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大高爐噴煤量影響因素及改進措施

文檔作者：張傳偉謝能剛文檔來源： 1．安徽工業(yè)大學(xué) 2．江蘇大垣集團有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月28日
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第38卷第5期
2010年lO月
現(xiàn)代冶金
M odern M etallurgy
v01．38 No．5
0ct．2010
大高爐噴煤量影響因素及改進措施
張傳偉 ，謝能剛
(1．安徽工業(yè)大學(xué)，安徽馬鞍山243002；2．江蘇大垣集團有限公司，江蘇南京2l1112)
摘要：闡述了影響大高爐噴煤量的幾個重要因素，介紹了就如何提高高爐噴煤量，大高爐要實現(xiàn)大噴煤量，均噴、勻
噴和自動噴吹是密切相關(guān)的三個重要因素。
關(guān)鍵詞：高爐噴煤；噴煤量；均噴；勻噴；自動噴吹
中圖分類號：TF538．6
引 言
目前國內(nèi)多數(shù)大高爐噸鐵噴煤量都不高，一般
在120～150 kg／t鐵，而國內(nèi)外先進的大高爐噴煤系
統(tǒng)噴煤量已超過200 kg／t鐵。
高爐噴煤是實現(xiàn)高爐煉鐵連續(xù)、高效、優(yōu)質(zhì)、低
耗的必要技術(shù)手段，是煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的戰(zhàn)略措
施。高爐噴煤也是繼精料之后第二個能夠大幅度降
低焦比和燃料比的有效措施，它用廉價煤代替昂貴
的焦碳使煉鐵生產(chǎn)成本下降。噸鐵噴煤量越大、置換
比越高，生產(chǎn)成本下降越多。
1 影響大高爐噴煤量的主要因素
大高爐噴煤量不僅受到高爐系統(tǒng)中爐料的配
置、熱風(fēng)的溫度及濕度、鼓風(fēng)的富氧率和噴吹煤種等
因素的限制，在很大程度上還取決于大高爐噴煤系
統(tǒng)中噴吹工藝和設(shè)備配置。
2 提高大高爐噴煤量的工藝措施
提高大高爐噴煤量的工藝措施主要包括均噴、
勻噴和自動噴吹等3個密切相關(guān)的因素。
2．1 均噴
均噴是高爐噴煤連續(xù)性的決定因素，國內(nèi)多數(shù)
高爐噴煤脈沖現(xiàn)象比較嚴(yán)重。若要提高噴煤量，需要
徹底消除脈沖現(xiàn)象，使高爐噴煤實現(xiàn)穩(wěn)定連續(xù)噴吹。
消除脈沖現(xiàn)象可采取以下措施：
2．1．1 配置合理的煤粉流化裝置
流化裝置是保證煤粉在輸入管道前具有良好流
化狀態(tài)的重要部件。對流化裝置的要求：① 必須具有
均勻分布?xì)怏w的作用，以保證在流化器附近創(chuàng)造一
個良好的氣一固接觸條件，使煤粉流動起來，消除溝
流和死區(qū)；② 具有一定壽命，在操作過程中不被堵塞
和磨損；③ 流化氣體可調(diào)范圍大，能適應(yīng)輸送不同
煤粉量的要求。
保證噴吹罐出口流量連續(xù)穩(wěn)定的措施有：
(1)在噴吹罐底部采用流化措施，用流化床取代
傳統(tǒng)的煤粉混合器；在出料口底部采用二次沸騰裝
置使輸出煤粉得到了充分流化。噴吹罐結(jié)構(gòu)如圖1
所示。
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圖1 噴吹罐結(jié)構(gòu)圖
(2)噴吹罐充壓系統(tǒng)采用下充壓形式，這樣既可
以給噴吹罐充壓，同時又起到流化煤粉的作用，避免
收稿日期：2010一Ol一12
作者簡介：張傳偉(198O一)，男，工程師。電話：13951689675
第5期 張傳偉，等：大高爐噴煤量影響因素及改進措施 25
了上充壓形式時將噴吹罐底部煤粉壓實的現(xiàn)象，使噴
吹罐底部煤粉充分流態(tài)化，保證煤粉均勻連續(xù)流出。
2．1．2 保持罐壓穩(wěn)定，采用恒壓噴吹
高壓噴吹罐的生產(chǎn)工藝中，噴吹罐的罐壓是決
定噴吹量的主要因素。在采用N 給噴吹罐充壓，壓
縮空氣輸送的直接噴吹工藝中，通常采用改變罐壓
來調(diào)節(jié)噴煤量。在大高爐噴吹工藝中，為了實現(xiàn)穩(wěn)定
連續(xù)的噴吹，應(yīng)采用恒定罐壓，調(diào)節(jié)出口壓力的辦法
來調(diào)節(jié)噴煤量，使得煤粉流更加均勻穩(wěn)定。
2．1．3 采用自動穩(wěn)壓系統(tǒng)
