利用含碳乳化液代替天然气高炉冶炼可行性评价.pdfVIP

8 现 代 冶 金 2013年第 1期 利用含碳乳化液代替天然气高炉冶炼的可行性评价 (俄罗斯)r．M．~pymrmaa等 摘 要：在高炉冶炼中用其它添加物作燃料来代替天然气是一个迫切的问题 ，建议利用含碳乳化液(煤粉、重油和 水)作为补充燃料。通过对风El区的热制度、风I：1煤气还原态势和高炉上部热交换过程变化的评价，表明了利用含 碳乳化液替代天然气的工艺可能性。 关键词：天然气；含碳乳化液；燃料添加物 当今，在高炉复合喷吹冶炼方面积累了大量的 上部热交换过程的规律性；预测含碳乳化液代替天 经验(利用天然气、煤粉、重油及其他燃料添加物)， 然气条件下焦炭的减少量。 大大减少了稀缺焦炭的用量。但是，也形成了这样 表 1 冶炼钒生铁和炼钢生铁高炉的生产指标 的局面，要求重新考虑工业企业的热平衡问题，特别 是在冶金行业，都是动力消耗很大的工序，最大限度 地节约天然气成为了迫切的问题。在这方面强劲的 需求不只限于俄罗斯，世界各国都如此。所以，完善 利用天然气代替物的高炉冶炼工艺获得了足够的重 视。 在利用补充燃料代替天然气时，存在如下问题： 由于必须要为将这些燃料准备好并送人高炉而带来 的设备复杂化；风口区理论燃烧温度的提高，在利用 天然气时，要补偿碳氢化合物分解时的热量消耗；首 先要根据风 口区的还原煤气量而发生的风 口煤气和 炉顶煤气组成变化，沿高炉高度热交换过程渗透特 性的变化，因为在利用复合喷吹(没有天然气)时， 完全有可能改变炉料和煤气流的热容。 不用天然气高炉冶炼时的这些复杂状态，可通 过加入含碳乳化液燃料添加物来避免。 这些乳状液的主要成分是煤粉、重油和水分，调 节这些成分的组成比例，可以控制风 口区的温度制 度、沿高炉高度的热交换制度，改变还原煤气量，利 用乳化液预热时的物理热，影响风 口煤气的动能。 此外，在改变乳化液中煤粉、重油的比例时，还有可 能扩大适宜于高炉冶炼用煤的标号范围。 考虑到这些事实，在冶炼炼钢生铁和钒生铁条 件下，利用含碳乳化液而不用天然气工作制度下进 行了高炉转换计算，这对于乌拉尔工厂很贴近现实， 下塔吉尔钢铁公司高炉生产的原始数据列于表 1。 在冶炼钒生铁时，理论加热温度的计算，是在利 计算结果和分析是按照下列方案完成的：确定 用推荐的乳化液代替天然气的方案下进行。乳化液 加热的理论温度水平，评价风 口区还原态势和高炉 的组成(总量％)：70％的煤、15％的重油和 15％的 2013年第 1期 9 水，结果列于表 2。用方案 l一5表明了这些计算部 的含碳乳化液用量的计算。从而确立了在利用含碳 分。令人感兴趣的是，上述方案中利用原始数据条件 乳化液的条件下，含碳乳化液用量为 150kg／t铁(方 下，理论加热温度实际并未改变(2105～2135℃)， 案6)，将会保证加热到如此理论温度水平。这样，可 处于较高的水平O其次，由于在冶炼钒生铁时，容许 以确定，在冶炼钒生铁时，所有研究工艺方案都符合 理论加热温度降低到2000℃，进行了实现这种条件 基本的要求 (理论加热温度下I2000℃)。 表2 利用含碳乳化液理论加热温度计算结果 tⅡ一鼓风温度；WⅡ一鼓风水分 后续的计算阶段，确定含碳乳化液代替天然气 燃烧热 Q 2819kJ／kg；重油成分％：A ．O5， 的炼钢生产冶炼的理论加热温度(见表 2)，在这种 C_86．94，H一12．09，S-_o．33，(O+N)__o．59； 制度下，还可完成含碳乳化液代替天然气高炉冶炼 QHr__41．93MJ／kg。天然气里含有 95．3％CH 、 条件下逐步取代天然气的变化过程。需要指出的 0．3％CO2、4．4％N2。 是，方案6是利用含碳乳化物冶炼