高炉风口结渣机理的研究
高炉炼铁中渣化反应的机理与优化措施
高炉炼铁中渣化反应的机理与优化措施高炉炼铁是现代钢铁工业中最常用的铁矿石冶炼方法之一。
在高炉内，铁矿石与燃料、热风和矿渣等原料通过一系列复杂的物理和化学反应，产生高温高压下的冶金过程。
其中渣化反应是高炉炼铁过程中非常重要的一环，它在铁矿石还原的同时，使产生的渣浮于铁水表面，保护铁液不受污染。
本文将探讨高炉炼铁中渣化反应的机理及其优化措施。
一、渣化反应的机理在高炉内，铁矿石与燃料（通常是焦炭）燃烧产生的高温煤气和热风相互作用，通过直接还原和间接还原的方式将铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁。
与此同时，一部分金属铁与燃料中的一些杂质形成不溶于铁液的矿渣，这就是渣化反应的基本过程。
渣化反应具体涉及了多种化学反应和物理过程。
首先，铁矿石中的铁氧化物经过还原反应得到铁金属。
还原反应通常由以下几个步骤组成：铁氧化物和一氧化碳发生反应生成金属铁和二氧化碳，而这一过程又称为固相还原；铁金属和二氧化碳进一步反应生成金属铁和一氧化碳，这一过程称为气相还原。
此外，由于炉内存在多种物质，如铁矿石、焦炭和矿渣等，它们之间还存在着复杂的物理反应。
举例来说，当还原反应发生时，铁金属和铁氧化物之间的界面会发生扩散作用，此时铁氧化物的还原速率受到扩散限制。
二、渣化反应的优化措施为了提高高炉炼铁的效率和产能，必须优化渣化反应的过程。
以下是几种可行的优化措施：1. 选择合适的铁矿石：铁矿石的种类和质量对渣化反应有着重要影响。
选择具有较高还原性的铁矿石可以提高还原反应速率，从而加快渣化反应的进行。
此外，铁矿石中的含水和粉尘等杂质也会影响渣化反应的过程，因此在选择铁矿石时需要谨慎考虑。
2. 控制燃料的质量和供给：燃料是高炉炼铁中的重要组成部分，它不仅提供热量，还对渣化反应产生影响。
控制焦炭的质量和粒度可以影响还原反应的速率，进而影响渣化反应的进行。
此外，合理控制燃料的供给速度和方式也是重要的优化手段。
3. 优化高温煤气的利用：高温煤气中含有大量的一氧化碳和水蒸气等还原剂，可以与铁矿石中的氧化铁进行反应。
生物质成型燃料锅炉结渣机理和预防措施
生物质成型燃料锅炉结渣机理和预防措施一、结渣形成分析锅炉结渣是个复杂的物理化学过程，它涉及燃料的燃烧、炉内传热、传质、燃料的潜在结渣性、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等复杂过程。
结渣过程主要是生物质中的灰分在燃烧过程中的形态变化和输送作用的结果，也就是灰粒沉积的过程。
影响灰粒沉积主要有四个方面:热迁移、惯性撞击、凝结、化学反应。
这也可以分为与固体颗粒有关的因素(热迁移和惯性撞击)以及与气体有关的因素(凝结和化学反应)。
灰粒在水冷壁的输运过程是结渣的重要环节。
灰颗粒的输运机理主要有三类:第一类是挥发性灰的气相扩散;第二类是灰粒的热迁移(热迁移是由于炉内温度梯度的存在而使小粒子从高温区向低温区运动，它是造成灰分沉积的重要因素之一);第三类是灰粒的惯性迁移，惯性力是造成灰粒向水冷壁面输运的重要因素，当含灰气流转向时，具有较大惯性动量的灰粒离开气流而撞击到水冷壁面使灰渣在管壁上粘接和结聚长大。
由于灰粒的形成机理及输运机理不同，灰渣在管壁上沉积存在两个不同的过程:一个为初始沉积层的形成过程。
对于具有潜在结渣性的燃料，初始沉积层主要是由挥发性灰组分在水冷壁上冷凝而形成。
对于潜在结渣性小的燃料，初始沉积层由挥发性灰组分的冷凝和微小颗粒的热迁移沉积共同作用而形成。
初始沉积层具有良好的绝热性能使管壁外表面温度升高。
