[其他]高爐噴吹煤粉分段控溫燃燒方法和設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85102640
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102640B
• 公開（公告）日: 1985-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄔良柱;楊永宜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京鋼鐵學(xué)院
• 代理公司: 冶金專利咨詢服務(wù)公司
• 代理人: 陳肖梅

一種涉及高爐噴吹煤粉煉鐵的生產(chǎn)方法和設(shè)備，其特征是利用高爐１０００℃左右的熱風(fēng)，在煤粉流入風(fēng)口與熱風(fēng)充分混合之前，分段控制該熱風(fēng)與煤粉氣流的混合量，即控制煤粉燃燒空氣過剩系數(shù)，在控溫燃燒器中和控溫燃燒器外進(jìn)行分段控溫燃燒。所用的設(shè)備由控溫燃燒器、滑塊、輸煤管和熱電偶所組成。使用本發(fā)明可以提高高爐噴吹煤粉的燃燒率最高達(dá)２５％，以便更多地取代昂貴的冶金焦。

一項(xiàng)涉及高爐噴吹煤粉煉鐵的生產(chǎn)方法及其設(shè)備，特別是提高高爐噴吹煤粉燃燒率，更多地取代昂貴冶金焦的新方法、新設(shè)備。

由于世界市場上油價(jià)上升，大多數(shù)高爐改噴油為噴煤粉，就目前的噴煤粉工藝來說，噴槍前端位置后移，將使風(fēng)口小套嚴(yán)重磨損，因而影響風(fēng)口小套壽命，也可能引起風(fēng)口直管結(jié)渣而影響熱風(fēng)鼓入高爐，更嚴(yán)重的將會引起直管燒穿。就目前的噴槍位置來說，煤粉單獨(dú)處于氧化氣氛的時(shí)間極短。當(dāng)煤粉進(jìn)入風(fēng)口后，由于有大量熾熱焦炭存在，將使煤粉燃燒條件急劇變壞，這就限制了噸鐵煤粉的噴入量。在這樣的條件下，如過多地噴吹煤粉，煤粉將燃燒不完全，因而使高爐置換比降低。由于過多的未燃燒的煤粉粘在渣中，會影響爐渣流動性而引起爐況難行。煤粉在氧化氣氛中經(jīng)過預(yù)熱、水的揮發(fā)、揮發(fā)份的揮發(fā)。揮發(fā)份的燃燒以及碳的燃燒等過程，除揮發(fā)份的燃燒和碳的燃燒必需在氧化氣氛中進(jìn)行外，其他過程只需熱量即可。目前的噴吹煤粉工藝，將這些過程集中在噴槍和風(fēng)口之間極短的氧化區(qū)間，勢必大大影響煤粉燃燒率。

到目前為止，一般采用使風(fēng)口噴煤量穩(wěn)定均勻、各風(fēng)口噴煤量相等、提高風(fēng)溫、減小煤粉粒度、控制噸鐵噴煤量等措施來提高煤粉燃燒率。其中美國專利US-4，325，312涉及用高爐熱風(fēng)與冷空氣混合至120℃，然后用空壓機(jī)加壓該混合氣，用于輸送煤粉進(jìn)入高爐。然而這些措施都不能解決煤粉在氧化區(qū)停留時(shí)間過短的問題。

