一种高炉喷煤冶炼提高煤比的方法与流程

本发明涉及高炉冶炼，具体涉及一种高炉喷煤冶炼提高煤比的方法。

背景技术：

1、高炉用煤主要包括焦炭、炼焦煤和无烟煤。焦炭是高炉最主要的还原剂，它是炼焦煤在高温下进行热解加工而得到的一种固体燃料，主要成分是碳。焦炭直接倒入高炉炉膛内，焦炭燃烧时会产生大量的热量，同时释放出二氧化碳等气体，作为还原剂可以将矿石中的铁氧化物还原为金属铁。炼焦煤是一种含有较高挥发分和较低灰分的烟煤，是生产焦炭过程中的原料之一，也是高炉用煤中的重要组成部分。在炼焦过程中，炼焦煤需要进行干馏，将挥发分剥离出来，留下焦炭，同时将挥发分进行回收加工，制成一些有用的化学品。无烟煤是一种真正意义上的煤，是指在高炉生产中不使用干馏得到的煤种。相对于炼焦煤，无烟煤的灰分和挥发分都较低，燃烧时产生的灰烬也较少，能够减少炉内结焦的风险。

2、焦炭是高炉采用的主要燃烧材料，而焦炭的价格昂贵而日趋匮乏，造成冶炼成本增高，并且不能做到富氧富氢的状态，燃烧效率低，排放有害物质多，造成对废气的处理成本高，并且炼焦易产生环境污染。

3、因此，需要设计一种高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，以解决现有高炉冶炼采用的焦炭较多存在成本高和环境污染的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高炉喷煤冶炼提高煤比的方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，包括以下步骤：

3、s1、制备煤粉：在高炉中按比例加入无烟煤，混合后通过磨煤机制作成煤粉；

4、s2、煤粉的筛分和输送：通过粗粉分离器对煤粉进行筛分，符合标准的煤粉进入煤粉仓中，并通过仓式泵进行输送；

5、s3、煤粉喷吹：在喷煤支管外部连接富氧管，氧和煤气煤混合后通过热风输送至喷煤枪，通过喷煤枪将煤粉吹入高炉的高炉风口内，并控制热风的温度；

6、s4、高炉内检测煤气反应的气体成分，控制高炉的加热温度；

7、s5、高炉风口处检测煤粉出口的压力，优化布料矩阵开放中心气流，形成平台加漏斗的布料模式。

8、具体的是，所述步骤s1中的高炉加入无烟煤的比例为18％-22％。

9、具体的是，所述步骤s1中的制备煤粉首先将无烟煤加入受料斗，受料斗通过皮带机将无烟煤输送至原煤斗，原煤斗通过给煤机将无烟煤输送至磨煤机入口，高炉煤气通过高炉煤气风机输送至加热炉进行加热，然后在高温煤气进入磨煤机入口，磨煤机将无烟煤打磨成煤粉输送至粗粉分离器。

10、具体的是，所述磨煤机打磨煤粉的颗粒度小于200目，粗粉分离器进行分离，不符合颗粒度要求的煤粉返回至磨煤机。

11、具体的是，所述粗粉分离器将颗粒度符合要求的煤粉输送至布袋除尘器，布袋除尘器下部连接煤粉仓储存煤粉，煤粉仓上连接除尘风机，煤粉仓下部连接仓式泵，仓式泵将煤粉泵送至输煤风机，输煤风机下部连接储煤罐，储煤罐下部连接喷吹罐，喷吹罐通过分配器将煤粉喷入高炉。

12、具体的是，所述粗粉分离器包括外部的外套锥体和内部的内套锥体，外套锥体的底部连接进粉管，进粉管的侧面设置粗粉回粉管，粗粉回粉管连通外套锥体，内套锥体上部通过可调挡板安装在外套锥体内部，内套锥体内且在可调挡板上安装出粉管，内套锥体的下口处安装钟阀，钟阀通过细钢筋焊接在内套锥体上，钟阀与内套锥体的下口之间的缝隙内穿过标准颗粒度的煤粉，并从出粉管排出，不符合颗粒度的煤粉通过粗粉回粉管回到磨粉机内。

13、具体的是，所述步骤s3中的喷煤支管前部连接分配器，喷煤枪安装在高炉风口处，喷煤支管的外部密封套设氧气围管，氧气围管连接富氧管，喷煤支管上设有多个进氧口，进氧口均设置在氧气围管内侧，氧气在喷煤支管内与煤粉和煤气充分混合，喷煤支管连通热风围管，热风围管后部连接喷煤枪，热风围管内热风温度不低于1200℃。

14、具体的是，所述步骤s4中的高炉内煤气中各气体成分含量通过红外线气体分析仪进行检测，气体成分含量随反应温度的变化有所不同，当反应温度为900℃时，c与co气化反应缓慢，煤气中co含量不高为32.87％，但是h2含量最高为19.26％，随着反应温度的升高，煤气中的co含量逐渐升高，当反应温度为1490℃时，煤气中co含量为40.76％。随着反应温度的继续升高，煤气中的co含量升高变得缓慢，煤气中h2含量随着温度的升高而有所降低，因为随着温度的升高，c与co2反应速率加快，煤气中的co含量逐渐增多，从而稀释了煤气中的h2，反应温度选择1490℃，这样煤气中h2含量较高，且还原气体co+h2含量也在一个较高的水平。

15、具体的是，所述步骤s5中的高炉风口的压力增加，煤气中co和h2的含量呈上升趋势，当压力为0.5kpa时，co含量达到最大值为49.05％，随着气化压力的继续增加，co含量逐渐平稳，h2含量有一个的上升趋势，当压力为0.5-0.8kpa时，还原气体组分co+h2的含量随着压力的增加有一个明显的增加，h2的含量升高逐渐变得缓慢。