另一个沉积过程为较大灰粒在惯性力作用下冲击到管壁的初始沉积层上，当初始沉积层具有粘性时，它捕获惯性力输运的灰颗粒并使渣层厚度迅速增加。
由惯性输送的灰粒在初始沉积层上的粘接还与撞击灰粒的温度水平有关，当撞击灰粒的温度很高而呈熔融状液态时，很容易发生粘接使结渣过程加剧，对锅炉安全运行构成威胁。
可以总结为结渣主要是有烟气中夹带的熔化或半熔化的灰粒(碱金属硅酸盐)接触到受热面凝结下来，并在受热面上不断生长、积聚而成，也就是燃料灰沉积到受热面上即形成结渣。
结渣形成过程的示意如图1所示。
结渣是由熔融和半熔融颗粒撞击到受热面引起的，炉管上灰沉积物迅速聚结的基本条件是存在一个粘性表面，粘性表面一般认为由:硫酸钠、硫酸钙或钠、钙与硫酸盐的共晶体等基本物质组成，其中低熔点物质的生成和存在为结渣创造了条件。
认识高炉渣皮的脱落与结厚（四）
认识高炉渣皮的脱落与结厚（四）影响渣皮区域温度的本质是无论煤气分布是边缘发展还是中心发展，也无论是加风还是减风，只要所采取的措施导致了边缘煤气通量增加了，就会使渣皮温度升高、熔化、变薄，相反，所釆取的措施导致边缘煤气通量在原有基础上减少了，就会使渣皮温度降低、粘结、增厚。
这是问题的本质，也即送风制度对渣皮存在状态的影响。
装料制度同样对渣皮存在状态产生影响，其影响的规律是，当边缘负荷较重时，上部边缘透气性较差，下部沿炉墙上升的煤气在软融带根部受到较大的上升阻力，煤气在此部位产生较大的横向移动或涡流，从而使此区域温度升高，渣皮融化变薄甚至脱落，渣皮出现频繁波动。
这是多数高炉渣皮不稳频繁脱落甚至炉腹炉腰冷却壁多处烧损的主要原因。
当装料制度边缘较轻时，上部边缘透气性较好，下部上升的煤气上升阻力减小，因炉腹炉型倒圆台的设计本身就使上升的煤气远离炉墙，所以边缘温度相对稳定，渣皮状态也相对稳定在一定的厚度，不会产生较大波动和脱落。
张云彩老师对于渣皮频繁脱落的解释认为，是因为边缘过重导致渣皮不断结厚，增厚到一定程度在自重作用下脱落，形成渣皮的频繁波动。
个人认为，炉腹的倒圆台设计，对渣皮有支撑作用，加上炉料的向外胀力作用使渣皮佷难在自重的作用下自动脱落，而且很多时候，渣皮是边融化边脱落或者是先融化后脱落的，这显然是渣皮区温度升高软融导致渣皮与炉墙的粘给力降低而融化脱落的，最终是温度作用的结果而不是自重的结果（因为也有高炉炉腹区结厚的现象，用自重导致渣皮频繁脱落无法解释渣皮结厚现象）。
另外，边缘较重导致渣皮脱落应该是上部装料制度边缘较重相对合理，如果送风制度边缘也重，则整体边缘煤气通量减少，边缘温度降低，炉墙温度也降低，渣皮则整体结厚而很难脱落。
所以渣皮频繁脱落的根本原因应该是大风量操作时，下部边缘煤气量较大，而上部又釆用了加重边缘的装料制度，使边缘煤气在上升过程中在软融带区域受到较大阻力而产生横向移动和涡流，使该区域温度快速升高，渣皮融化脱落。
高温沸腾炉结渣的原因和处理方法
高温沸腾炉结渣的原因和处理方法1 前言沸腾炉是水泥厂回转式烘干机的主要热源，其结渣现象相当普遍，原因也十分复杂，既有炉体结构如炉床面积、风帽出风角度等因素，也有操作管理如炉内温度、空气动力条件、风速、风压等因素。
因此，要消除沸腾炉结渣，需根据燃料特性从炉体结构和操作管理两个方面来适应沸腾燃烧的物理化学反应。
通过高温沸腾炉结渣的原因分析，结合节煤型高温沸腾炉研究成果的长期应用实践，提出以下消除结渣的方法，对水泥和其他生产行业的原料烘干都具有广泛地应用价值。
2 沸腾炉燃烧结渣的原因分析2.1 燃料特性和化学组成通常认为沸腾炉结渣同煤灰的熔融特性和粘温特性密不可分。
灰熔点较高的煤不易产生结渣；低灰熔点的煤在燃烧过程中，灰分往往呈软化或熔融状态，粘附性较强，故容易形成结渣。
决定灰分是否达到软化或熔融状态，取决于燃料的热值和炉内温度水平。
