高炉燃料分焦炭和喷吹用煤两类。焦炭是高炉冶炼的基主燃料和能源基础,其质量要求前有所述,焦炭的大炉粒度一般大型高炉为40~60mm,中型高炉为25~40mm,小型高炉为15—25mm。向高炉内喷吹辅助燃料占高炉全部燃料用量的10~30%,有的高达40%。喷吹用燃料来源有固体(煤粉)、液体(重油)和气体()三种,这里仅就喷吹用固体燃料——煤炭作简要说明。
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高炉燃料分焦炭和喷吹用煤两类。焦炭是高炉冶炼的基主燃料和能源基础,其质量要求前有所述,焦炭的大炉粒度一般大型高炉为40~60mm,中型高炉为25~40mm,小型高炉为15—25mm。向高炉内喷吹辅助燃料占高炉全部燃料用量的10~30%,有的高达40%。喷吹用燃料来源有固体(煤粉)、液体(重油)和气体()三种,这里仅就喷吹用固体燃料——煤炭作简要说明。
常用于喷吹的是煤粉(因它固定碳含量高,发热量高),也可用高挥发分弱粘结性烟煤(如气煤、长焰煤)和褐煤。喷吹部分煤粉不仅可降低焦比,而且可节约大量的过程能耗(炼1t焦炭的能耗约为制备1t喷吹煤粉能耗的2倍以上),而且还有富化高炉煤气(增加煤气产量)和调节炉况的作用,有利于高炉顺行,改善生铁质量。
煤的热解也称为煤的干馏或热分解,是指煤在隔绝空气的条件下进行加热,煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。煤热解的结果是生成煤气、焦油、焦炭等产品。尤其是低阶煤热解能得到高产率的焦油和煤气。焦油经加氢可以制取、柴油和喷气燃料,是石油的替代品。煤气是使用方便的燃料,可成为的替代品。
目前,国内研究煤热解技术的单位众多,比较典型的技术有大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏多联产工艺、北京煤化所开发的MRF热解工艺、浙江大学和清华大学开发的以流化床热解为基础的循环流化床热电多联产工艺、北京动力经济研究所和工程热物理研究所的以移动床为基础的热电气多联产工艺、济南锅炉厂的多联供工艺、山西煤化所和过程工程研究所的“煤拔头工艺”等。
高炉煤粉喷吹技术的发展路径为:起初全部采用煤做喷吹燃料,因为喷吹替代焦炭主要用到的是煤炭中的固定碳元素,采用煤喷吹正好迎合了这样的需求和想法。后来,由于煤供给的有限性及其原煤储量不断减少,市场价格也逐渐攀升,采用更廉价、蕴更丰富的长焰煤与煤混合喷吹成为钢铁企业进一步降低冶炼成本的追求目标。经过许多研究和试验,在混合煤炭磨粉及喷吹过程中采用氮气惰化技术,从而为系统增加安全性、防止煤粉爆,是取得混合喷吹的关键技术。
氮气保护系统的试验成功使烟煤作为喷吹燃料进入实质阶段。近年来,根据各厂系统运转的不同状况,北方多数钢厂已经将烟煤混合的比例提高到30%-50%之间,而且烟煤喷吹的加入可以活化高炉还原气氛,为高炉还原铁提供更多的氢元素。再后来也就是近两年,由于煤资源的再度紧缺,贫瘦洗精煤也逐渐走入市场,南方武钢、马钢等将三种煤的混合比例一度稳定在1:1:1,且取得了较好的经济效应。可以预见,未来作为节约成本的关键技术,采用三种煤炭资源混合喷吹,是发展方向。
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