導讀：這是一篇完整優(yōu)秀的關(guān)于煤氣化論文范文，共有2100字符，題目是關(guān)于“焦爐煤氣強化燒結(jié)技術(shù)研究”的。向燒結(jié)料層噴入可燃氣體，試驗重點研究了不同條件下不同熱量補償比例對燒結(jié)指標的影響。

作者：高沛

摘要：在燒結(jié)料面噴入一定量的可燃氣體，在燒結(jié)負壓作用下，可燃氣體被抽入燒結(jié)料層并在料層中的燃燒層上部高溫段燃燒放熱，料層的最高溫度并不會升高，反而延長了料層中 1200～1400℃溫度區(qū)間的持續(xù)時間，從而提高了燒結(jié)礦的強度和還原性。

同時，由于減少了固體燃料配比， 使得燒結(jié)最高溫度降低，有利于復合鐵酸鈣的生成，從而改善燒結(jié)礦質(zhì)量。因此，控制燒結(jié)料層的最高溫度及合適的溫度區(qū)間對燒結(jié)生產(chǎn)和燒結(jié)礦質(zhì)量至關(guān)重要。向燒結(jié)料層噴入可燃氣體，試驗重點研究了不同條件下不同熱量補償比例對燒結(jié)指標的影響。

結(jié)果表明，噴入焦爐煤氣后，燒結(jié)礦質(zhì)量和冶金性能得到改善，燒結(jié)過程均勻性得到改善，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、粒徑、還原性等指標大幅度提高，有利于高爐冶煉;同時，采用該技術(shù)后， 減少了燒結(jié)固體燃料配入量，降低了燒結(jié)過程CO2 的排放。

關(guān)鍵詞：焦爐煤氣;強化燒結(jié);燃燒層;熱量補償

日本 JFE 鋼鐵公司開發(fā)了在燒結(jié)礦表面噴入液化天然氣燃料技術(shù)，該技術(shù)可在不增加焦粉配比的前提下提高燒結(jié)礦質(zhì)量。其原理是從燒結(jié)機料層表面噴灑低于著火濃度的焦爐煤氣，在燒結(jié)負壓作用下，焦爐煤氣被抽入到燒結(jié)礦層，當?shù)竭_燒結(jié)燃燒層上方高溫區(qū)時發(fā)生燃燒反應，提供新的高溫區(qū)，

減緩了燒結(jié)高溫區(qū)物料的冷卻速度，延長了新生成的燒結(jié)礦在高溫區(qū)的保持時間，從而提高燒結(jié)礦強度。相應減少的固體燃料配入量則使固體燃料燃燒產(chǎn)生的高溫區(qū)的最高溫度降低，有助于改善燒結(jié)礦的還原性。

1、實驗原理及實驗方法

1.1 實驗原理

氣體燃料輔助燒結(jié)技術(shù)原理:在燒結(jié)料面噴入一定量的可燃氣體，在燒結(jié)負壓的作用下，可燃氣體被抽入燒結(jié)料層并在料層中的燃燒層上部被燃燒放熱，從而拓寬了燒結(jié)的燃燒層，延長了高溫保持時間;同時，由于減少了燒結(jié)固體燃料比例，

一方面使得燒結(jié)最高溫度降低，更適合于強度和還原性能更優(yōu)的復合鐵酸鈣組分的生成，從而改善燒結(jié)礦質(zhì)量;另一方面大大降低了CO2 排放。基于以上情況，梅鋼公司在實驗室分別開展了向燒結(jié)料面噴吹 LNG 和COG 的燒結(jié)杯試驗研究。

1.2 實驗方法

(1)噴吹 LNG 試驗

該實驗重點研究不同固燃配比、不同氣體流量、不同通氣時間等情況下噴吹LNG 對燒結(jié)指標的影響。試驗結(jié)果表明:固體燃料配比由基準期 5.4%降至 4.9%，噴吹 LNG 后， 對改善燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、成品率、利用系數(shù)和固體燃耗等指標有積極作用。

1.3 噴吹COG 試驗

在噴吹 LNG 試驗基礎(chǔ)上，燒結(jié)杯試驗重點考察不同固燃配比、不同噴吹時間、不同COG 流量(即不同補充熱量比例)等情況下噴吹COG 對燒結(jié)礦指標的影響。

試驗結(jié)果表明: 在燒結(jié)過程中噴吹一定量的COG 后，不但可以降低燒結(jié)礦固體燃耗，而且對于提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度、成品率和利用系數(shù)等均有積極影響; 燒結(jié)礦R I 、R DI+3.15 指標均提高1.3%～2.0%

2、生產(chǎn)結(jié)果分析

2.1 噴吹COG 對燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的影響

噴吹COG 后，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)較基準期提高 0.31%。運用 Minitab 工具對數(shù)據(jù)過程能力進行檢驗分析，P 值=0.024<0.05，說明試驗期轉(zhuǎn)鼓指數(shù)與基準期存在明顯差異，轉(zhuǎn)鼓

指數(shù)過程能力指數(shù)提高 0.40，說明燒結(jié)過程均勻性得到改善。這主要由于噴吹COG 后， COG 在燒結(jié)料層的燃燒層上部燃燒放熱，降低了上部燒結(jié)礦的冷卻速度，延長了適合燒結(jié)溫度的持續(xù)時間及擴大了該溫度帶的寬度，有利于鐵酸鈣組分的生成;同時，