在炉内温度t 3 ＜1350 ℃的相同条件下，燃煤热值Q ＜3000Kcal/kg(12.6MJ/kg) 时，一般不会结渣；只有在热值Q ＞3000Kcal/kg(12.6MJ/kg) 时，结渣的可能性才逐渐增大。
两者的关系如图 1 所示。
实际生产中，沸腾炉的燃烧温度通常都在900~1100 ℃范围内，t 3 值一般不会超过1350 ℃。
因此，从燃料特性的影响分析，其热值是引起沸腾炉结渣主要因素。
灰分的熔点与其化学组成有关，一般而言，酸性氧化物能够提高灰的熔点和粘度，而减性氧化物在一定条件下有助于降低熔点并使熔体变得稀薄。
因此，低熔点的灰分往往CaO 、MgO 、K 2 O 、Na 2 O 等氧化物含量较高，而SiO 2 、Al 2 O 3 等含量越多，灰分的熔点就越高。
尤其Fe 2 O 3 是组成低熔点共熔体的重要组分，其含量越高，结渣现象更为突出。
从煤灰的粘温特性上看，它不但影响到炉内的工况，也决定它在燃烧中是否对燃料或矿物熔融特性的改变。
结渣主要是由于灰渣的粘附而形成，当粘度很高时，熔渣接近于凝固，燃烧过程就不易结渣。
炼铁技术创新高炉渣的形成与控制方法研究
炼铁技术创新高炉渣的形成与控制方法研究炼铁技术创新：高炉渣的形成与控制方法研究炼铁是一项重要的冶金工艺，对于钢铁产业的发展起着至关重要的作用。
高炉渣是在炼铁过程中产生的一种矿渣，对炼铁效果和环保问题都有很大的影响。
因此，研究高炉渣的形成与控制方法具有重要的理论意义和实际应用价值。
一、高炉渣的形成机理高炉渣的形成与矿石中的成分和高炉操作条件有着密切的关系。
在高炉内，矿石经过还原、氧化、熔化等过程，产生一系列的化学反应，形成高炉渣。
具体而言，高炉渣的形成机理包括以下几个方面：1. 矿石的成分：不同种类的矿石含有不同的成分，例如铝、硅、钙、镁等元素的含量都会影响高炉渣的形成。
矿石中的这些成分在高炉内经过一系列的化学反应，形成渣化物。
2. 还原反应：在高炉内，矿石在高温状态下受到还原气体的作用，产生一系列还原反应。
这些还原反应会使部分金属元素从矿石中析出，形成固体颗粒，进而成为高炉渣的组成部分。
3. 氧化反应：与还原反应相对应的是氧化反应。
在高炉内，氧气与金属元素反应，形成金属氧化物。
这些氧化物与其他成分一起，进一步形成高炉渣。
4. 熔化过程：高炉温度高达数千摄氏度，这种高温下矿石中的金属氧化物和渣化物都会熔化，形成液体高炉渣。
二、高炉渣的控制方法了解高炉渣形成的机理，对于控制高炉渣的形成具有重要的指导意义。
以下是一些常用的高炉渣控制方法：1. 控制矿石成分：通过选择合适的矿石，调整矿石的成分，可以有效地控制高炉渣的形成。
例如，减少矿石中含硅和含铝的成分可以降低高炉渣中的硅酸盐含量，提高高炉渣的流动性。
2. 优化还原条件：合理控制高炉的还原条件，可以减少氧化反应产生的金属氧化物，从而减少高炉渣的产生量。
增加还原剂的使用量、增加还原温度等都可以有效地改善还原条件。
3. 渣化物控制技术：渣化物是高炉渣形成的关键部分，对其进行控制可以达到调控高炉渣的目的。
一种常用的方法是添加渣化剂，例如石灰石、白云石等，在炼铁过程中形成易于掌控和处理的渣化物。
认识高炉渣皮的脱落与结厚
认识高炉渣皮的脱落与结厚渣皮的脱落与结厚，纯属温度的行为，控制渣皮区域温度，可以轻易控制渣皮的厚薄、脱落与结厚，满足正常生产需求。
高炉内煤气流的分布状态决定了炉内温度分布状况。
所以渣皮脱落与结厚受炉内煤气流分布的直接影响。
这样，对于渣皮状态的控制直接转化为了对炉内煤气流的控制。
煤气流对温度的影响，首先受理论燃烧温度所能达到的温度的影响，一般高炉冶炼理论燃烧温度在2150－2300度之间，过高或过低对炉况顺行不利。
