關于入爐焦炭質量及其粒度大小對鼓風爐爐況的影響分析*

陶學虎

(云南瀾滄鉛礦有限公司 云南 瀾滄 665601)

關于入爐焦炭質量及其粒度大小對鼓風爐爐況的影響分析*

陶學虎

(云南瀾滄鉛礦有限公司 云南 瀾滄 665601)

統(tǒng)計分析瀾滄公司鼓風爐某生產時段部分焦丁入爐的比例及其數量，并結合焦炭質量論述了其對鉛鼓風爐作業(yè)的重要性，提出了對焦丁有效使用的建設性意見。

焦炭;焦丁;鼓風爐;影響

為減少公司資金積壓，從2009年4月開始，公司要求鉛冶煉廠將焦炭場篩出并積壓的焦丁(其粒徑20～50mm)逐步投入鼓風爐，以減少公司的資金積壓;并逐步取代部分塊焦的入爐。

1 期間入爐焦丁量占入爐焦炭量比例

從2009年4月開始，鉛冶煉廠鼓風爐生產各月投入鼓風爐消耗的焦丁以及焦丁占入爐總焦炭量的比例如下表1所示。

表1 消耗焦丁占入爐總焦炭量的比例表Tab.1 The percentage of nut coke to total coke fed in furnace

2 焦炭及其質量對爐況的影響分析

焦炭作為鉛鼓風爐的主要燃料，質量的好與壞，直接關系到鉛鼓風爐能否正常運行及其技術經濟指標的優(yōu)劣。鉛鼓風爐燃料燃燒條件，鼓風爐還原熔煉的反應速度與完全程度取決于許多因素，而其中重要的因素是溫度和氣相成分，沿爐子的水平斷面和高度的變化不一，影響這種變化的因素很多，其中最關鍵的就是風口區(qū)焦炭燃料能否充分燃燒，為了使爐內反應順利進行，應保證炭質燃料在風口區(qū)正常的燃燒條件。在鉛鼓風爐內，炭質燃料燃燒產物為CO和CO2

如果CO2完全轉變?yōu)镃O時，則炭燃燒總反應式可以如下表示:

炭質燃料的發(fā)熱量是指碳完全燃燒成CO2的發(fā)熱量，因此按 (3)式燃燒則1摩爾碳燃燒時放出的熱量為123 188 J，其發(fā)熱量的利用率為30%。

不難看出，提高CO2/CO的比值時，則焦炭燃燒發(fā)熱量利用率將提高。因此，為了提高焦炭的熱利用率，在保證爐內所需的還原氣氛的條件下，焦炭在風口區(qū) (即焦點區(qū))應盡可能的實現完全燃燒，同時也必須使高溫區(qū)集中在風口區(qū)，因為高溫區(qū)上移或拉長時，均會使燃料發(fā)熱量利用率降低，爐頂溫度升高，易造成熱頂。

影響燃料燃燒的因素——焦炭質量，即包括灰份、空隙度、塊度、強度和有效成分固定炭。因此，鉛鼓風爐對焦炭質量的基本要求如下表2所示:

表2 鉛鼓風爐對焦炭質量的基本要求表Tab.2 Basic requirements list for coke quality limited by blast furnace

焦炭中固定碳含量低意味著有效成分低，灰分高，發(fā)熱量低，最終在鼓風爐有限的空間內消耗的焦炭絕對量就要增加，不利于有效提高處理爐料的能力。同樣，焦炭的著火點適當是保證鼓風爐焦點區(qū)集中的關鍵，著火點過高，焦炭到達焦點區(qū)著不了火或著火緩慢，著火點過低，焦炭下不到風口區(qū)即著火造成爐頂上燃或鼓風爐無法穩(wěn)定正常生產;焦炭空隙率、抗壓強度、塊度均是對焦炭質量的基本要求，空隙率大小，同樣影響焦炭燃燒及鼓風爐還原反應的順利進行;抗壓強度低，焦炭易碎，意味著不能順利到達焦點區(qū)即碎掉，不能有效保證焦點區(qū)的溫度;塊度，鼓風爐煉鉛最基本的特點，就是只適應處理塊料，這其中包括焦炭和處理的所有其它含鉛物料和熔劑，依據多年的生產實踐，料柱高度在4～5 m之間，焦炭粒度在50～100 mm較適宜，其粒度與料柱高度的控制具有相互銜接的作用。關于焦丁入爐，適宜的粒度及其數量對公司減少資金積，降低焦炭消耗可起一定的作用，其粒度不宜小于30 mm，數量不宜大于入爐焦炭量的10%，這部分量的進入，有利于物料之間的充填，改善爐內氣流的分散性，加速熔化還原過程的進行，過多則造成爐內阻力增大，乃至煙塵率增加等不利因素。作為鼓風爐提供熱量和還原氣氛的焦炭，另一個作用也是必須把握的關鍵就是骨架焦濾層，這個作用發(fā)揮的好與壞，它直接影響熔體的過熱程度，最終影響爐子的處理能力及其技術經濟指標的好與壞。因此，控制好入爐物料，燃料的粒度，減少粉料入爐，是維持和提高鼓風爐處理量，保持鼓風爐持續(xù)、穩(wěn)定運行的關鍵，對此，焦炭它只占鼓風爐爐料的百分之十幾，從而又是維持爐內反應溫度和還原氣氛的關鍵條件，粒度及其質量顯得特別重要。

3 結語

依據公司20××年4月份開始在鼓風爐配用焦丁的情況，結合生產實踐分析認為，其作用甚微，就其利與弊來說，應該是弊多利少，7月1日至10日的鼓風爐頂溫度情況入表3所示:

從表3看出，爐頂上燃的機率是增加的，爐頂溫度整體是高的，這就表明碎小的焦丁到不了焦點區(qū)即著火帶來的熱頂。據此，建議將20～50 mm的焦丁再篩分，其中大于30 mm的焦丁入爐，小于30 mm的焦丁經過適當破碎加入燒結作燃料更經濟更適宜 (鼓風爐正?？刂茽t頂溫度80～120℃)。

［1］株洲冶煉廠．鉛冶煉［M］．北京:中國有色金屬工業(yè)總公司職工教材編審，1986．

［2］ 彭容秋．重金屬冶金學 ［M］．長沙:中南大學出版社，2003．

Analysis on the Effect of Coke Quality and Particle Size on Blast Furnace Condition

TAO Xue－h(huán)u
(Yunnan Lancang Lead Mine Co．，Ltd．，Lancang，Yunnan 665601，China)

Based on statistical analysis for the proportion and quantity of nut coke feeding in certain production section of blast furnace in Lancang Company and the importance of lead blast furnace operation effected by coke quality，this paper submits the constructive suggestions for the effective use of nut coke．

coke;nut coke;blast furnace;effect

TF806.21

A

1006－0308(2011)05－0039－03

2011－01－30;

2011－04－21

陶學虎 (1956－)，男，云南宣威人，冶煉工程師。