高爐噴吹是現(xiàn)代高爐煉鐵生產(chǎn)廣泛采用的新技術(shù),在提高經(jīng)濟效益、降低生鐵成本方面起著重要作用,日益受到世界各國的高度重視,在近幾十年中取得了明顯的進步。其中,噴吹煤粉技術(shù)在相關(guān)的煉鐵新工藝中正在不斷得到推廣和應(yīng)用。其主要原因在于:用噴煤代替焦炭,減少了高爐煉鐵對焦炭的需求。這不僅是以價格低廉的煤粉部分替代價格昂貴而日趨匱乏的冶金焦炭,使高爐煉鐵焦比降低,生鐵成本下降;而且由于少建焦?fàn)t或焦?fàn)t少生產(chǎn)焦炭,從而減少對環(huán)境的污染。煤粉代替焦炭的經(jīng)濟效益巨大。焦炭和煤粉的每噸價差在400~500元。一個年產(chǎn)400萬噸的煉鐵企業(yè),如果噴煤比在130kg/t,根據(jù)所替代的等量焦炭計算,每年可以節(jié)約208~260萬元的煉鐵成本。
因此,鋼鐵企業(yè)一直在努力提高噴煤的煤比。目前我國大多數(shù)高爐都配置了噴煤設(shè)施,寶鋼等大型企業(yè)的高爐已連續(xù)多年實現(xiàn)200kg/t的煤比。然而,統(tǒng)計結(jié)果顯示,全國高爐的平均煤比一直在120kg/t的水平上徘徊。因此,在生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大而焦炭價格大幅度上升的情況下,如何有效地提高煤比是今后我國煉鐵工作所面臨的一項重要課題。
近年來,國外一些先進高爐噴煤量已達到200kg/t以上,如荷蘭霍高文高爐1997年月平均噴煤量為210kg/t,日本鋼管福山廠4號高爐1994年噴煤量達218g/t,日本神戶制鋼1號高爐1998年噴煤量已達到254kg/t。
然而,從技術(shù)上說,進一步提髙煤比,比如達到300kg/t以上,則會遇到很大的困難:風(fēng)口前的燃燒區(qū)很難承受,風(fēng)溫和富氧也不易匹配。因此,要實現(xiàn)噴吹的技術(shù)突破,還必須開闊思路,尋求新工藝。
最近,烏克蘭國家科學(xué)院鋼鐵研究所開發(fā)出一項髙爐噴吹新工藝,其基本思路是將煤在爐外燃燒,再將熱煙(煤)氣從風(fēng)口噴吹進去。他們采用專門設(shè)計的氣化爐,使用熱風(fēng)和富氧,產(chǎn)生的煤氣溫度可達1200°C以上,其中CO含量32%,H2含量20%,N2含量48%,不含CO2。
這種新工藝的優(yōu)點是:(1)可多噴煤而不受風(fēng)口前燃燒的限制。(2)可用較低質(zhì)的煤。(3)煤不必細(xì)磨。(4)煤在氣化爐中燒后的灰分,造渣熔化排出,不進入髙爐。(5)氣化爐中,爐渣能脫除部分煤中的硫。
他們已將這種新工藝投入實施。其氣化爐由上下兩段構(gòu)成,產(chǎn)生的熱煤氣溫度達到1700~2500°C,體積并不大,可安裝在風(fēng)口灣頭處,對原設(shè)備變動不大。試驗結(jié)果表明:焦比降低41~46%,產(chǎn)量提髙53~56%。據(jù)估算,用于設(shè)備的投資,在1年內(nèi)即可回收。目前,這個新工藝仍在試驗與改進中。
(一員)