其次受煤气通量的影响，通过某区域的煤气量越多，传递到某区域的热量也就越多，此区域的温度也就升高的越多，最后，受此区域滴落渣铁量的多少和渣铁滴下时的温度高低影响，等量的煤气通量情况下，滴落的渣铁液越多，渣铁液温度越低（与其在上部的预热有关），渣铁滴吸收的热量越多，则此区域的温升就越低，反之，上部滴落的渣铁液越少，渣铁液滴下时的温度越高，则此区域温升就越高。
可见，通过煤气流温度控制某区域所能达到的温度，受合理理论燃烧温度限制，不可能无限制的提高或降低，而通过控制煤气流通量和上部滴落渣铁量及渣铁预热温度，是有效控制渣皮区温度的有效措施。
通常渣皮活动频繁的区域仅限于炉腹炉腰部位（软融带较高的高炉也包括炉身下部区域）。
我们仅以此区域的渣皮活动来讨论。
当送风制度边缘比较发展时，边缘煤气流旺盛，边缘温度升高，渣皮变薄。
而当中心较发展时，边缘气流受到抑制，边缘温度有降低的趋势，渣皮增厚。
当入炉风量减小时，无论此时的气流分布是边缘发展型还是中心发展型，边缘和中心的煤气通量都会减小，使边缘温度相应降低，渣皮有增厚的趋势，当入炉风量增加时，整体的炉腹煤气量增加，同样不管是边缘发展型还是中心发展型煤气分布，边缘的煤气通量都会增加，只是煤气分布类型不同，边缘煤气通量增加的幅度不同而已，从而使渣皮变薄。
这也是大风治百病的理论基础之一。
细心的读者会发现，这是一个互相矛盾的理论，因为，依上所述，风量减小，会促进边缘气流发展，边缘发展应该促使渣皮变薄，而风量减小又促使边缘煤气通量变小，使渣皮增厚，两者互相矛盾。
关于锅炉结渣的分析和对策
关于锅炉结渣的分析和对策居广中南京市第二热电厂锅炉车间摘要：本文通过对锅炉从沾污、积灰、高温腐蚀和结渣的全过程的分析和煤灰化学成分、特性以及运行中炉内化学反应、烟气成分等影响因素的分析，认为锅炉结渣是一个比较复杂的过程，严重威胁锅炉安全、经济运行。
本文也论述了从设计、安装、调试和运行调整等方面采取有力对策。
许多电站锅炉的燃烧煤种严重偏离设计煤种，对煤灰的熔点、沾污指数、焦结性缺少试验，数据不清，造成锅炉结焦的情况比较多，这类问题应该引起燃煤电厂领导及有关技术人员的重视。
关键词：锅炉沾污积灰结渣高温腐蚀煤灰特性沾污指数焦结性燃烧调整空气动力场火焰中心煤，特别是劣质煤中，含有不少灰分。
锅炉运行中，容易产生结渣，影响锅炉运行的可靠性和经济性，甚至被迫停炉，对设备的使用寿命影响极大。
然而分析锅炉结渣问题，采取措施、对策，在运行中尽量消除，显得非常重要。
下面从几个方面论述结渣的机理和解决的方法。
锅炉受热面的结渣通常是沾污、腐蚀、积灰至结渣的过程。
按照锅炉结构和温度范围积灰、结渣的型式有三种：1 . 炉渣沉结类型：它通常发生在水冷壁、凝渣管、屏式过热器等辐射受热面上。
这主要是煤中灰分的熔点温度低，煤灰熔化型结渣。
它还与灰分的成分、结渣指数、焦结性、接触表面温度、形状以及受力大小、撞击方向等因素有关。
这种结渣发展很快，最为严重。
2 . 高温结合沉结型：它多发生在屏式过热器、对流过热器以及高温再热器的受热面上。
其特点是烟温已低于灰的变形温度，但由于灰分中对策碱金属（主要钠、钾）与灰中其它元素形成低熔点的硫酸盐沉结或烧结在受热面上，有时地质坚硬、密集，较难以清除。
在周围烟气中含有三氧化硫气体时，还引起受热面的腐蚀属称高温腐蚀，主要发生在高温、高压以上的锅炉上。
3 . 低温灰尘类型：它主要在受热面接近或低于烟气露点温度时，烟气中硫酸蒸汽凝结，酸液捕捉飞灰凝结而成。
除积灰外，还会产生酸腐蚀，统称低温腐蚀。
一般发上在低温省煤器、空气预热器等受热面上。
认识高炉渣皮的脱落与结厚（二）
认识高炉渣皮的脱落与结厚（二）渣皮的脱落与结厚是两个相反的过程，或者叫矛盾的统一体。
脱落是为了结厚，结厚才便于脱落。
适当的渣皮位置及厚度是维持合理炉型，保护冷却器安全运行的需要。
也是维持正常炉况、保证炉况顺行的需要。
