高炉用煤粉混合添加剂的实验研究.pdf

第 31卷第5期 武 汉 科 技 大 学 学 报 Vo1．31。No．5 2008年 10月 JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnology oct．2008 高炉用煤粉混合添加剂的实验研究 彭其春 ，周 飞 ，陈永金 ，郭宜彬 (1．武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室 ，湖北 武汉 ，430081； 2．湖南华菱集团湘潭钢铁公司炼铁厂 ，湖南 湘潭 ，411101) 摘要 ：通过 TG／DSC分析和正交实验 研 究了不 同配比下的添加物质对煤粉燃烧性能的影响 。TG／DSC分析 表明，可选用CaCO。，MnOz和 CeO作为混合添加物质 的主要组分。正交实验结果表 明，不 同配比下煤粉 的 燃烧速率和燃烧率有很大提高．前 5rain的燃烧速率提高0．45～O．91mg／min，燃烧率平均提高 2O 左右 ；最 优化条件是 mc。 ： 、1n【：D1nJ【^一0．6：1：1，其 中，CaCO。水平 的变动对实验结果有显著影响；最优化条件 下估算煤粉的燃烧率为 53．15 。 关键词 ：煤粉 ；燃烧速率；燃烧率 ；正 交实验 中图分类号 ：TF538．6—3 文献标志码 ：A 文章编号 ：1674—3644(2008)05—0496—05 喷入高炉内的煤粉燃烧效果直接影响整个冶 添加物质。 炼过程，而在煤粉中添加某些物质来改善其燃烧 稀土氧化物是近几年来研究较多的物质，作 性能是一种非常有效的手段 。用于实验研究的物 为催化剂加入可抑制脱氢缩合反应 ]，促进脱碳 质 比较 多u J，如 卤化物 (NaCI，MgC11，FeC1。和 反应，从而有效改善煤粉的燃烧 ，反应结束后最终 CaFz)、碳 酸 盐 (CaCO。，MgC()。)、氢 氧 化 物 以原形式残留于试样中，不影响高炉的正常生产。 (NaOH，KOH等)、氧化物 (MnO )及稀土氧化物 碱金属具有较强 的促进煤粉燃烧 的特性，但 (La2O ，CeO2)、硝酸盐 (NAN()。，KNO。)等 ，这些 碱金属是高炉较忌讳 的元素之一，其在高炉 内循 基于单种物质的研究结果表明，加入的物质在一 环富集 ]，很难排出，富集过剩则会严重影 响高 定程度上改善了煤粉的燃烧性能 ，促进了煤粉的 炉的正常生产 ，因此实验 中不考虑添加此类物质。 燃烧 ，但是 ，有些物质却是高炉所忌讳的 ，如含 综合上述 分析，本 实验拟选取 CaCO。、易分 碱金属一类 。 · 解氧化物 (MnO。)和稀土氧化物 (LaO。，CeO )作 本研究结合高炉生产实际，在实验室条件下， 为混合添加物质。 分析了煤粉中添加不同化学性质的物质对煤粉燃 烧性能的影响以及混合添加物质的最佳配比。 2 实验方案 2．1 实验原料 1 添加物质的选取 所用煤粉样 品由 3种原煤 混合而成 。实验 碳酸盐类物质在高温条件下 (902C)能发生 中，先将原煤磨制成粉 ，粒度在 200目左右 ，再根 分解反应释放出 CO ，同时 CO 能与煤粉 中的 C 据喷吹要求配制成灰分含量 小于 10．3 的实验 进一步发生化学反应生成 CO，从而有利于煤粉 用煤粉，并添加不 同比例的混合物质用于燃烧实 的燃烧 。 验 。实验煤粉工业指标分析如表 1所示 。 MnO 有如下 的分解反应过程 ]：MnO 一 表 1 实验用煤粉 的工