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焦炭高炉炼铁的技术发展焦炭焦炭高炉炼铁《资讯》

发布时间:2020-08-17 11:59:19 阅读: 来源:过滤机厂家

高炉炼铁对冶金焦炭传统的认识是要求焦炭反应性越来越低,反应后强度越来越高。但是随着高炉的大型化和喷吹煤粉比例的提高,综合国内外学者的研究结果,焦炭在高炉内的四大作用(热源、还原剂、铁水渗碳剂和骨架),除骨架作用外,其他三大作用都需要较好的反应活性,也就是说反应性高是有益的。而所谓骨架作用,其实质是要求反应后不产生过量的粉影响透气和透液性。因此,今天我们有必要重新认识焦炭与CO2的反应性。  20世纪主要用反应性表达焦炭在高炉抗CO2的气化溶损能力,反应性高、反应后强度低对高炉生产不利。进入21世纪,新日铁提出反应性只是表达了焦炭的活性,认为提高反应性可以提高高炉反应效率,对高炉生产有利。这说明高炉内反应极其复杂且是个“黑匣子”,不同时期认识水平不同,认知也会完全相反。  焦炭从常温入炉,在下降过程中与煤气进行热交换,在升至850℃前与CO2的气化溶损反应极少。当焦炭在炉内继续下降而温度升至850℃~1100℃,开始与CO2产生气化溶损反应时,温度低,CO2浓度也低,且随温度升高,CO2降低,温度和CO2浓度综合作用产生的溶损量较低。焦炭进入软熔带,温度升至1100℃~1400℃,炉腹上升的煤气中几乎无CO2。软熔带主要是直接还原碳耗,其实质也是气化溶损反应,只是还原过程中形成的CO2在高温下完全与碳反应又生成CO。也就是说,在此区域碳与CO2的反应速度取决于铁矿的还原性能,反应失重率取决于直接还原度。  在喷吹煤粉的高炉内,风口喷吹的煤粉并不能完全燃烧,随喷吹煤粉的性质、鼓风温度和富氧率变化,未燃煤粉率有20%~30%的变化。上升的煤气将未燃煤粉带上软熔带,未燃煤粉粒度小、比表面大,与CO2的反应活性是焦炭的2倍~10倍,先于焦炭与CO2发生气化反应,替代了部分焦炭供直接还原耗碳,保护了焦炭。焦炭下降至风口回旋区,不完全燃烧生成CO。日本的研究结果表明,高强度(基质)、高反应性有益于抗粉化,改善死料柱的透气和透液性。  有相关文献根据计算分析提出,鼓风条件、喷煤量、煤粉性能等对煤粉燃烧率都有十分显著的影响,未燃煤粉完全消耗控制了高炉喷煤极限。综合相关文献的参数,研究者计算了宝钢集团内5座2500m3以上高炉(高炉未燃煤粉率约30%)某个月的碳平衡。结果表明,不论高炉大小、利用系数高低、喷吹煤粉多少,当直接还原度低于0.4时,焦炭进入风口回旋区前的失重率基本都在20%以内。  反应温度。为了研究温度对反应速度及反应后强度的影响,研究者选择了4种性质不同的焦炭,采用100%浓度CO2,分别进行了900℃两小时、1000℃20%失重率、1100℃20%失重率和传统两小时的反应性及反应后强度试验。结果表明:1100℃的反应速度是1000℃反应速度的1.5倍~3倍,1000℃的反应速度是900℃反应速度的3倍左右,表明温度对焦炭与CO2反应的影响十分显著,900℃时反应速度差异不大。不同温度下,焦炭反应后强度与反应失重率仍然呈现很好的负线性相关,与相同温度下反应后强度与反应失重率关系一致,表明温度对反应后强度影响不明显。  不同焦炭的反应后强度与反应失重率相关线斜率不同,反应性低的焦炭斜率较反应性高的焦炭斜率低,也说明不同温度下炭质不同反应模式也不同,反应失重率对反应后强度影响不同。  (原标题:焦炭高炉炼铁的技术发展)

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