使熱量不足的燒結(jié)料層上部得到了熱量補償，獲得的熱量高于燒結(jié)過程的平均熱量和原工藝料層上部獲得的熱量，燒結(jié)料層下部的熱量和冷卻速度適宜，燒結(jié)料層上下部溫度更趨向均勻，保證了上層燒結(jié)礦足量的熔融液相的生成，對固相有良好的浸潤與礦化作用。

2.2 噴吹 COG 對燒結(jié)礦 5～10mm 比例的影響

噴吹 COG 后，燒結(jié)礦 5～10mm 比例較基準期降低 2.11%。運用 Minitab 工具對數(shù)據(jù)過程能力進行檢驗分析，P 值=0.005<0.05， 說明試驗期 5～10mm 比例與基準期存在明顯差異，5～10mm 比例過程能力指數(shù)提高 0.48， 說明燒結(jié)過程均勻性得到改善。

2.3 噴吹COG 對燒結(jié)礦平均粒徑的影響

噴吹COG 后，燒結(jié)礦平均粒徑較基準期提高了 1.08mm。運用 Minitab 工具對數(shù)據(jù)過程能力進行檢驗分析，P 值=0.001<0.05，說明試驗期平均粒徑與基準期存在明顯差異， 平均粒徑過程能力指數(shù)提高 0.60，說明燒結(jié)過程均勻性得到改善。

這主要由于噴吹 COG 后，延長了超過 1200℃料層的持續(xù)時間，提高了 SFCA 的液相轉(zhuǎn)換率及 1～5mm 孔隙熔合率，降低了燒結(jié)礦玻璃相硅酸鹽及燒結(jié)礦小粒徑比例。

2.4 噴吹COG 對固體消耗的影響

噴吹COG 后，燒結(jié)礦固體單耗較基準期降低了 4.68kg/t。運用 Minitab 工具對數(shù)據(jù)過程能力進行檢驗分析，P 值=0.000<0.05，說明試驗期固體消耗與基準期存在明顯差異， 噴吹COG 后，固體消耗降低的主要原因是噴吹的COG 在燃燒帶上部放熱，減少了燒結(jié)原料中固體燃料的配入量。

2.5 噴吹COG 對內(nèi)返礦率的影響

噴吹COG 后，與基準期相比，試驗期燒結(jié)礦內(nèi)返礦率均值上升了 0.13%，但 P 值=0.440>0.05，說明試驗期內(nèi)返礦率與基準期無明顯差異。

2.6 噴吹COG 對槽下返回率的影響

噴吹COG 后，與基準期相比，試驗期燒結(jié)礦槽下返回率均值降低 0.48%，但 P 值=0.507>0.05，說明試驗期槽下返回率與基準期無明顯差異。

2.7 噴吹COG 對綜合成品率的影響

噴吹COG 后，與基準期相比，試驗期燒結(jié)礦綜合成品率均值提高了 0.90%，但 P 值=0.337>0.05，說明試驗期綜合成品率與基準期無明顯差異。噴吹COG 前后，燒結(jié)礦內(nèi)返礦率、槽下返回率、綜合成品率差異性不明顯，可能與統(tǒng)計數(shù)據(jù)量少有關(guān)。

2.8 噴吹COG 對 RI、RDI 的影響

噴吹COG 后，燒結(jié)礦 RI 提高 3.19%，主要是因為噴吹COG 氣體后，固體燃料消耗降低，燒結(jié)過程還原氣氛減弱，氧化氣氛增強， 有利于燒結(jié)礦強度和還原性較好的鐵酸鈣組分生成，從而使燒結(jié)礦 RI 指數(shù)得到改善;燒結(jié)礦 RDI 提高 1.40%，雖然幅度不大，但燒結(jié)礦RI 指數(shù)在大幅改善的情況下，低溫還原粉化指數(shù)沒有惡化已屬難得。

總結(jié)

焦爐煤氣強化燒結(jié)技術(shù)對改善燒結(jié)礦質(zhì)量及相關(guān)經(jīng)濟技術(shù)指標有積極作用，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、5～10mm 比例、平均粒徑、RI、RDI、固體消耗、綜合成品率等指標有較大幅度改善，有利于高爐操作和高爐經(jīng)濟技術(shù)指標的提升。

燒結(jié)過程均勻性得到改善，指標穩(wěn)定性增強，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、5～10mm 比例、平均粒徑、固體消耗、綜合成品率等五項指標的過程能力指數(shù)明顯提高，內(nèi)返礦率、槽下返回率、綜合成品率等三項指標改善明顯性不強，這與數(shù)據(jù)統(tǒng)計量較少有關(guān)。

固體消耗的降低，減少了 CO2 的排放。3 號燒結(jié)機降低CO2 排放約 2.4 萬t/a，環(huán)境效益明顯。因此，合適的焦爐煤氣使用量和噴吹方式非常重要，COG 噴吹總量和噴吹分配方式的不同對燒結(jié)指標有影響，還需進一步改進優(yōu)化， 尋找更佳工藝參數(shù)。

參考文獻

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