高爐噴煤技術(shù)不僅可以降低煉鐵成本,而且可以減小焦?fàn)t的操作負(fù)擔(dān),延長(zhǎng)焦?fàn)t壽命。
日本的高爐噴煤技術(shù)起始于1981年新日鐵大分廠(chǎng)的1號(hào)高爐,其后普及到各鋼鐵公司高爐。當(dāng)初,主要是對(duì)粉煤的燃燒性進(jìn)行研究。后來(lái),隨著噴煤量的增加,高爐下部透氣性變差、爐下部熱損失增大和爐缸中心死料柱鈍化變得明顯起來(lái)。
在增大粉煤比的過(guò)程中,由于礦/焦(O/C)高,因此中心氣流受到抑制;煤氣流向爐周?chē)?;隨著熱流比的下降,爐頂煤氣溫度升高;隨著焦比的減小,焦炭縫隙層厚度縮小、軟融帶的透氣阻力增大;粉煤燃燒性惡化,造成未燃碎焦的蓄積,焦粉在爐缸中心死料柱表層蓄積量增大,造成爐缸中心死料柱鈍化;因礦石層還原性和高溫特性變差,造成高FeO渣滴下,爐溫下降;在生產(chǎn)低SiO2燒結(jié)礦時(shí),由于高Al2O3渣的滴下,造成渣的流動(dòng)性變差等。
為解決上述課題,實(shí)施了以下各種技術(shù),如高礦/焦時(shí)爐料分布的最佳控制技術(shù)(控制中心流和邊緣流,如神戶(hù)制鋼公司開(kāi)發(fā)的中心裝焦法、新日鐵開(kāi)發(fā)的安裝回跳板裝置等);粉煤燃燒性控制技術(shù)(對(duì)過(guò)剩氧比和燃燒性、粉煤噴吹的最佳位置、噴槍的最佳形狀進(jìn)行了研究);改善高礦/焦時(shí)的高溫還原特性(對(duì)控制熱流比、減薄焦炭層及礦石層、增加小塊焦炭使用技術(shù)和減少渣量改善礦石層高溫還原特性的方法進(jìn)行了研究);抑制焦粉在爐下部周?chē)罘e的技術(shù)(對(duì)焦炭的粉化機(jī)理和抑制粉化的技術(shù)進(jìn)行了研究;對(duì)風(fēng)口回旋區(qū)內(nèi)及周?chē)奶畛浣Y(jié)構(gòu)、粉體及流體的行為、包括優(yōu)化風(fēng)口風(fēng)速在內(nèi)的鼓風(fēng)條件等進(jìn)行了研究)。
新日鐵1994年在君津廠(chǎng)5號(hào)高爐進(jìn)行了噴吹粉煤200kg/t的試驗(yàn),1998年在室蘭廠(chǎng)使用高Al2O3原料情況下進(jìn)行了利用系數(shù)為2.14、噴煤比為191.4kg/t的操作。另一方面,PCR>200kg/t的操作有神戶(hù)制鋼公司加古廠(chǎng)的1號(hào)高爐、JFE鋼公司福山廠(chǎng)的3號(hào)高爐。雖然各高爐的利用系數(shù)和還原劑比不同,但在實(shí)施高PCR操作時(shí),為抑制焦炭在爐下部發(fā)生粉化、改善礦石層的高溫特性,因此在原燃料質(zhì)量方面,使用了強(qiáng)度高(高DI)的焦炭和高溫還原特性好的低SiO2低Al2O3燒結(jié)礦。(青山)