喷吹煤粉对高炉冶炼的影响

喷吹煤粉对高炉冶炼的影响

1、炉缸煤气量增加，鼓风动能增加，燃烧带扩大。煤粉含碳氢化合物高，在风口前气化后产生大量H2，使炉缸煤气量增加，煤气中的H/C比值越高，增加的幅度越大，无疑也将增大燃烧带；H2的粘度和密度均小，穿透能力大于CO，部分煤粉在风管和风口内就开始脱气分解和燃烧，所形成的高温混合气流其流速和动能远大于全焦冶炼时的风速和动能，故喷吹煤粉后，风口面积应适当扩大，以保持适宜的煤气流分布。

2、理论燃烧温度下降，而炉缸中心温度均匀并略有上升。

理论燃烧温度下降的原因：①喷入煤粉量冷态进入燃烧带；②煤粉中碳氢化合物在高温作用下先分解再燃烧，分解反应吸收热量；③燃烧生成的煤气量增加。

炉缸中心温度上升的原因：①煤气及动能增加炉缸径向温度梯度缩小；②上部还原得到改善，热支出减少；③高炉热交换改善。

3、料柱阻力损失增加，压差升高

喷煤后焦炭负荷增加，料柱骨架减少，透气性和透液性降低；喷吹量较大时，炉内未燃煤粉恶化炉料和软熔带透气性；煤气量增加，阻损也要增加。综合上述因素，高炉喷煤后压差总是升高的。但是，由于炉料有效重量和H2的增加，又有利于炉料的下降，允许适当提高压差操作。

4、间接还原提高，直接还原降低

H2浓度增加以后煤气黏度降低，扩散速度和反应速度加快，促进了间接还原反应的发展。喷吹燃料后单位生铁炉料容积减少，使炉料在炉内停留时间增长，也改善了间接还原反应。又由于焦比降低，减少了焦炭与C02的气化反应面积，也降低了直接还原速度。富氧后CO浓度增加，更有利于间接还原反应进行。

5、热补偿

高炉喷吹燃料后理论燃烧温度降低，为保持正常的炉缸工作状态，需要进行热补偿，将理论燃烧温度控制在适宜的水平。如采用提高风温、降低鼓风湿度和富氧鼓风等措施。其中提高风温是最好的热补偿措施，因此，必须充分利用风温。

6、热滞后性

由于煤粉在风口区吸热分解，喷煤初期使炉缸温度降低，直至新增加的喷吹燃料发挥作用后（增加的煤气量和还原煤气浓度提高后改善了矿石的加热和还原，改善了矿石的加热和还原的炉料下达到炉缸后才开始提高炉缸温度）才能显出热量效果，此过程经过的时间就是热滞后时间。

7、未燃煤粉对高炉冶炼的影响

国外的研究结果表明：一定量的未燃煤粉（未燃半焦）与焦炭共存时，由于未燃煤粉气化反应速度是焦炭的3～4倍，所以未燃煤粉（未燃半焦）优先气化消失，使焦炭的劣化（焦炭参与直接还原后强度降低）受到抑制，有利于改善高温区炉料的透气性，对炉况顺行有利。因此，相应于某一喷煤量存在一个最佳燃烧率，或者说相应于某一燃烧率存在一个最佳喷煤量。如果未燃煤粉过多，又不能被充分利用，进入炉渣中会使炉渣的黏度增加，不利于炉况的顺行。