【正文】 Fe2O3=TFe 160/112= 160/112 = ∑ =++++= nCaO′ =+= ∑ =100 石灰石： 由 Mn 計(jì)算 MnO MnO=Mn 71/55= 71/55= 由 Fe 計(jì)算 FeS2 FeS2=S 120/56= 120/56= 由 CaO 計(jì)算 CO2 CO2=() 44= ∑ =++++++=100 原料條件：天津地區(qū)原料成分表 （ 1） 原料成分：采用燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、海南礦冶煉。大高爐噴吹神府煙煤后，煤比近兩年上升較快，至 1998 年底， 全廠煤比已近 200kg/t。先后噴吹過(guò)陽(yáng)泉無(wú)煙煤，晉城無(wú)煙煤、新龍莊煙煤和內(nèi)蒙神府煙煤。試驗(yàn)中設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，各項(xiàng)操作參數(shù)均達(dá)到了規(guī)定指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，為我國(guó)大型高爐噴吹煙煤鋪平了道路。從 1989 年 9 月，開始對(duì)原煤貯運(yùn)、制粉、輸送和噴吹工藝與設(shè)備進(jìn)行全面技術(shù)改造，在 1000 m3 高爐上進(jìn)行高揮發(fā)份 (30 %左右 ) 煙煤噴吹試驗(yàn)。 四川達(dá)縣青花鋼鐵廠 100 m3 高爐，從 1984 年底開始噴吹可燃基揮發(fā)份15~18 %的煙煤，噴煤量 66 kg/t，制粉系統(tǒng)采用熱風(fēng)爐廢氣作惰性保護(hù)，噴吹系統(tǒng)采用“格孔 — 迷宮”式防爆裝置，在沒有氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，也保證了高爐安全噴吹煙煤。 1978 年，馬鋼對(duì)原噴吹無(wú)煙煤設(shè)備進(jìn)行改造，開始噴吹可燃基揮發(fā)份 %的煙煤，噴煤量 kg/t，置換比 。常壓噴吹罐采用多孔板流化裝置，不用惰性氣體保護(hù)，達(dá)到了安全噴吹的效果。 蘇鋼從 1978 年 底開始在 84m3 高爐上進(jìn)行噴吹淮北青龍煙煤 (可燃基揮發(fā)份 Vk為 %) 的生產(chǎn)性試驗(yàn)，噴吹量 62 kg/t。但由于防火防爆問題，我國(guó)絕大多數(shù)高爐都噴吹無(wú)煙煤，僅幾家采用煙煤。 國(guó)內(nèi)噴吹煙煤工藝的發(fā)展現(xiàn)狀 在我國(guó)豐富的煤炭資源中，煙煤貯量約占 70 %，分布于全國(guó)各地。 (5) 噴煤罐組容積小型化。 (4) 設(shè)備少、簡(jiǎn)單而緊湊的煤粉收集流程。 ( 3) 匹配能力相當(dāng)、密封性良好的磨煤設(shè)備。 (2) 工況穩(wěn)定、氣固相混合均勻的輸煤和噴煤工藝。在制粉和噴吹裝置各危險(xiǎn)部位安裝著火探測(cè)器和滅火器，爆源探測(cè)器和滅爆器。 93 年進(jìn)行了煤比超 200kg/t 鐵、焦比低于 300kg/t 鐵的實(shí)驗(yàn)。 國(guó)外高爐混噴煙煤工藝的發(fā)展現(xiàn)狀 從 80 年代初開始，高爐噴吹煙煤技術(shù)在西歐和日本等國(guó)得到了迅速發(fā)展，日本有 65 %以上高爐、西歐有 50 %以上的高爐都噴吹質(zhì)量好、灰分低于 8~10 %的高揮發(fā)分煙煤；美國(guó)阿姆科的高爐長(zhǎng)期堅(jiān)持噴吹煙煤；法國(guó)敦克爾克 2高爐(1600 m3)噴吹低揮發(fā)分煙煤 (瘦煤 )；盧森堡阿爾貝德 A 高爐 (1376 m3)噴吹褐煤；英國(guó)鋼鐵公司斯肯索普廠 女王維多利亞號(hào)高爐 (1600 m3)噴吹平均料度為 ~ mm 的高揮發(fā)分煤粉，一些工廠噴吹用煤的灰分和揮發(fā)分如表 11所示 [17]。 (4) 煙煤含揮發(fā)物高，帶入高爐的 氫也多，有利于高爐還原過(guò)程和提高煤氣熱值。 (2)將優(yōu)質(zhì)煤和劣質(zhì)煤混合獲得良好的效果，合理利用煤炭資源，降低成本。幾種煤種按一定比例混合后，其燃燒率高于這幾種煤種單獨(dú)噴吹的燃燒率乘以其配比系數(shù)之和。 高爐混噴煙煤的優(yōu)越性 國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明，噴吹單一煤種較難滿足高爐冶煉要求。