高炉大喷煤条件下煤粉中硅的转移动力学研究.pdfVIP

维普资讯 ·5O · 梅 山科技 2004年第 3期 高炉大喷煤条件下煤粉中硅的转移动力学研究 Y．Matsui S．Mori F．Noma 摘要：随着高炉大喷煤操作的不断改进 ，铁水中的含 Si量有逐渐增加的趋势。这一现象 已无法用传统的预测模型来解释 ，因为它不能区分焦炭及煤粉对铁水 中含 Si量的不同影响。 关于煤粉中siO的气化反应，则在还原气流条件下，对压实装在坩埚 中生成 siO^．的过程进 行了基础试验。此外，对高炉 中发生的Si转移，测定了大喷煤条件下煤粉 中SiO( 的生成速 率，并研究了煤粉对铁水中ESi]的影响。进而可以在实际炉子操作中测出与煤种变化有关的 铁水 中[Si]的变化量。 1 引言 测出与焦炭中由SiO 生成 SiO速率相对应的煤 关于 Si在铁水 中发生的转移反应，已经进行 粉灰分中由SiO 生成 SiO的速率。 了包括热力学、动力学及操作分析在内的多方研 究。但随着高炉大喷煤操作的不断改进 ，铁水 中 的Si含量趋于增加。而这种现象已无法用传统 的预测模型来解释，因为它在测定焦炭及煤粉对 铁水中ESi]的影响时，得出的结论是相同的。而 对于通过增加软熔带高度或降低脱硅速率使煤粉 中SiO 向铁水的转移优先于焦炭的操作 ，早已有 所报道。但有关煤粉中SiO 生成 SiO的气化反 图1 高炉下部发生的Si转移 应研究，至今仍未得出全面定量的研究结论。 近期的研究中，在还原气流条件下对压实装 2．1 试验方法 在坩埚 中的煤粉半焦试样 中生成 SiO气 的过程 为了模拟从高炉风 口回旋区附近煤粉灰分中 进行了基础试验。并在考虑煤粉灰分及炉渣成分 由SiO 生成 SiO的工艺，用于试样的煤粉半焦应 中SiO 含量的情况下，推导 出其反应速率。此 预先进行燃烧。制好的试样 (10g)压实装在氧化 外，就高炉发生的 si转移，测定 了大喷煤条件下 铝坩埚内(内径 40mm)，并在 CO气流 中进行加 煤粉中SiO气的生成速率，同时还研究了煤粉对 热(2L／min)。加热条件包括 ：加热速度为 1O℃／ 铁水中Esi]的影响。 min，保温温度为 1500℃和 1600℃，保温时间为 1，2和 3h。此外，考虑到CO气体 中微量 的含氧 2 喷吹煤粉中Si转移的试验研究 量，则在坩埚下部填充了石墨(层厚 80mm)。 图 1为 Si到铁水的转移路线图。其 中左 图 表 1为用于试样的煤粉半焦的化学组成。其 为在 200kg／t·Fe喷煤 比下 ，铁水 中 Si的输入 中采用了具有不同初始燃烧比和不同碳含量的半 量。Si的转移二维模型表明：焦炭中由SiO 生成 焦。为了研究煤粉半焦的灰分组成对 SiO气生 SiO的速率大约是炉渣中的4O倍 ，且焦炭灰分中 成反应速率的影响，将溶解于硝酸水溶液中的氢 的SiO 是 SiO生成的