噴吹燃料

噴吹燃料是將氣體、液體或固體燃料通過專門的設備從風口噴入高爐，以取代高爐爐料中部分焦炭的一種高爐強化冶煉的燃料。

基本介紹

• 中文名：噴吹燃料
• 外文名：Fuel injection
• 特點：提高生鐵產量，降低生鐵成本
• 主要成分：採用含C、H高的氣、液、固體燃料
• 防護措施：剔除煤粉中的金屬物
• 分類：液體燃料、氣體燃料等

特點

可改善高爐操作，提高生鐵產量，降低生鐵成本。高爐煉鐵是以冶金焦作為燃料和還原劑的，噴吹燃料在風口區的高溫下轉化為CO和H₂，可以代替風口燃燒的部分焦炭，一般可取代20%～30%，高的可達50。噴吹燃料已成為當代高爐降低焦比的主要措施。噴吹燃料還可以促進高爐採用高風溫和富氧鼓風，這幾項技術相結合，已成為強化高爐冶煉的重要途徑。

發展簡史

早在19世紀，歐洲、美國就有人提出了高爐噴吹燃料的構想，有的還申報了專利。但是直到20世紀中葉才在工業上逐步實現。1947年法國納維一梅松(Na，yes．Maisons)工廠試驗向高爐噴吹燃料油，1948年前蘇聯捷爾仁斯基工廠向高爐噴吹煤粉，1957年前蘇聯彼得洛夫斯基工廠在高爐上噴吹天然氣。自此以後，世界各國根據自己的資源條件和世界市場上燃料的價格噴吹不同的燃料。例如前蘇聯，俄羅斯及美國天然氣資源豐富則大量噴吹天然氣，60年代世界市場油價便宜，世界各國在高爐上大量噴吹重油。70年代末，因油價高漲，大部分高爐停止噴油，並逐步轉為噴吹煤粉。1990年日本、德國有2/3的高爐在噴吹煤粉，噴吹量一般為50～80kg/t鐵，到1998年有的已超過200kg/t鐵。中國從50年代末開始在高爐上噴油，60年代初大部分高爐已實現噴油。1964年首都鋼鐵公司和鞍山鋼鐵公司在高爐上噴吹無煙煤成功，1966年首鋼3座高爐全年平均噴煤量達159kg/t。重慶鋼鐵廠在60年代噴吹過天然氣，有的廠還噴吹過焦油、瀝青。60年代末，逐步轉為噴煤粉。中國高爐噴吹燃料的特點是：採用噴吹燃料的高爐多，重點企業中90%以上的高爐已噴吹煤粉，噴吹煤種有無煙煤、煙煤和二者的混合煤，噴吹量一般在80～100kg/t，寶山鋼鐵公司等的大型高爐的噴吹量已達到200kg/t以上。

噴吹燃料分類

高爐可以噴吹的燃料分為三大類：液體燃料，如重油、焦油等；固體燃料，如無煙煤、煙煤、褐煤等；氣體燃料，如天然氣、焦爐煤氣等。噴吹燃料的選擇依賴於各國燃料資源的條件，並隨資源條件的變化而改變。我國是開發噴煤技術較早的國家，自20世紀60年代初開始試驗，至今已有50多年歷史，特別是近十幾年來，高爐噴煤技術得到了廣泛的套用和發展，從而促進了我國鋼鐵工業的迅猛發展，減少了煉鐵生產受煉焦煤資源、投資、環保等多方面的限制和影響。

噴吹燃料的高爐操作特點

噴吹燃料對高爐操作的影響為：

1、抑制中心氣流，適當疏鬆邊緣。

（1）上部調節措施：擴大礦石批重、增加倒裝比例、適當提高料線，以抑制中心氣流。

（2）下部調節措施：擴大風口直徑、縮短風口長度，以減小鼓風動能。另外，增加富氧率、提高爐頂壓力等對抑制中心氣流也有一定效果。

2、可通過調節噴吹量來調節爐溫。高爐操作中除可用前述的措施調節爐溫外，還可用調節噴吹量的方法來調節爐溫。

調節噴吹量一方面改變了焦炭負荷，從而達到提高或降低爐溫的目的；另一方面，則相當於改變進風量的大小。這是因為在風量不變的情況下，增加噴吹量時，由於噴吹物中碳燃燒消耗了風口前一部分氧，使與焦炭燃燒的氧減少，從而使焦炭燃燒量減少、下料速度降低、爐溫升高；反之，減少噴吹量，爐溫則下降。

用噴吹量調節爐溫需具備兩個條件：一是計量應準確，操作應方便；二是操作者應掌握本高爐的熱滯後時間。調劑方法是：向涼爐增加噴吹量，向熱爐減少噴吹量，用調節量保持料速的穩定。但應注意：當爐溫已涼時則禁止增加噴吹量。

防護措施

(1)燃油噴吹時，因雜油、柴油的閃點都比重油低，極易著火引起爆炸事故，所以貯油罐必須有泡沫滅火裝置或防火蒸汽管，一旦著火，立即撲滅。在高爐附近，噴油系統應設總管切斷閥、蒸汽吹掃閥，自動調節閥、流量計和旁路閘板閥組成的油量調節系統。油路間的止回閥是防止熱風倒流的安全裝置，當流動介質發生倒流現象時，止回閥即自動關閉。

(2)噴吹煤粉的安全措施：

①剔除煤粉中的金屬物，防止金屬摩擦產生火花；

②採用惰性氣體，使混合氣體中含氧量控制在安全範圍內；

③貯煤罐、噴吹罐設防爆孔，並保持室內通風良好；

④嚴格控制磨煤出口、粉煤倉、噴吹罐和布袋除塵器進出口溫度，設定溫度、壓力及氧氣等含量極限報警裝置；

⑤混合器與煤氣輸送管間，應設逆止閥和自動切斷閥，保證噴吹的煤粉與空氣混合物在風口前的壓力大於高爐熱風壓力50kPa以上，大於大型高爐的熱風壓力100kPa。噴吹管路應設低壓報警裝置與逆止閥，當壓力低於規定值時，低壓報警裝置發出信號，並自動切斷；

⑥管理系統的設計應使管道保持足夠的氣流速度，以防止煤粉在管道中沉積；

⑦煤粉製作間應設水沖洗系統或真空吸塵系統，防止煤塵散落堆砌，導致煤塵爆炸事故。