噴吹煤粉對(duì)高爐冶煉的影響

1、爐缸煤氣量增加，鼓風(fēng)動(dòng)能增加，燃燒帶擴(kuò)大。煤粉含碳?xì)浠衔锔撸陲L(fēng)口前氣化后產(chǎn)生大量H2，使?fàn)t缸煤氣量增加，煤氣中的H/C比值越高，增加的幅度越大，無疑也將增大燃燒帶；H2的粘度和密度均小，穿透能力大于CO，部分煤粉在風(fēng)管和風(fēng)口內(nèi)就開始脫氣分解和燃燒，所形成的高溫混合氣流其流速和動(dòng)能遠(yuǎn)大于全焦冶煉時(shí)的風(fēng)速和動(dòng)能，故噴吹煤粉后，風(fēng)口面積應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大，以保持適宜的煤氣流分布。

2、理論燃燒溫度下降，而爐缸中心溫度均勻并略有上升。

理論燃燒溫度下降的原因：①噴入煤粉量冷態(tài)進(jìn)入燃燒帶；②煤粉中碳?xì)浠衔镌诟邷刈饔孟孪确纸庠偃紵?，分解反?yīng)吸收熱量；③燃燒生成的煤氣量增加。

爐缸中心溫度上升的原因：①煤氣及動(dòng)能增加爐缸徑向溫度梯度縮小；②上部還原得到改善，熱支出減少；③高爐熱交換改善。

3、料柱阻力損失增加，壓差升高

噴煤后焦炭負(fù)荷增加，料柱骨架減少，透氣性和透液性降低；噴吹量較大時(shí)，爐內(nèi)未燃煤粉惡化爐料和軟熔帶透氣性；煤氣量增加，阻損也要增加。綜合上述因素，高爐噴煤后壓差總是升高的。但是，由于爐料有效重量和H2的增加，又有利于爐料的下降，允許適當(dāng)提高壓差操作。

4、間接還原提高，直接還原降低

H2濃度增加以后煤氣黏度降低，擴(kuò)散速度和反應(yīng)速度加快，促進(jìn)了間接還原反應(yīng)的發(fā)展。噴吹燃料后單位生鐵爐料容積減少，使?fàn)t料在爐內(nèi)停留時(shí)間增長(zhǎng)，也改善了間接還原反應(yīng)。又由于焦比降低，減少了焦炭與C02的氣化反應(yīng)面積，也降低了直接還原速度。富氧后CO濃度增加，更有利于間接還原反應(yīng)進(jìn)行。

5、熱補(bǔ)償

高爐噴吹燃料后理論燃燒溫度降低，為保持正常的爐缸工作狀態(tài)，需要進(jìn)行熱補(bǔ)償，將理論燃燒溫度控制在適宜的水平。如采用提高風(fēng)溫、降低鼓風(fēng)濕度和富氧鼓風(fēng)等措施。其中提高風(fēng)溫是最好的熱補(bǔ)償措施，因此，必須充分利用風(fēng)溫。

6、熱滯后性

由于煤粉在風(fēng)口區(qū)吸熱分解，噴煤初期使?fàn)t缸溫度降低，直至新增加的噴吹燃料發(fā)揮作用后（增加的煤氣量和還原煤氣濃度提高后改善了礦石的加熱和還原，改善了礦石的加熱和還原的爐料下達(dá)到爐缸后才開始提高爐缸溫度）才能顯出熱量效果，此過程經(jīng)過的時(shí)間就是熱滯后時(shí)間。

7、未燃煤粉對(duì)高爐冶煉的影響

國(guó)外的研究結(jié)果表明：一定量的未燃煤粉（未燃半焦）與焦炭共存時(shí)，由于未燃煤粉氣化反應(yīng)速度是焦炭的3～4倍，所以未燃煤粉（未燃半焦）優(yōu)先氣化消失，使焦炭的劣化（焦炭參與直接還原后強(qiáng)度降低）受到抑制，有利于改善高溫區(qū)爐料的透氣性，對(duì)爐況順行有利。因此，相應(yīng)于某一噴煤量存在一個(gè)最佳燃燒率，或者說相應(yīng)于某一燃燒率存在一個(gè)最佳噴煤量。如果未燃煤粉過多，又不能被充分利用，進(jìn)入爐渣中會(huì)使?fàn)t渣的黏度增加，不利于爐況的順行。