按喷吹罐布置形式分
按喷吹罐布置形式可分为并列式喷吹和串罐式喷吹,通过罐的顺序倒换或交叉倒换来保证高炉不间断喷煤。
为便于处理喷吹事故,通常并列罐数为3个。并列式喷吹若采用顺序倒罐,则对喷吹的稳定性会产生一定的影响,而采用交叉倒罐则可改善喷吹的稳定性,但后者必须配备的测量和控制手段。另外,并列式喷吹占地面积大,但喷吹称量简单,投资较重叠式的要小。因此,常用于小高炉直接喷吹流程系统。宝钢、首钢、武钢等企业亦已着手改造喷煤设备和扩大喷煤能力,这些企业的高炉喷煤量将有太幅度的提高。
串罐式喷吹是将两个主体罐重叠设置而形成的喷吹系统。其中,下罐亦称为喷吹罐,它总是处于向高炉喷煤的高压工作状态。而上罐也称为加料罐,它仅当向下罐装粉时才处于与下罐相连通的高压状态,而其本身在装粉称量时,则处于常压状态。装卸煤粉的倒罐操作须通过连接上下罐的均排压装置来实现。根据实际需要,串罐可以采用单系列,也可以采用多系列,以满足大型高炉多风口喷煤的需要。串罐式喷吹装置占地小,喷吹距离短,喷吹稳定性好,但称量复杂,投资亦较并列式的大。虽然近年一些新建的现代化高炉新建了喷煤设备,但大多数却依然采用老流程这些老流程存在下列共性问题:制粉设备陈旧、不配套,制约了制粉能力,限制了喷煤量的增加。这种喷吹装置是国内外大型高炉采用较多的一种喷吹装置。
原煤储运系统
为保证高炉喷煤作业的连续性和有效性,在喷煤工艺系统中,首先要考虑的是建立合适的原煤储运系统,该系统应包括综合煤场、煤棚、储运方式。为控制原煤粒度和除去原煤中的杂物,在原煤储运过程中还必须设置筛分破碎装置和除铁器。筛分破碎即可以控制磨煤机入口的原煤粒度,又可以去除某些纤维状物质。而除铁器则主要用于清除煤中的磁性金属杂物。由于焦炭和煤粉的差价越来越大,因此,喷煤所取代的焦炭越多,经济效益越好。
高炉喷煤的意义
高炉喷煤对现在高炉炼铁技术来说是一项重要的技术革命。所谓高炉喷煤,就是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉(煤、烟煤或两者的混合煤粉以及褐煤),以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。它的意义在于:
1.以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦,降低了焦化,使高炉炼铁的成本大幅下降。
2.高炉喷煤可以作为一种调剂炉况的手段。
3.高炉喷煤可以改善炉缸工作状态,是高炉稳定顺行。
4.为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。
因为喷吹煤粉会使风口前理论燃烧温度降低,导致理论燃烧温度降低的主要原因有:
1) 高炉喷吹煤粉后煤气量增加,加热煤气需要消耗热量;
2) 喷吹煤粉带入的热量少,而焦炭进入风口区时已被充分加热,温度高达1450~1500℃,而喷吹的煤粉温度不超过100℃;
3) 煤粉中的碳氢化合物分解需要热量。
5.喷吹煤粉中的氢含量比焦炭带入的多,氢气提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力,有利于矿石的还原和高炉操作指标的改善。
6.喷吹煤粉代替了部分焦炭,不仅缓解了焦煤的供需紧张状况,也减少了对炼焦设施的投资和建设,更降低了炼焦生产对环境的污染。
高炉喷煤基本流程
根据制粉装置到高炉距离的远近、煤粉仓,喷吹罐安放位置的差异、喷吹管路的粗细、喷吹压力的高低、输送浓度的大小以及喷枪形式的不同,可以有直接喷吹、间接喷吹;串罐喷吹、并罐喷吹;总管喷吹、多支管喷吹;高压喷吹、常压喷吹;以一座168m3的高炉为例,常规喷煤工艺流程总投资高达500万元以上,而采用我公司的技术,投资几乎仅为其一半。浓相喷吹、稀相喷吹和氧煤枪喷吹、常规枪喷吹等各种形式的喷吹。不同的设备结构和组合可以产生以下几种较成熟的工业性生产流程。