高爐用燃料課件

第三章、高爐用燃料一

、焦炭在高爐冶煉中的作用1.發(fā)熱劑：焦炭在風(fēng)口前燃燒放出熱量，使高爐冶煉所需熱量的主要來(lái)源，高爐冶煉消耗的熱量有70-80%來(lái)自燃料。2.還原劑：焦炭中的C

和焦炭燃燒產(chǎn)生的CO

都是將鐵及其他氧化物中的還原劑。3.料柱骨架：焦炭從入爐到燃燒，既不軟也不融化，焦炭多孔，可改

善料柱的透氣性4.滲碳：二、

焦炭的化學(xué)性質(zhì)1.固定碳和灰分：固定碳是焦炭所含碳元素總量的稱(chēng)呼，(1)降低灰分的益處：①降低灰分，可提高固定碳含量，發(fā)熱值大，還原劑多，

利于降低焦比。②灰分少，使焦炭耐磨強(qiáng)度提高，粉末減少。③灰分少，減少熔劑消耗，使渣量減少，焦比降低，產(chǎn)量

提高。(2)降低灰分途徑：

減少煉焦用煤的灰分，提高洗煤質(zhì)量。一般焦炭中固定碳含量82%～84%灰分含量：11%～15%

焦炭灰分增加1%焦比升高2%產(chǎn)量降低3%2.

硫和磷：

焦炭中的硫和磷都是有害元素，存在于焦炭的

灰分之中o(1)硫和磷含量要低.(2)含硫量對(duì)高爐冶煉的影響.焦炭中含硫高，熔劑用量增加，渣量升高，焦比增加.鞍鋼：硫升高0.1%,焦比升高1.2-2.0%,產(chǎn)量降低2%。我國(guó)焦炭含硫較低，

一般0.5～1.0%,

含磷一般低于0.05%3.揮發(fā)分：

0.7-1.2%(1)揮發(fā)分是煉焦過(guò)程中未分解揮發(fā)完的有機(jī)物質(zhì)有：

碳、氫、氧及少量硫和氮。(2)揮發(fā)分是衡量焦炭成熟程度的指標(biāo)。4.水分：水分要穩(wěn)定，以免引起高爐熱制度的波動(dòng)。焦

炭

的

物

理

性

質(zhì)、焦

炭

的

物

理

性

質(zhì)

包

括

機(jī)

械

強(qiáng)

度

，

篩

分

組

成

，氣

孔

度

等1.

機(jī)械強(qiáng)度：指焦炭的耐磨性和抗沖擊能力，抗壓強(qiáng)度。測(cè)量焦炭強(qiáng)度方法：轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)用大于40mm

的焦炭占焦炭試樣的重量百分?jǐn)?shù)作

為破碎強(qiáng)度指標(biāo)。

用

M40

表示。用小于10mm

的焦炭占焦炭試樣的重量百分?jǐn)?shù)作為耐磨強(qiáng)度指標(biāo).用

M10

表示。焦炭的抗壓強(qiáng)度：9.81-14.71

MPa2.篩分組成：<10mm

粒度的焦炭要少，中級(jí)粒度(25-60mm)

占比例要大，大粒度要少。3.

氣孔度：表示在全部焦炭體積中氣孔所占

的體積百分?jǐn)?shù)。(1)氣孔度=(1-假比重/真比重)×100%真比重：1.85-1.9

假比重：0.85-1高爐用焦炭的氣孔度：45-53%(2)氣孔度對(duì)冶煉的影響：氣孔度高，可改善焦炭的反應(yīng)性能氣孔度過(guò)高，會(huì)影響焦炭的強(qiáng)度

焦炭的理化性質(zhì)1.燃

燒

性

：是指焦炭與氧在一定溫度條件下反應(yīng)生成CO。

的速度，即燃燒速度。2.

反

應(yīng)

性

：是指焦炭在一定溫度條件下與CO。

作用生成CO

的反應(yīng)焦炭的高溫性能包括：反應(yīng)性

(CRI)

和反應(yīng)后強(qiáng)度(CSR)CRI

每降低1%,

CSR

就增加1.45%高

爐

冶

煉

對(duì)

焦

炭

的

質(zhì)

量

要

求九

、1

、

含碳量要高，灰份要低；2、

硫、磷雜質(zhì)要少；3

、化學(xué)成份要穩(wěn)定；4、

強(qiáng)度好，

粉末少，粒度均勻；5

、

水分要少、穩(wěn)定。六

.