通常我们经常关注的是炉腹炉腰部位的渣皮变化，因为这是渣皮常态存在的区域，也是变化较大的区域，事实上渣皮存在的区域不仅这两个区域，应该说从炉喉到炉缸都有机会存在渣皮的粘结与脱落的问题，只不过当渣皮粘结到炉身、炉喉处时，我们称其为炉墙结厚或结瘤，这与高炉冶炼不利，总要想办法让其脱落才能安心；渣皮粘结到炉缸时称其为渣性炉缸堆积，使炉况产生各种难行，也不得不想办法将其熔化去除，当然，也有主动要求其在炉缸粘结的时侯，那就是护炉行为了。
至于炉腹炉腰处的渣皮，比较常态化，也更容易变化，所以，渣皮的脱落与结厚并不全是坏事，也不一定全是好事，关键看处在什么位置、脱落与结厚的幅度，辩证的看问题可以使我们更洒脱的去理解问题的本质，而不会纠结于一时的得失。
之所以说这么多的费话，是想要说明，我们不仅要研究探讨如何防止渣皮脱落，还要研究探讨如何促进渣皮脱落，能收能放才算掌握了渣皮的运行规律。
渣皮的脱落与结厚与哪些因素有关呢？或者说，控制哪些因素才能控制渣皮的脱落与粘结呢？1、温度。
高炉是一个热发生炉，高炉的所有行为都与温度和热量相关，温度可以使渣皮凝结也可以使渣皮熔化脱落，所以控制渣皮区温度就可以控制渣皮的凝结与熔化，从而控制渣皮的脱落与厚度，温度不仅是渣皮熔化的热量源泉，也是产生热震的罪魁祸手。
高炉内各区域的温度，除风口以下区域以外，都与煤气流的分布有关，所以控制煤气流的分布就可以控制渣皮区域的温度，从而控制渣皮的脱落与凝结。
这是影响渣皮形态的主要因素。
2、炉渣碱度及成份。
炉渣既是构成渣皮的物质，又是对渣皮有侵蚀作用的物质。
炉渣成份和碱度不同，其软化融熔的温度区间也不同，侵蚀力也不同。
构成渣皮的炉渣碱度越高，其软化融熔的温度越高，耐侵蚀能力也越强，越不容易脱落和融化。
炼铁中的炉渣成分分析及影响因素研究
炼铁中的炉渣成分分析及影响因素研究炼铁中产生的炉渣在现代钢铁生产过程中扮演着重要的角色，它的质量直接影响到钢的质量。
因此，对炉渣成分进行全面准确的分析和研究是非常必要的。
本文将介绍炉渣的形成过程、成分特点以及影响炉渣成分的因素。
一、炉渣的形成过程炉渣是在高炉冶炼过程中所产生的。
高炉冶炼过程是把铁矿石、焦炭和石灰石等原料放入高炉中，再用空气吹送，使原料迅速燃烧形成高温，进而使矿物质还原得到铁和其他金属，产生大量的炉渣。
在这个过程中，炉渣主要来自于铁矿石以及冶炼用的石灰石和萤石。
焦炭的主要作用是提供还原性，也会在炉渣中产生一定的灰分。
炉渣的形成过程可以简单地概述为：在高炉中，原料燃烧产生的高温环境下，铁矿石被还原为金属铁和一些金属，这些金属形成了炉区底部的铁水和以下的渣相，并顺着高炉筒壁向上冒升。
同时，高炉中石灰石或者萤石也会燃烧、脱碳，释放CO2气体。
还原出来的铁和其他金属在形成铁水时会吸附很多氧化物，最终形成了炉渣。
二、炉渣的成分特点炉渣的成分和性质与所选择的矿石种类、矿物质的组成、燃料种类和冶炼条件等因素有关。
在铁矿石冶炼的过程中，矿物质中的许多杂质会与氧气和石灰石反应生成炉渣。
炉渣的成分主要包括SiO2、CaO、FeO、Al2O3、MgO、MnO和P2O5等。
其中，SiO2和CaO的含量较高。
而MgO、FeO和MnO等元素的含量较低。
对于CaO和SiO2而言，它们的不同比例会影响到炉渣的性质和结构。
当SiO2/CaO比值在2-3之间时，炉渣的流动性、耐火性都较好。
当SiO2/CaO比值小于2时，炉渣的流动性会降低，易于形成氧化铁皮；SiO2/CaO比值大于3时，炉渣的黏度增加，不利于在高炉中流动。
除了元素含量的因素，还有其他一些因素也会影响到炉渣的成分，如炉温、炉压、煤气含量等。
这些因素影响到铁水中含氧量、流动性、温度等因素，从而进一步影响到炉渣成分的变化。
