4降低焦比途径

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1、4降低焦比的途径   4．1根据化学反应原理通过发展间接还原，减少直接还原，降低铁的直接还原度    铁的直接还原度是指假定铁的氧化物从高价还原至氧化亚铁全部为间接还原，从氧化亚铁开始被碳直接还原出来的铁量与全部还原出来的总铁量之比，用Rd表示。     间接还原是用co或H2还原铁的氧化物，生成二氧化碳或水的还原反应，主要在低于800ºC的区域进行，是可逆反应。而直接还原是用固体碳素还原铁的氧化物，生成CO和单质铁的反应，须在>1100ºC区域才能进行，且是不可逆反应。间接还原大部分是放热反应，而直接还原是大量吸热的反应。由于高炉内热量收入主要来源于碳素燃烧，所以从热量的需要角度来看，间接还

2、原比直接还原更有利于降低焦比。当直接还原度保持在一定的水平，可降低焦比，理论上Rd为0.2—0.3，实际操作中为0.4-0.5。一般Rd每降低0.1，焦比降低约50kg/t.采用高还原性，低FeO,高品位，低渣量，以及良好高温冶金性能的烧结矿和球团矿；改善高炉操作和煤气流分布；采用高风温和富氧鼓风等措施，可扩大间接还原区，缩小直接还原区，降低焦比。   4．2降低单位生铁的热量消耗凡能改善冶炼条件，改善高炉煤气能量利用减少单位生铁热量消耗的措施都可降低焦比（燃料比）。例如使用熔剂性烧结矿；提高矿石品位，降低焦炭灰分可大大减少渣量，从而减少炉渣带走的热量；降低炉顶煤气温度，施行合理的冷却制度，可

3、减少大量的热损失等。4．3采用新技术采用喷吹燃料，富氧和高风温，综合鼓吹等新技术，改善喷吹效果，直接代替部分焦炭，大幅度降低焦比。4．3．1喷吹燃料喷吹燃料是将气体、液体或固体燃料通过专门的设备从风口喷入高炉，以取代高炉炉料中部分焦炭的一种高炉强化冶炼技术。喷吹燃料的主要目的是以其他形式的廉价燃料代替冶金焦炭，从而降低焦比。它可改善高炉操作，提高生铁产量，降低生铁成本。高炉炼铁是以冶金焦作为燃料和还原剂的，喷吹燃料在风口区的高温下转化为CO和H2，可以代替风口燃烧的部分焦炭，一般可取代20%～30%，高的可达50%。喷吹燃料已成为当代高炉降低焦比的主要措施。喷吹燃料还可以促进高炉采用高风温和富

4、氧鼓风，这几项技术相结合，已成为强化高炉冶炼的重要途径。下表是各种燃料中碳，氢气含量，从表中可以看出喷吹燃料是一种很有效的降低焦比的措施。成分无烟煤烟煤重油天然气焦炉煤气C71.973.2686.7571.682.1H23.984.2411.5472.9537.11煤粉代替焦炭会有巨大的经济效益。目前，焦炭和煤粉的每吨价差在400~500元。一个年产400万t的炼铁企业，如果喷煤比在130kg／t，就可以年喷吹52万t煤粉，代替的等量的焦炭，可以产生年降低208~260万元的炼铁成本。喷吹煤种有3种：(1)无烟煤。碳化程度最高，含固定碳60％～80％，挥发分<10％，灰分6％～30％。无烟煤的

5、特点是，固定碳含量高，挥发分低，着火温度高。喷吹时可不采取特殊的安全防护措施。(2)烟煤。碳化程度次于无烟煤，固定碳40％～70％，挥发分15％～40％，灰分7％～30％。烟煤的特点是碳含量较低，挥发分高，着火温度较低。烟煤粉易燃易爆，喷吹烟煤必须采取严密的安全防护措施。(3)褐煤。碳化程度低，固定碳40％左右，挥发分含量高>40％，含水分高，着火温度低，具有强烈的爆炸性，喷吹褐煤也要采取严密的安全防护措施。由上图的燃料喷吹量与焦比的关系可得，焦比随喷吹量的增加而逐渐减少，要控制合适的喷吹量，使燃料在经济节省的条件下最大化的充分利用。高炉喷吹燃料技术的发展，将改变高炉的燃料结构，并使高炉强化冶

6、炼达到新的水平。4．3．2富氧富氧有富化还原性煤气的作用，由于氧增加，氮减少，使煤气中的co含量相应提高，因而可促进还原，降低焦比。日本采用富氧与重油综合喷吹技术，鼓风中含氧达到22%--24%，喷油量为60—80kg/t铁，风温1250℃左右，获得系数2.0t/(m3.d)以上，焦比400kg/t的良好效果。4．3．3高风温提高风温根本原因在于鼓风带入的物理热能够代替部分焦炭的燃烧热，分担了焦炭用量，这样焦比就降低了。不同风温水平在提高风温后降低焦比的幅度也不尽相同。如下表下图所示。焦比   焦比与风温的关系风温水平℃600--700700--800800--900900--10001000

7、--1100焦比kg/t860-800800-752752-719719-600600-570每提高100℃风温降焦kg/t6048333028焦比降低%764.44.24.7为喷吹燃料条件下燃料比，以上是鞍钢情况统计当前我国大高炉平均风温1050℃--1100℃。国外风温水平达到1300℃--1350℃。1955—1979年间日本高炉燃料比降低了253kg/t，其中提高风温因素占31%。据统计，