 即 温 度 为 左 右 的 软 融 带 部 位 。 在 软 融 带 , 随 着 焦 炭 溶 损 率 增 加 , 气 孔 变 大 、 孔 壁 变 薄 、 气 孔 融 并 , 导 致 焦 炭 结 构破 坏 和 强 度 急 剧 下 降 , 耐 磨 性 显 著 降 低 。 多 年 来 , 人 们 一 直 认 为 经 过 这 个 部 位 的 焦 炭 被 破 坏

6、 的 程 度 不 仅 影响 高 炉 上 部 透 气 性 和 炉 况 顺 行 , 而 且 影 响 高 炉 下 部 和 死 料 柱 的 透 液 性 及 炉 缸 工 作 状 况 。 为 了 模 拟 高 炉 内 焦炭 抵 抗 溶 损 破 坏 能 力 , 世 界 各 国 先 后 研 发 了 高 炉 用 焦 的 块 焦 或 粒 焦 反 应 性 及 反 应 后 强 度 检 测 技 术 和 标 准 , , 其 中 使 用 最 广 泛 的 是 起 源 于 日 本 新 日 铁 的 块 焦 反 应 性 及 反 应 后 强 度 试 验 。炼 铁 工 作 者 似 乎 已 习 惯 采 用 与 作 为 分 析 和 判 断

7、料 柱 透 气 液 性 和 炉 况 顺 行 的 重 要 依 据 , 炼 焦工 作 者 也 依 据 该 指 标 改 进 炼 焦 技 术 仁 , 。 但 直 至 今 日 , 并 没 有 找 到 及 与 高 炉 实 际 操 作 之 间 的 明确 对 应 关 系 。 事 实 上 , 在 追 求 低 及 高 焦 炭 的 同 时 , 对 于 耐 以 上 的 高 炉 , 世 界 各 国 不 同 家 厂 规定 的 和 范 围 相 互 之 间 有 较 大 的 差 别 。 在 国 内 , 及 相 差 很 大 的 焦 炭 见 表 实 际 上却 在 不 同 的 大 型 高 炉 上 使 用 , 并 没 有 引 起 高

8、炉 冶 炼 指 标 的 明 显 差 异 。 因 此 , 有 许 多 研 究 者 对 于 焦 炭 的和 指 标 持 不 同 观 点 , 一 些 研 究 者 对 及 的 科 学 性 表 示 怀 疑 , 一 。 等 人 对 比研 究 了 在 试 验 高 炉 冶 炼 状 态 下 和 试 验 条 件 下 焦 炭 的 反 应 性 。 试 验 高 炉 中 焦 炭 的 强 度 与 反 应 性 试验 焦 炭 的 强 度 没 有 对 应 关 系 , 且 试 验 高 炉 中 焦 炭 强 度 明 显 高 于 反 应 性 试 验 的 强 度 。 试 验 高 炉 中 焦 炭 的 反 应主 要 发 生 在 焦 炭 表 明

9、, 而 反 应 性 试 验 的 焦 炭 反 应 却 可 以 深 入 焦 炭 内 部 。 说 明 二 者 反 应 的 控 速 环 节 不 同 , 反应 性 试 验 是 化 学 反 应 动 力 学 控 制 , 高 炉 中 焦 炭 反 应 是 扩 散 控 制 。作 者 认 为 , 高 炉 中 焦 炭 从 炉 顶 到 底 部 风 口 经 历 了 温 度 逐 渐 升 高 和 上 升 气 体 的 碳 溶 损 失 反 应 及 碱 金 属 、炉 渣 等 的 侵 蚀 , 与 焦 炭 反 应 性 的 测 定 条 件 差 距 巨 大 。 焦 炭 在 高 炉 中 的 碳 溶 损 失 不 仅 受 焦 炭 质 量 的 影

10、 响 , 更受 高 炉 冶 炼 条 件 一 热 平 衡 、 间 接 还 原 与 直 接 还 原 比 值 等 因 素 的 共 同 影 响 , 碳 溶 损 失 一 般 在 一 之 间 。采 用 固 定 反 应 失 重 的 方 法 测 定 焦 炭 反 应 后 强 度 会 明 显 影 响 对 焦 炭 质 量 的 评 价 , 见 表 。 这 种 大型 高 炉 以 上 用 焦 的 指 标 差 距 明 显 , 但 失 重 时 的 、 。 。 差 距 明 显 变 小 , 且 该 种 焦 炭均 能 在 一 的 高 炉 正 常 使 用 。表 】 不 同 条 件 下 测 定 大 型 高 炉 以 上 用 焦 的 反

11、应 性 及 反 应 后 强 度 结 果 对 比焦 炭 样一 。, 一 。 一】一 一焦 炭 冷 态 机 械 强 度 是 焦 炭 质 量 的 重 要 指 标 , 也 是 焦 炭 热 强 度 的 基 础 。 焦 炭 的 反 应 后 强 度 与 反 应 性一 般 具 有 反 比 关 系 , 反 应 后 强 度 越 高 的 焦 炭 , 其 反 应 性 越 低 。 为 得 到 这 种 “ 高 质 量 的 焦 炭 ” , 在炼 焦 工 艺 条 件 固 定 情 况 下 , 一 般 只 能 通 过 增 加 优 质 焦 煤 配 人 量 来 实 现 。 追 求 过 高 的 冷 、 热 态 强 度 指 标 会 造成