三、影响炉渣成分的因素1. 原料的种类和质量：炼铁生产中矿石矿物组成、质量、含量以及焦炭和石灰石的质量也会影响到炉渣的成分。
锅炉结渣原因分析及预防措施（2）
锅炉结渣原因分析及预防措施（2）锅炉结渣原因分析及预防措施4、结渣原因分析．4.1炉内实际切圆太大切向燃烧在炉内形成强烈旋转上升的气流，气流最大切向速度的连线构成炉内实际切圆。
实际切圆是切向燃烧的一个重要参数，它对炉膛结渣、稳燃以及炉膛出的烟速、烟温偏差均有重要影响。
实际切圆偏大则易引起结渣，实际切圆偏小则影响燃烧的'稳定性，因此保证适中的实际切圆直径非常重要。
该炉假想切圆直径为∮864mm，冷态空气动力场试验表明实际切圆直径为8000—9000mm。
一般认为，实际切圆相比炉膛断面的当量直径的范围在0.4～0,8之间，综合考虑煤质特性及稳燃、结渣问题，对于烟煤应取较小值。
本炉的实际切圆相对直径大于0.7，运行时易造成水冷壁结渣。
4.2炉膛结构设计不合理从炉膛结构方面来看，炉膛断面越大，炉膛越高，越不易结渣。
该炉炉膛断面为正方形炉膛，宽度和深度都是11600mm，炉膛高度是40000mm，上一次风喷口至屏式过热器下沿的高度为13000mm，燃烧器整体高度为6835mm，这些数值与同容量锅炉相比均较小，导致炉膛容积热负荷、燃烧器区域壁面热负荷较高，增大了结渣的可能性。
4.3炉膛底部漏风严重该炉排渣机液压关断门由于损坏密封不严，造成炉底漏风十分严重。
炉膛漏风使炉膛内的温度水平降低，炉内吸热减少，炉膛上部温度升高，特别是炉底漏风，会使火焰中心上移，引起炉膛顶部受热面结焦。
该炉炉顶大屏结焦多属此种情况。
4.4燃烧器调整不合理产生还原性氛围该炉自投运以来由于煤粉流动性、干燥度及输粉管的通畅性等原因造成四角给粉不均匀的情况比较常见。
四角风粉不均会造成炉内局部缺氧燃烧产生还原性氛围，在这种气氛中，灰中熔点较高的fe0会还原成熔点较低的fe0，能使灰熔点降低300～350℃，大大增加了结渣的可能性。
4.5射流两侧补气条件差异较大该炉燃烧器轴线与水冷壁夹角al为42。
和a248°，两侧区域不对称，由于a2 >al，因此a2侧的补气条件比a1侧充分，a2侧的静压高于ai侧的静压，在此压差作用下，射流向al侧倾斜，气流容易贴边而产生结渣。
高炉煤气干法除尘系统除尘灰板结原因分析及解决措施
高炉煤气干法除尘系统除尘灰板结原因分析及解决措施摘要：对高炉煤气干法除尘系统除尘灰板结原因进行分析，结合现场实际情况提出了具体的解决措施，通过实施取得了明显效果，管道、箱体、阀门、输灰管等处因除尘灰板结堵塞问题得到了缓解和控制，为高炉的长周期稳定生产创造了条件。
关键词：高炉煤气；干法除尘；除尘灰板结前言：山钢股份莱芜分公司现有5座高炉，其中3800m³高炉1座、3200m³高炉1座、1880m³高炉2座，1080m³高炉1座高炉煤气干法除尘系统的稳定对高炉和TRT稳定运行有着重要影响。
5座高炉均配套干法除尘系统，1880m³及1080m³高炉干法除尘配置：箱体切断由蝶阀加封闭式插板阀，筒体锥斗采用低压蒸汽伴热，进出口管道及筒体均保温，输灰采用氮气气力输灰方式，2021年相继出现了管道堵塞严重，致使高炉均压困难，长时间特护运行，最严重时干法除尘系统压力大于50KPa，布袋频繁磨失效煤气含尘量超标，造成TRT及减压阀组动静叶磨损。
为此，公司领导非常重视，生产管理部多次组织炼铁厂、能动厂等相关单位专业人员进行分析研究，探讨解决措施。
山钢股份莱芜分公司能源动力厂从干法除尘的操作、设备管理等方面入手，进行了有益的尝试和探索，并取得了较好效果。
一、干法除尘系统堵塞情况山钢股份莱芜分公司新1#高炉从2021于10月初开始高炉炉顶煤气温度持续保持在80～100℃之间，最低时达到65℃，至干法除尘入口持续低于100℃，对干法除尘造成严重影响，干法除尘采取特护措施进行保产，于2022年8月进行同步检修。