實(shí)踐證明噴煙煤有利于提高置換比和增加噴吹量。 從高爐冶煉工藝角度看，煙煤更適合噴吹，因?yàn)樗瑩]發(fā)物質(zhì)高，所以燃燒內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 率高，帶入高爐的氫氣也多。 (C) 因支管不必安裝流量計(jì)，故控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)化，投資較少。因此，需要經(jīng)常加以檢查和調(diào)整。主要特點(diǎn)有： (A) 一般在分配器后的支管上不裝流量計(jì)，通過(guò)各風(fēng)口的煤粉分配關(guān)系在安裝試車時(shí)一次調(diào)整完畢，因此不能進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 (D) 由于支管數(shù)目多，需要轉(zhuǎn)向的閥門太多，因此多管噴吹僅適用于串罐方式，而不 適用于并列式。這是因?yàn)樵趪姶稻嚯x相同的情況下，多管方式的管道管徑小，阻力損失大，過(guò)長(zhǎng)的噴吹距離將導(dǎo)致系統(tǒng)壓力的增加，從而使壓力超過(guò)噴吹罐的允許罐壓極限。其調(diào)節(jié)手段靈活，誤差小，有利于實(shí)現(xiàn)高爐均勻噴吹和大噴煤量的操作調(diào)節(jié)。一般一根支管聯(lián)接一個(gè)風(fēng)口。 3. 按噴吹管路形式分按噴吹管路形式可分為多管式噴吹和單管路加分配器方式噴吹。串罐式噴吹裝置占地小，噴吹距離短，噴吹穩(wěn)定性好，但稱量復(fù)雜，投資亦較并列式的大。裝卸煤粉的倒罐操作須通過(guò)連接上下罐的均排壓裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，下罐亦內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 稱為噴吹罐，它總是處于向高爐噴煤的高壓工作狀態(tài)。并列式噴吹 結(jié)構(gòu) 如圖 19 所示 。另外，并列式噴吹占地面積大，但噴吹稱量簡(jiǎn)單，投資較重疊式的要小。為便于處理噴吹事故，通常并列罐數(shù)最好為 3 個(gè)。間接噴吹方式 結(jié)構(gòu) 如圖 18 所示 。 圖 17 高爐 直接噴吹方式 結(jié)構(gòu) （ 2） 間接噴吹則是將制備好的煤粉，經(jīng)專用輸煤管道或罐車送入高爐附近的噴吹站，再由噴吹站將煤粉噴入高爐。這種方式中小高爐采用較多。 （ 1） 直接噴吹方式是將噴吹罐設(shè)置在制粉系統(tǒng)的煤倉(cāng)下面，直接將煤粉噴入高爐風(fēng)口，高爐附近無(wú)需噴吹站。 噴煤工藝流程的種類繁多，特點(diǎn)各異，通常可根據(jù)下述方法加以分類。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 控制系統(tǒng) 隨著噴煤量的增加，噴煤系統(tǒng)的設(shè)備啟動(dòng)頻率增高，操作間隙時(shí)間減少，噴吹操作周期縮短，手動(dòng)操作已不能適應(yīng)生產(chǎn)要求，尤其是當(dāng)高爐噴吹煙煤或采用多煤種配煤混合噴吹時(shí)，高爐噴煤系統(tǒng)廣泛采用了計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化操作。噴吹罐計(jì)量，尤其是重疊罐的計(jì)量，是高爐實(shí)現(xiàn)噴煤自動(dòng)化的前提，而單支管計(jì)量技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)風(fēng)口均勻噴吹或根據(jù)爐況變化實(shí)施自動(dòng)調(diào)節(jié)的主要保證。煤粉計(jì)量水平的高低，直接反映了高爐噴煤 技術(shù)的發(fā)展水平。而氧氣則用于富氧鼓風(fēng)或氧煤噴吹。壓縮空氣主要用于煤的輸送和噴吹，同時(shí)也為一些氣動(dòng)設(shè)備提供動(dòng)力。工藝流程 如圖 16所示 。設(shè)置一個(gè)煤粉倉(cāng)，煤粉倉(cāng)下設(shè)兩個(gè)并聯(lián)的噴吹罐，兩個(gè)罐交替噴吹。