為了保證罐壓穩(wěn)定，充壓系統(tǒng)配置氣動薄膜調(diào)
節(jié)閥和自動放散閥等裝置，并將2個氣體流量調(diào)節(jié)
閥與罐壓連鎖控制，保證罐壓在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定操
作，減小罐壓對煤粉流的影響。
2．2 勻噴
勻噴是影響高爐爐缸圓周工作均勻性的重要因
素。各支管噴煤量的不均勻性是影響噴吹量提高的
重要原因之一，這是因為最高噴煤量的支管限制了
總噴煤量的提高。目前生產(chǎn)中采取的方法主要有：
2．2．1 采用分配均勻的機械導(dǎo)流式分配器
分配器結(jié)構(gòu)形式較多，代表性的有導(dǎo)流板式分
配器、空腔式分配器、盤式分配器和錐體分配器等。
煤粉在爐前的均勻分配及暢順輸送是噴吹系統(tǒng)
的重要環(huán)節(jié)之一，分配器直接影響到煤粉的分配精
度。由于煤粉在機械導(dǎo)流式分配器前后的速度變化
不大，產(chǎn)生的壓降小，且沒有渦流存在，分配均勻，自
1983年問世以來，運用已有2O多年。該產(chǎn)品近年來
已得到了不斷改進，特別是將組合式導(dǎo)流板改成經(jīng)
機床精加工的整體式導(dǎo)流錐體，使煤粉均勻分配入
連接各噴吹支管的等截面孔道，徹底解決了分配過
程中渦流的產(chǎn)生，保證了分配精度。分配精度可以達
到±3 以內(nèi)。所謂等截面就是在分配器任一橫截面
上每個噴吹通道的面積相等，同時同一通道進出口
面積也相等，保證煤氣混合物經(jīng)過分配器時，各支管
具有相同分配概率，以實現(xiàn)分配的均勻性、穩(wěn)定性。
2．2．2 分配器位置設(shè)置
分配器位置設(shè)置是噴吹系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要
問題。由于煤粉流是從分配器底部進入，管道在彎曲
上升過程中使煤粉在管道中的分布發(fā)生了很大變
化。管內(nèi)濃度存在中心偏高、中心偏低、同心圓分布
等現(xiàn)象。為使氣體在管內(nèi)達到層流狀態(tài)，須使垂直主
管的高度應(yīng)大于加速度段長度的3O倍。
2．2．3 分配器后噴吹支管的設(shè)計
高爐各風(fēng)口之間噴煤的均勻性不僅由分配器決
定，還由分配器后面的支管阻損均勻性決定。獲得最
佳支管阻損均勻性主要有以下3種方法：
(1)在分配器后每根噴吹支管上安裝一個煤粉
流量計(雙速流量計，一個測煤粉速度，一個測煤粉
濃度)和一個補氣器。每根支管都有相同的噴煤量設(shè)
定值，各自根據(jù)測得的煤粉實時流量自動調(diào)節(jié)補氣
量。采用這種方法可以控制到1 的精度，但是一次
投資高，目前國內(nèi)大高爐還沒有應(yīng)用先例。
(2)在每根噴吹支管上安裝一個縮徑噴嘴(稱為
拉瓦爾噴嘴，聲速噴嘴)，噴嘴孔徑越小，精度越高。
帶來的問題是增加了管路阻損，罐壓要提高0．1～
0．3 MPa，煤粉中帶有雜物時，還會引起支管的堵
塞。武鋼公司曾經(jīng)用過 9 mm 縮徑噴嘴，但因經(jīng)常
堵塞而拆除。
(3)設(shè)計、安裝噴吹支管時，控制支管的長度，使
它們的當(dāng)量長度相等，采用等長、等徑的辦法，使噴
吹支管阻損基本相同。并把分配器布置到爐頂大平
臺的一側(cè)，支管從上而下安裝，盡量使支管具有相同
的高度。這種方法較簡易，且具有較高的分配精度。
如寶鋼1，2號高爐煤粉分配精器。
2．3 自動噴吹
將高爐需要的噴煤量輸入計算機，計算機根據(jù)
數(shù)據(jù)庫確定噴吹罐的壓力等級，并在該壓力等級范
圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)煤粉流量調(diào)節(jié)閥的開度來對噴煤量
進行微調(diào)，即噴吹罐中的壓力保持在一個恒定水平，
壓力與煤粉流量調(diào)節(jié)閥的開度相匹配，如果調(diào)節(jié)閥
開到設(shè)定值以上，噴吹罐的壓力自動上升，如果調(diào)節(jié)
閥關(guān)至某一數(shù)值，噴吹罐壓力將自動降低，以保證煤
粉流量控制在一個最佳水平。
3 結(jié)束語
采取合理的技術(shù)措施能夠在不改變高爐本身操
作技術(shù)指標(biāo)的條件下，提高噸鐵噴煤量，進而降低焦
比和燃料比。

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