16、本发明具有以下有益效果：

17、本发明设计的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法以价格低廉的煤粉部分替代价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦炭，使高炉炼铁焦比降低，生铁成本下降；喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃烧温度，为维持高炉冶炼所必需的动力，需要补偿，这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条件；喷吹煤粉气化过程中放出比焦炭多的氢气，提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力，有利于矿石还原和高炉操作指标的改善；喷吹煤粉替代部分冶金焦炭，既缓和了焦煤的需求，降低生产成本；喷煤粉代替焦炭，减少生产的焦炭量，从而可降低炼焦生产对环境的污染。

18、本发明设计的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法采用的粗粉除尘器能有效限定煤粉的颗粒度，提高煤粉的质量。

19、本发明设计的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法采用的喷吹结构增加了氧气管道，直接和煤粉煤气充分混合吹入高炉内，提高燃烧效率，高炉内富氧富氢状态提高煤比。

技术特征：

1.一种高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，所述步骤s1中的高炉加入无烟煤的比例为18％-22％。

3.根据权利要求1所述的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，所述步骤s1中的制备煤粉首先将无烟煤加入受料斗，受料斗通过皮带机将无烟煤输送至原煤斗，原煤斗通过给煤机将无烟煤输送至磨煤机入口，高炉煤气通过高炉煤气风机输送至加热炉进行加热，然后在高温煤气进入磨煤机入口，磨煤机将无烟煤打磨成煤粉输送至粗粉分离器。

4.根据权利要求3所述的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，所述磨煤机打磨煤粉的颗粒度小于200目，粗粉分离器进行分离，不符合颗粒度要求的煤粉返回至磨煤机。

5.根据权利要求4所述的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，所述粗粉分离器将颗粒度符合要求的煤粉输送至布袋除尘器，布袋除尘器下部连接煤粉仓储存煤粉，煤粉仓上连接除尘风机，煤粉仓下部连接仓式泵，仓式泵将煤粉泵送至输煤风机，输煤风机下部连接储煤罐，储煤罐下部连接喷吹罐，喷吹罐通过分配器将煤粉喷入高炉。

6.根据权利要求4所述的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，所述粗粉分离器包括外部的外套锥体和内部的内套锥体，外套锥体的底部连接进粉管，进粉管的侧面设置粗粉回粉管，粗粉回粉管连通外套锥体，内套锥体上部通过可调挡板安装在外套锥体内部，内套锥体内且在可调挡板上安装出粉管，内套锥体的下口处安装钟阀，钟阀通过细钢筋焊接在内套锥体上，钟阀与内套锥体的下口之间的缝隙内穿过标准颗粒度的煤粉，并从出粉管排出，不符合颗粒度的煤粉通过粗粉回粉管回到磨粉机内。

7.根据权利要求1所述的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，所述步骤s3中的喷煤支管前部连接分配器，喷煤枪安装在高炉风口处，喷煤支管的外部密封套设氧气围管，氧气围管连接富氧管，喷煤支管上设有多个进氧口，进氧口均设置在氧气围管内侧，氧气在喷煤支管内与煤粉和煤气充分混合，喷煤支管连通热风围管，热风围管后部连接喷煤枪，热风围管内热风温度不低于1200℃。

8.根据权利要求1所述的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，所述步骤s4中的高炉内煤气中各气体成分含量通过红外线气体分析仪进行检测，气体成分含量随反应温度的变化有所不同，当反应温度为900℃时，c与co气化反应缓慢，煤气中co含量不高为32.87％，但是h2含量最高为19.26％，随着反应温度的升高，煤气中的co含量逐渐升高，当反应温度为1490℃时，煤气中co含量为40.76％。随着反应温度的继续升高，煤气中的co含量升高变得缓慢，煤气中h2含量随着温度的升高而有所降低，因为随着温度的升高，c与co2反应速率加快，煤气中的co含量逐渐增多，从而稀释了煤气中的h2，反应温度选择1490℃，这样煤气中h2含量较高，且还原气体co+h2含量也在一个较高的水平。

9.根据权利要求1所述的高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，其特征在于，所述步骤s5中的高炉风口的压力增加，煤气中co和h2的含量呈上升趋势，当压力为0.5kpa时，co含量达到最大值为49.05％，随着气化压力的继续增加，co含量逐渐平稳，h2含量有一个的上升趋势，当压力为0.5-0.8kpa时，还原气体组分co+h2的含量随着压力的增加有一个明显的增加，h2的含量升高逐渐变得缓慢。

技术总结
本发明涉及高炉冶炼技术领域，具体公开了一种高炉喷煤冶炼提高煤比的方法，S1、制备煤粉：在高炉中按比例加入无烟煤，混合后通过磨煤机制作成煤粉；S2、煤粉的筛分和输送：通过粗粉分离器对煤粉进行筛分，符合标准的煤粉进入煤粉仓中，并通过仓式泵进行输送；S3、煤粉喷吹：在喷煤支管外部连接富氧管，氧和煤气煤混合后通过热风输送至喷煤枪，通过喷煤枪将煤粉吹入高炉的高炉风口内，并控制热风的温度；S4、高炉内检测煤气反应的气体成分，控制高炉的加热温度；S5、高炉风口处检测煤粉出口的压力，优化布料矩阵开放中心气流，形成平台加漏斗的布料模式；本发明喷吹煤粉替代部分冶金焦炭，既缓和了焦煤的需求，降低生产成本。

技术研发人员：陈培敦,赵树民,曹旭东,亓振宝,王涛,崔醒
受保护的技术使用者：山东泰山钢铁集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4