濃相輸送不僅可以降低噴煤設(shè)備費(fèi)用和能量消耗，而且有利于改善管道內(nèi)氣固相的均勻分布，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 有利于提高煤粉的計(jì)量精確度，是煤粉輸送技術(shù)的發(fā)展方向。依據(jù)粉氣比μ的不同，管道氣力輸送又分為濃相輸送 （ μ40 kg/kg）和稀相輸送 (μ=1030 kg/kg)。 制粉工藝 流程 圖 如下 15所示 。 制粉 系統(tǒng)包括干燥劑供應(yīng)、原煤上料系統(tǒng)、及煤粉制備系統(tǒng)。而除鐵器則主要用于清除煤中的磁性金屬雜物。為 了控制原煤粒度碎即可以控制磨煤機(jī)入口的原煤粒度，和除去原煤中的雜物，在原煤儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中還必須設(shè)置篩分破碎裝置和除鐵器。高爐噴煤的一般工藝流程如下圖 14 所示。爐喉高度一般以 ~ m為宜 ??5 。一般取值在 ?? ~ 之間，現(xiàn)代大型高爐爐身角取值在 ?? 83~81 之間。但是，爐身角過(guò) 小，邊緣沒氣流過(guò)分發(fā)展，會(huì)給高爐操作上下部調(diào)節(jié)帶來(lái)困難，不利于煤氣熱能和化學(xué)能的充分利用，容易使?fàn)t襯過(guò)熱而損壞。爐身角的大小與爐料的下降和煤氣流的上升過(guò)程中的分布狀態(tài)關(guān)系極大。 5) 爐身尺寸 爐身尺 寸包括爐身高度 4h 和爐身角 )(? 。 4) 爐腰尺寸 爐腰的高度大小對(duì)高爐冶煉沒有嚴(yán)重影響。爐腹過(guò)高，有可能在爐料尚未熔融就進(jìn)入收縮階段，易造成難行和懸料，爐腹過(guò)低則可能減弱內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 爐腹應(yīng)有的作用。爐缸的高度應(yīng)能保證在爐缸內(nèi)容納兩次出鐵間隔時(shí)間內(nèi)所生成的鐵水和一定數(shù)量的爐渣，并應(yīng)考慮因故而不能按時(shí)放渣放鐵時(shí)能容納多余的鐵水和爐渣，因此爐缸高度直接決定了渣口和風(fēng)口的高度，同時(shí)也影響風(fēng)口前氧化帶的形狀 和大小，從而也是影響爐況的主要要因素。 2) 爐缸尺寸 爐缸是高爐的核心部位。但 DHu/ 值較大 時(shí)卻增加了料柱的高度，從而相應(yīng)的增加了煤氣流通過(guò)料柱的阻力損失，不利于高爐冶煉的順行。我國(guó)高爐爐型各部分名稱及尺寸表示方法見圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 圖 高 爐爐型尺寸表示方法 1) DHu/ DHu/ 表征了高爐的矮胖程度，即高徑比。高爐大型化成為高爐冶煉的發(fā)展趨勢(shì)。 2) 近代爐型 19 世紀(jì)中葉，由于蒸汽鼓風(fēng)機(jī)和焦炭的普遍使用，爐頂裝料裝置逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，高爐爐型趨向于擴(kuò)大爐缸爐喉直徑，并向高度方向發(fā)展，逐漸形成近代的五段式高爐爐型。 高爐本體 高爐爐型發(fā)展 高爐爐型發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。富氧鼓風(fēng)可以克服這些足，合適的富氧率與噴吹的燃料成分有關(guān)，富氧大噴吹可達(dá)到優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長(zhǎng)壽的冶煉效果。爐頂壓力的提高有利于減少壓差、穩(wěn)定爐況、提高煤氣利用率、最終提 高產(chǎn)量。近年來(lái)，噴吹燃料量逐漸增加，提高風(fēng)溫更是迫切的事情。 隨著高爐冶煉的強(qiáng)度的增加，爐料正向著精料方向發(fā)展，精料包括入爐礦石的品味，改善入爐原料的還原性能，調(diào)高熟料率，穩(wěn)定入爐原料成份和粒度。d 焦比 Kg/t 冶強(qiáng) t/m3 生產(chǎn)實(shí)踐證明，大型高爐容加上精料、高風(fēng)溫、高壓爐頂、綜合噴吹以及春水冷卻 等近代技術(shù)，可以降低單位燒結(jié)面積的基建投資和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，燒結(jié)礦質(zhì)量，使高爐能耗降低、壽命增加，高爐利用系數(shù)也可達(dá)到 上，同時(shí)生產(chǎn)管理方便，易于環(huán)境治理。