其影响如下：低温初期，灰比较湿，箱体下灰、气力输灰困难，逐渐堵塞卸输灰系统管道及阀门，造成自动卸输灰系统瘫痪，大灰仓及加湿搅拌机无法投运，采取每天定期退2-4个箱体进行箱体底部放灰，由于长达四个多月低温未及时采取高炉定修进行清理，严重时箱体进口主管及支管堵塞严重，大大减少了煤气通流量，增大了煤气阻力，加上布袋阻力，压差损失最高达50kpa以上，因箱体压差过高，布袋损坏，缩短设备运行周期。
高炉炼铁中的铁口炉渣处理技术研究
高炉炼铁中的铁口炉渣处理技术研究炼铁工艺是钢铁生产中至关重要的环节之一，而铁口炉渣处理技术在高炉炼铁过程中发挥着重要作用。
本文将从铁口炉渣的形成原因、渣料特性以及渣料处理技术等方面展开讨论。
该研究旨在帮助企业更好地理解高炉炼铁中的铁口炉渣处理技术，并提供行之有效的解决方案和建议。
1. 铁口炉渣的形成原因高炉冶炼过程中，煤炭和焦炭燃烧产生的高温煤气吹入高炉，高炉内的生铁析出，在冶炼过程中伴随着铁口炉渣的形成。
铁口炉渣中包含了非金属夹杂物、硅酸盐和氧化物等成分，这些成分来自于铁矿石、焦炭灰分和高炉燃料等。
2. 渣料特性铁口炉渣具有一定的粘度和流动性，并且在高温下具有一定腐蚀性。
渣料的粘度与其成分、温度和渣氧化性有关。
渣料中的硅酸盐、铝酸盐等成分会影响渣料的粘度和流动性，而硅酸盐和铝酸盐的含量又与矿石类型和熔和程度有关。
此外，渣料的流动性对高炉运行的稳定性有着重要影响。
3. 渣料处理技术为了保证高炉冶炼的正常进行，必须对铁口炉渣进行有效处理。
渣料处理技术主要包括渣铁分离、渣料冷却和渣料利用等环节。
3.1 渣铁分离渣铁分离是将渣料中的炉渣与生铁分离的过程。
目前，常用的渣铁分离方法包括重力分离、磁力分离和磁流体分离等。
通过选择合适的分离方法，可以有效降低渣铁中的渣料含量，提高炼铁效率。
3.2 渣料冷却渣料冷却是将高温的铁口炉渣迅速冷却至合适温度的过程。
冷却后的渣料不仅便于处理，还可以降低对设备的腐蚀性。
常见的渣料冷却方法包括水冷、空气冷却和喷水冷却等。
根据具体情况采取合适的冷却方式，可以提高炼铁工艺的效率和稳定性。
3.3 渣料利用渣料利用是将处理后的渣料充分利用的过程，以降低环境污染和资源浪费。
处理后的渣料可以用于制备水泥、填充材料和道路基础等。
通过渣料的合理利用，既可以减少对自然资源的需求，又可以降低企业的生产成本。
4. 渣料处理技术的应用高炉炼铁中的铁口炉渣处理技术已经得到广泛应用。
通过合理选择渣料处理技术，可以改善高炉冶炼过程中的渣料处理效果，提高炼铁工艺的稳定性和效率。
#高温沸腾炉结渣的原因和处理方法
高温沸腾炉结渣的原因和处理方法1 前言沸腾炉是水泥厂回转式烘干机的主要热源，其结渣现象相当普遍，原因也十分复杂，既有炉体结构如炉床面积、风帽出风角度等因素，也有操作管理如炉内温度、空气动力条件、风速、风压等因素。
因此，要消除沸腾炉结渣，需根据燃料特性从炉体结构和操作管理两个方面来适应沸腾燃烧的物理化学反应。
通过高温沸腾炉结渣的原因分析，结合节煤型高温沸腾炉研究成果的长期应用实践，提出以下消除结渣的方法，对水泥和其他生产行业的原料烘干都具有广泛地应用价值。
2 沸腾炉燃烧结渣的原因分析2.1 燃料特性和化学组成通常认为沸腾炉结渣同煤灰的熔融特性和粘温特性密不可分。
灰熔点较高的煤不易产生结渣；低灰熔点的煤在燃烧过程中，灰分往往呈软化或熔融状态，粘附性较强，故容易形成结渣。
决定灰分是否达到软化或熔融状态，取决于燃料的热值和炉内温度水平。
在炉内温度t 3 ＜1350 ℃的相同条件下，燃煤热值Q ＜3000Kcal/kg(12.6MJ/kg) 时，一般不会结渣；只有在热值Q ＞3000Kcal/kg(12.6MJ/kg) 时，结渣的可能性才逐渐增大。