本發(fā)明的目的是提高高爐噴吹煤粉的燃燒率，以便節(jié)約能源和更多地取代昂貴的冶金焦。

本發(fā)明根據(jù)發(fā)明人以及前人所做的實(shí)驗(yàn)得知空氣過剩系數(shù)對燃燒速度有很大影響，尤其當(dāng)空氣過剩系數(shù)較低時(shí)（例如0.2～0.8），它對燃燒速率有更大的影響。控制空氣過剩系數(shù)就能控制燃燒溫度，而無煙煤的軟化溫度大約在1100℃左右。據(jù)此，本發(fā)明提出高爐噴煤分段控溫燃燒新方法、新設(shè)備。利用高爐本身具有1000℃左右熱風(fēng)特點(diǎn)，在風(fēng)口直管內(nèi)設(shè)置控溫燃燒器。該控溫燃燒器能控制與煤粉流混合的熱風(fēng)量，使該熱風(fēng)與煤粉流的混合物能達(dá)到煤粉燃點(diǎn)，同時(shí)又能控制煤粉燃燒速度。從該燃燒器流出的半燃燒產(chǎn)物與高爐直管中的熱風(fēng)再次混合，充分燃燒。該控溫燃燒器延長了煤粉在氧化氣氛中停留的時(shí)間。本方法使煤粉預(yù)熱、脫水、揮發(fā)份揮發(fā)、部分揮發(fā)份和碳的燃燒等過程在控溫燃燒器中進(jìn)行。這樣就提高了煤粉燃燒率，達(dá)到節(jié)能和更多地取代昂貴冶金焦的目的。

本發(fā)明在熱風(fēng)進(jìn)入高爐的風(fēng)口彎管和直吹管內(nèi)設(shè)置圓柱形控溫燃燒器，并固定在彎管上，其長度為1.2～1.5M。該燃燒器后端側(cè)壁面開有孔洞與該燃燒器外的高爐熱風(fēng)相通。該燃燒器內(nèi)有與輸煤管相聯(lián)的滑塊，滑塊由1Cr_１８Ni_９Ti耐熱不銹鋼制成。該滑塊可以調(diào)節(jié)孔洞的大小，以調(diào)節(jié)熱風(fēng)的進(jìn)入量。通過該滑塊，煤粉進(jìn)入控溫燃燒器，并在控溫燃燒器內(nèi)與進(jìn)入的熱風(fēng)混合燃燒。在直吹管上開有熱電偶插入孔，插入的熱電偶可以測量控溫燃燒器的外壁溫度，作為調(diào)節(jié)進(jìn)入熱風(fēng)量的參數(shù)。該熱電偶又支撐控溫燃燒器，以防止控溫燃燒器由于高溫蠕變而產(chǎn)生的彎曲。

由于本發(fā)明使煤粉的預(yù)熱、揮發(fā)份的揮發(fā)、部分揮發(fā)份和碳的燃燒在控溫燃燒器中進(jìn)行，而燃燒溫度又控制在煤粉軟化溫度以下，防止了煤的結(jié)渣和堵塞，擴(kuò)大了煤粉在氧化氣氛中的停留時(shí)間，與現(xiàn)有高爐噴煤技術(shù)相比，可提高燃燒率最高達(dá)25%。

參照附圖：在高爐風(fēng)口直管〔1〕內(nèi)設(shè)置控溫燃燒器〔2〕，該控溫燃燒器固定在彎管〔3〕上，控溫燃燒器后端側(cè)壁與該燃燒器外的高爐熱風(fēng)相通，通過控溫燃燒器內(nèi)的滑塊〔4〕調(diào)節(jié)熱風(fēng)進(jìn)入量。該滑塊與煤粉輸送管〔5〕相連，煤粉經(jīng)過該煤粉輸送管和滑塊進(jìn)入控溫燃燒器，并與進(jìn)入的熱風(fēng)混合。在控溫燃燒器中，煤粉進(jìn)行預(yù)熱、揮發(fā)份揮發(fā)以及部分揮發(fā)份和碳的燃燒。為達(dá)到控溫的目的，通過直吹管下側(cè)壁，由壁外插入熱電偶〔6〕。熱電偶〔6〕與控溫燃燒器外壁接觸，除測量溫度外，還起支撐控溫燃燒器的作用。由于該控溫燃燒器是由1Cr₂₁Ni₆Ti耐熱不銹無縫管制做的，又置于熱風(fēng)中，因此在控溫燃燒器內(nèi)外有對流傳熱作用，這對控溫燃燒器內(nèi)的各種過程及溫度控制有輔助作用。