d 爐缸燃燒強(qiáng)度 AQIc? 比較而言，后者比前者在冶金理念上要科學(xué)些，生產(chǎn)實(shí)踐表明，在一定的冶煉條件上，高爐的入爐風(fēng)量、燃料燃燒量、煤氣生產(chǎn)量和生鐵產(chǎn)量都與爐缸面積內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 成正 比，這是高爐大型化的基本出發(fā)點(diǎn) ????3~2 。C 1200 max2500 爐頂壓力 MPa 此外，歐洲流行采用以爐缸面積 (A)為基準(zhǔn)的強(qiáng)化指標(biāo)： 爐缸面積利用系數(shù)曲 APh??錯(cuò)誤 !未找到引用源。d) 式中 P， Q—— 分別為高爐的生鐵日產(chǎn)量和燃料日耗量， t/d 高爐主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表 ： 表 技術(shù)指標(biāo) 單位 指標(biāo)值 備注 高爐有效容積 m3 3200 利用系數(shù) t/(m3 高爐有效容積利用系數(shù) uv VP?? ， t/(m3 高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù) 20 世紀(jì) 50 年代以來(lái)，我國(guó)一直沿用從前蘇聯(lián)引來(lái)的高爐有效容積利用系數(shù)(1v)和冶煉強(qiáng)度 (Is)等，作為評(píng)價(jià)高爐冶煉強(qiáng)化的指標(biāo)。 高爐噴煤率計(jì)算 ..............................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 爐頂高度 h6，全高 H.....................................................................................34 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 V 第四章 高爐配煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇與計(jì)算 ....................................................... 37 高爐 噴煤量的確定 .......................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸 ................................................................................... 32 風(fēng)口 數(shù)目的確定 ..................................................................................32 死鐵層厚度 ..........................................................................................33 爐腰直徑 D，爐腹角 α，爐腹高度 h2 ..........................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 渣口高度 ..............................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 爐缸設(shè)計(jì) .........................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 高爐 區(qū) 熱 收入 ................................................................................... 28 高爐 區(qū) 熱 支出 .............................................................................