焦炭生產(chǎn)流程：·

洗煤、配煤、煉焦和產(chǎn)品處理工序。·

(一)煤的性質(zhì)：·

1、煤的化學(xué)成分·煤的化學(xué)成分主要包括碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分。

煤的主要可燃元素是碳：約為65%-95%,

其次是氫：約

為2%-7%,氧：3%-5%,有時(shí)高達(dá)25%,氮：1%-2%,

硫1%,灰分和水分為煤的惰性質(zhì)。1、

煤的化學(xué)成分·

1)、碳和氫：·

碳是煤中的最主要組成元素，隨煤化程度的升高而增加?！?/p>

泥炭：50～60%褐煤：60～77%煙煤：74～92%無(wú)煙

煤：90～98%·

氫是煤中第二個(gè)主要組成元素，隨煤化程度的升高而逐漸減少。兩種形式：與碳、硫結(jié)合的氫，叫可燃?xì)浠蛴行?，與氧結(jié)合的氫為化合氫?！?/p>

2)、氮：·

惰性元素，高溫下，氮與氧結(jié)合成NO,污染大氣。1、煤的化學(xué)成分·

3

)

、

氧

：·

是煤中的有害元素，氧含量隨煤化程度的升高而迅速降低。·

4)、硫的存在形態(tài)：有機(jī)硫、硫化物和硫酸鹽三種，有機(jī)硫、硫化物為可燃硫。1、

煤的化學(xué)成分·

5)、水分：·

按結(jié)合狀態(tài)分：游離水和結(jié)合水。煤的工業(yè)分析只測(cè)定游

離水?！?/p>

按存在形態(tài)分兩種類(lèi)型：外在水分和內(nèi)在水分?！と郑好旱耐庠谒趾蛢?nèi)在水分的總合·

6)、灰分：·是煤中不能燃燒的礦物質(zhì)，是有害成分，使煤發(fā)熱量降低。2、

煤的種類(lèi)·

煤是由不同地質(zhì)年代的植物經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的地質(zhì)作用而形成的?！?/p>

根據(jù)成煤植物的不同分為腐植煤(高等植物生成的)和腐泥煤(有低等植物生成)兩種?！?/p>

腐植煤按變質(zhì)程度(煤化程度)

分為泥煤、褐煤、煙煤及無(wú)煙煤四種。

褐煤是變質(zhì)程度較低的煤，煙煤是變質(zhì)程度較高的煤，而無(wú)煙煤是變質(zhì)程度最高的煤。

揮發(fā)分不

大于10%為無(wú)煙煤；揮發(fā)分大于10%又小于37%為煙煤；

揮發(fā)分不小于37%為褐煤。2、煤的種類(lèi)·

用于煉焦的主要是煙煤。煙煤根據(jù)地質(zhì)年代的長(zhǎng)短和變質(zhì)程度的高低，可以分為：長(zhǎng)焰煤、氣煤、

肥煤、焦煤、瘦煤及貧煤六種。

·采出的原煤在煉焦之前要先進(jìn)行洗煤，以降低煤中所含灰分和其它雜質(zhì)?！?/p>

噴吹用煤屬于非粘性煤，有無(wú)煙煤、煙煤中的貧煤、長(zhǎng)焰煤以及褐煤(二)煉焦配煤·

1、煉焦用煤的特點(diǎn)·

(1)長(zhǎng)焰煤：結(jié)焦性差，無(wú)法單獨(dú)成焦.·

(2)氣煤：可產(chǎn)生較多膠質(zhì)體，但熱穩(wěn)定性差，易分解，單獨(dú)成焦焦炭易碎·

(3)焦煤：具有中等揮發(fā)分和中等膠質(zhì)層，加熱可得到穩(wěn)定性好的膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦，焦炭耐磨性好，配煤加入提