12、 稀 缺 的 优 质 炼 焦 煤 资 源 的 过 多 消 耗 和 配 煤 成 本 升 高 。高 炉 内 焦 炭 溶 损 反 应 一 是 发 生 在 风 口 , 将 焦 炭 完 全 燃 烧 产 生 的 转 化 为 二 是 发 生 在 高 炉 下 部的 高 温 区 , 将 铁 氧 化 物 间 接 还 原 二 产 生 的 转 化 为 , 为 间 接 还 原 提 供 还 原 剂, 最 终 实 现 铁 氧 化 物 的 直 接 还 原 十 。 因 此 , 高 炉 内 焦 炭 溶 损 反 应 起 到 提 供 还 原 剂 、冷 却 从 燃 烧 带 上 升 煤 气 的 作 用 , 从 而 影 响 高 炉 还 原

13、 和 热 交 换 过 程 。 焦 炭 溶 损 反 应 开 始 温 度 的 高 低 影 响直 接 还 原 区 和 高 温 区 位 置 的 高 低 , 溶 损 反 应 速 率 影 响 直 接 还 原 速 率 和 高 温 区 的 热 交 换 速 率 。 这 说 明 一 、 高炉 内 焦 炭 溶 损 反 应 是 提 供 还 原 剂 的 必 要 化 学 反 应 , 同 时 也 使 焦 炭 发 生 劣 化 而 影 响 了 其 料 柱 骨 架 作 用 , 采 取由 辅 助 燃 料 提 供 部 分 还 原 剂 的 技 术 措 施 是 缓 解 这 一 矛 盾 保 障 高 炉 顺 行 的 有 效 手 段 二 、

14、高 炉 焦 炭 热 性 质 的稳 定 远 比 单 纯 改 善 几 个 单 位 数 值 对 高 炉 顺 行 更 加 重 要 。改 善 焦 炭 质 量 的 技 术 措 施改 善 焦 炭 质 量 的 措 施 主 要 有 炼 焦 煤 资 源 合 理 使 用 及 生 产 管 理 与 操 作 优 化 、 工 艺 技 术 与 装 备 改 善 、 炼 焦新 工 艺 技 术 应 用 等 。炼 焦 煤 资 源 合 理 使 用 及 生 产 管 理 与 操 作 优 化在 炼 焦 工 艺 技 术 与 装 备 定 型 后 , 影 响 焦 炭 质 量 的 主 要 因 素 是 炼 焦 煤 质 量 及 配 煤 技 术 与 生

15、产 管 理 技 术 。该 技 术 措 施 是 改 善 焦 炭 质 量 的 日 常 方 法 。精 细 优 化 配 煤 技 术 。 以 炼 焦 机 理 和 配 煤 原 理 为 基 础 , 应 用 以 煤 岩 配 煤 技 术 为 代 表 的 精 细 优 化 配 煤技 术 , 对 进 场 炼 焦 煤 进 行 应 用 分 类 及 合 理 堆 放 、 优 化 煤 场 管 理 、 通 过 对 焦 炭 质 量 指 标 数 值 化 预 测 及 配 煤 炼 焦试 验 保 障 焦 炭 质 量 的 稳 定 , 生 产 满 足 高 炉 冶 炼 要 求 的 冶 金 焦 。 精 细 优 化 配 煤 技 术 的 研 发 及

16、应 用 , 不 同 规 格 、形 式 的 试 验 焦 炉 的 开 发 及 应 用 都 促 进 了 配 煤 技 术 向 精 细 化 、 优 化 方 向 发 展 , 使 中 国 焦 化 行 业 配 煤 技 术 水 平上 了 一 个 新 台 阶 。加 强 生 产 管 理 和 操 作 。 采 用 自 动 化 配 煤 系 统 保 障 配 煤 比 的 准 确 , 加 强 粉 碎 系 统 及 捣 固 系 统 的 维护 和 操 作 保 障 装 炉 煤 的 粒 度 组 成 、 堆 密 度 及 水 分 稳 定 、 达 标 加 强 焦 炉 热 工 管 理 和 炼 焦 时 间 管 理 , 确 保 焦 炭成 熟 和 质 量 稳 定 加 强 熄 焦 及 筛 焦 管 理 , 为 高 炉 提 供 粒 度 合 适 、 均 匀 的 高 质 量 冶 金 焦 。炼 焦 工 艺 技 术 与 装 备 改 善在 新 建 焦 化 厂 或 焦 化 厂 技 术 改 造 时 , 一 次 性 采 用 新 的 技 术 与 装 备 , 是 长 期 改 善 焦 炭 质 量 的 技