[發(fā)明專利]通過計算等效灰分值對高爐噴吹燃料進行優(yōu)化選擇的方法

有效

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• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN112011659B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 王廣偉;邵久剛;寧曉鈞;張建良
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;G16C20/20
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 戴寶松

本發(fā)明提供了一種通過計算等效灰分值對高爐噴吹燃料進行優(yōu)化選擇的方法。首先根據(jù)高爐噴吹燃料中灰分的堿度和鎂鋁比與爐渣的堿度和鎂鋁比保持平衡，計算得到所述灰分中CaO和MgO的等效含量；然后根據(jù)灰分中CaO和MgO的等效含量及有用成分CaO、MgO和Fe₂O₃的含量，計算得到高爐噴吹燃料的等效灰分值；最后根據(jù)等效灰分值的高低，選取等效灰分值較低的高爐噴吹燃料進行高爐噴吹，可以減降低高爐冶煉渣量和燃料比。本發(fā)明解決了高爐噴吹煤粉優(yōu)化選擇利用的問題，充分考慮高爐噴吹燃料中灰分的不同組分在高爐造渣過程中的作用，以高爐冶煉爐渣成分穩(wěn)定為重要參考指標，為高爐噴吹煤粉的優(yōu)化選擇提供了重要的指導。

技術領域

本發(fā)明屬于高爐煉鐵技術領域，尤其涉及一種通過計算等效灰分值對高爐噴吹燃料進行優(yōu)化選擇的方法。

背景技術

高爐冶煉是目前世界上最為重要的煉鐵生產技術，其生鐵產量占世界總產量的95％以上。相比于非高爐煉鐵新技術，高爐冶煉需要消耗大量的焦炭等燃料，使得煉鐵生產過程能耗高、污染物釋放量大，鐵水成本居高不下。高爐噴吹技術的優(yōu)化是目前降低煉鐵生產成本、減少高爐冶煉工藝污染物排放的重要環(huán)節(jié)。在世界范圍內，高爐噴吹燃料的種類包括無煙煤、煙煤、褐煤等多種煤種，目前生物質、廢塑料、廢橡膠、低階煤熱解半焦及其它可燃固態(tài)燃料，以及蘭炭/提質煤作為低階煤中低溫熱解的產物也普遍應用到高爐噴吹工序當中。不同鋼鐵企業(yè)根據(jù)地域和資源的優(yōu)勢，選擇其中的一種或多種燃料進行混合搭配使用，以期能夠最大限度的實現(xiàn)以煤代焦和降低煉鐵生產成本。

不同級別高爐對噴吹煤粉質量有不同的要求，在《高爐富氧噴煤技術規(guī)范》(GB/T3969-2017)國家標準中規(guī)的高爐噴吹煤粉灰分不超過12％。按照目前國內高爐噴吹煤粉量平均值在150kg/tHM計算，噴吹煤帶入高爐的灰分量最高可達到18kg/tHM，高爐噴吹煤粉的灰分最終大部分進入爐渣，渣量的增加勢必造成燃料比的升高。按照渣量每增加10kg/tHM，高爐燃料比上升4kg/tHM計算，高爐噴吹煤粉灰分含量每變化1％，影響燃料比達到2.5-3.0kg/tHM。因此，高爐噴吹煤粉灰分含量的高低對高爐冶煉的經濟技術指標有重要影響。為此目前煉鐵生產者希望高爐噴吹煤粉中灰分的含量盡量低，然而灰分含量的降低勢必造成煤粉洗煤成本的升高，進而對煤粉采購價格產生影響。因此，如何確定高爐噴吹煤粉合理的灰分含量成為煉鐵生產所面臨的重要問題之一。

此外，高爐噴吹煤粉灰分的組成對高爐冶煉也會產生一定的影響。高爐噴吹煤粉中灰分的組成主要包括SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃及少量其它氧化物，不同組分在高爐成渣過程中的作用也不同。其中作為酸性氧化物的SiO₂和Al₂O₃不參與高爐內還原反應，直接進入高爐爐渣。如果煤粉灰分中含有較高的SiO₂和Al₂O₃，此時需要向高爐中額外添加熔劑(如CaO和MgO)進行造渣，使其能夠滿足高爐爐渣的堿度和鎂鋁比要求。因此，煤粉灰分中的CaO和MgO能夠作為熔劑參與到高爐的造渣過程，如果高爐噴吹煤粉灰分中含有較多的CaO和MgO，其能夠減少高爐熔劑的使用量，對降低高爐冶煉的渣量和燃料消耗具有積極意義。煤粉灰分中的Fe₂O₃參與還原反應，生成的金屬鐵可以減少噸鐵冶煉的礦耗和渣量。煤粉中少量的其它氧化物對高爐冶煉的造渣過程及渣量影響較小。

有鑒于此，為了更為精確的表征高爐噴吹燃料灰分對高爐冶煉的影響，本發(fā)明充分考慮高爐噴吹燃料中灰分的不同組分在高爐造渣過程中的作用，并根據(jù)高爐噴吹燃料中灰分的堿度和鎂鋁比與爐渣的堿度和鎂鋁比保持平衡，計算等效灰分值，以高爐噴吹燃料中的等效灰分值對高爐冶煉的影響進行評價，從而實現(xiàn)高爐噴吹燃料的優(yōu)化選擇。

發(fā)明內容