高焦炭強(qiáng)度.1、煉焦用煤的特點(diǎn)·

(4)肥煤：可產(chǎn)生大量膠質(zhì)體，有很強(qiáng)的粘結(jié)性，是配煤的基礎(chǔ)煤.·

(5)瘦煤：揮發(fā)分低，膠質(zhì)體少，配煤加入可提高塊度.·

(6)貧煤：有揮發(fā)分，無(wú)膠質(zhì)和粘結(jié)性，配煤加入，可作瘦化劑.·

配煤是將各種結(jié)焦性能不同的煤按一定比例配合煉焦，

在保證焦炭質(zhì)量的前提下，擴(kuò)大煉焦用煤使用范圍，且盡可

能地得到一些化工產(chǎn)品。2、

配煤要求；

·

灰分：<10-12%,全部進(jìn)入焦炭·

硫

+1.0-1.2%,·

揮發(fā)分：25-30%

揮發(fā)分高，焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量高，可提高化工產(chǎn)品的產(chǎn)量，但高揮發(fā)性煤的結(jié)焦性

差，從而使焦炭的強(qiáng)度變差。·

膠質(zhì)層厚度：15-20mm.·

水分：

7~10%(三).結(jié)焦過(guò)程：·

煉焦是將配合好的煤料，裝入炭化室，在隔絕空氣的條件下通過(guò)兩側(cè)的燃燒室加熱干餾，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，最后形

成焦炭。

·

結(jié)焦過(guò)程分為以下幾個(gè)階段：·

1)干燥階段：50-200℃,濕煤中的水分開(kāi)始蒸發(fā)干燥，結(jié)晶水蒸發(fā)，氣體

(CH4、CO2、H2S)

揮發(fā).·

2)部分焦油餾出階段：200-350℃,結(jié)晶水和有機(jī)物分解，產(chǎn)生CH4

、CO

、CO2

、H2O

氣體。放出部分焦油。(三).結(jié)焦過(guò)程：·

3)膠質(zhì)體形成階段：350-400℃,分解出大量的焦油蒸汽，高沸點(diǎn)液體和殘留固體，形成具有一定粘度的膠質(zhì)

體

.·

4)膠質(zhì)體固化(450-500℃)和半焦形成(500-650℃):·

450-500℃時(shí)膠質(zhì)體開(kāi)始固化，結(jié)成半焦；500-650℃時(shí)半焦收縮產(chǎn)生收縮裂紋，分解出甲烷和氫，膠質(zhì)體鼓出氣泡，形成固定的氣孔。·

5)成焦階段：650-950℃,放出H2,

半焦中析出重焦油，最后形成焦炭.(四)、產(chǎn)品處理·

1、熄焦·

由爐內(nèi)推出的紅熱焦炭產(chǎn)品送去熄火。熄焦的方法有干、濕熄焦法·

干法熄焦：

將熾熱的焦炭放進(jìn)熄焦室內(nèi)，用惰性氣體循環(huán)回收焦炭中的物理熱。干法熄焦焦炭裂紋少，機(jī)械強(qiáng)度高，

且避免高爐因焦炭水分波動(dòng)引起故障。·

濕法熄焦：

把紅熱的焦炭運(yùn)至熄焦塔，用高壓水噴淋，其中一部分水吸熱蒸發(fā)，另一部分將吸附到焦炭表面?；拿簹狻悍蛛x器—初冷器—

電捕焦油器—洗奈塔一脫硫塔一洗氨塔—洗苯塔一鼓風(fēng)機(jī)奈餾分

硫磺

含氨產(chǎn)品

粗苯

凈煤氣蒸餾苯、甲苯、二甲苯、溶劑油酚、

奈、油類(lèi)、瀝青(四)、產(chǎn)品處理·

2、化學(xué)產(chǎn)品回收焦油氨水澄清槽焦油

氨水

蒸餾七、其它煉鐵燃料1、

焦炭代用品：1)無(wú)煙煤2)熱壓型焦：3)冷壓型焦：2、噴吹燃料：1)氣體燃料：

天然氣或焦?fàn)t煤氣.2)液體燃料：

重油、柴油、焦油、瀝青.3)固體燃料：

無(wú)煙煤、煙煤、焦粉4)對(duì)噴吹燃料的要求：①燃料中