两者的关系如图 1 所示。
实际生产中，沸腾炉的燃烧温度通常都在900~1100 ℃范围内，t 3 值一般不会超过1350 ℃。
因此，从燃料特性的影响分析，其热值是引起沸腾炉结渣主要因素。
灰分的熔点与其化学组成有关，一般而言，酸性氧化物能够提高灰的熔点和粘度，而减性氧化物在一定条件下有助于降低熔点并使熔体变得稀薄。
因此，低熔点的灰分往往CaO 、MgO 、K 2 O 、Na 2 O 等氧化物含量较高，而SiO 2 、Al 2 O 3 等含量越多，灰分的熔点就越高。
尤其Fe 2 O 3 是组成低熔点共熔体的重要组分，其含量越高，结渣现象更为突出。
从煤灰的粘温特性上看，它不但影响到炉内的工况，也决定它在燃烧中是否对燃料或矿物熔融特性的改变。
结渣主要是由于灰渣的粘附而形成，当粘度很高时，熔渣接近于凝固，燃烧过程就不易结渣。
认识高炉渣皮的脱落与结厚（一）
认识高炉渣皮的脱落与结厚（一）有朋友留言，希望就高炉渣皮脱落及渣皮脱落对炉温的影响写些东西，笔者注意到有关渣皮脱落的论文网上已经很多很详细，实在也写不出更有新意的内容以飨读者。
前些日子又有朋友探讨炉腹炉腰冷却壁连续大面积烧损的原因，又重新提到了相关渣皮脱落的问题，感觉有必要就渣皮的脱落与结厚阐述一下个人的观点，虽然不见得会有新意，可能依然是老生常谈，且当作是重温一下高炉理论，加深对渣皮脱落的认识吧。
高炉渣皮的脱落，说起来应该算是一种富贵病。
现代人的生活，多数人处在亚健康状态，“三高”是公认的富贵病，是随着人们生活条件的不断改善和提高而逐步走进人们的视野并逐步被重视的疾病，与生活条件和饮食习惯有关，相比于上世纪60年代困难时期，恐怕很难找到“三高”的人群，而更普遍的是营养不良人群。
高炉渣皮脱落也一样，在上世纪80年代以前，由于国内炼铁装备水平低，原燃料条件差，冶炼强度低，高炉常见的病症多为渣皮结厚、炉墙结瘤，鲜有渣皮脱落现象发生。
随着原燃料条件的改善，技术装备水平的提高，高炉冶炼强度不断提高，炉墙结厚结瘤现象逐步减少，取而代之的是渣皮脱落现象频繁发生，炉腹炉腰冷却器烧损增加。
因此，可以说，渣皮脱落是随着装备水平的提高、原燃料条件的改善、冶炼强度不断提高而派生的一种富贵病（其原因会在后续的文章中阐述）。
虽然，“三高”是现代人特有的病症，但依然没有人会企盼回到解放前的困难时期，同样，现代高炉冶炼形成的渣皮脱落现象，也没有人会去主动降低装备水平、降低原燃料质量水平以求得高炉的适应。
而只能去努力探索避免渣皮脱落的方法，适应炉况的发展。
所以，认识渣皮脱落的危害，探讨避免渣皮脱落的措施是高炉操作者应该努力的方向。
无庸置疑，渣皮脱落对高炉冶炼的最直接的影响就是导致炉温下滑，其次是砸坏风口或烧损风口。
渣皮脱落的方式不同，对高炉冶炼的影响也不同，从其脱落的面积来分，可以分为小面积的局部脱落和大面积的整体脱落，小面积的局部脱落虽然也易形成低炉温出格铁，但一般影响不大，整体脱落却极易导致炉子大凉甚至砸坏风口，形成较大的事故，好在，整体脱落的机率不大，多数脱落都为局部某一方向的脱落。
高温沸腾炉结渣的原因和处理方法
高温沸腾炉结渣的原因和处理方法1 前言沸腾炉是水泥厂回转式烘干机的主要热源，其结渣现象相当普遍，原因也十分复杂，既有炉体结构如炉床面积、风帽出风角度等因素，也有操作管理如炉内温度、空气动力条件、风速、风压等因素。
因此，要消除沸腾炉结渣，需根据燃料特性从炉体结构和操作管理两个方面来适应沸腾燃烧的物理化学反应。
通过高温沸腾炉结渣的原因分析，结合节煤型高温沸腾炉研究成果的长期应用实践，提出以下消除结渣的方法，对水泥和其他生产行业的原料烘干都具有广泛地应用价值。
2 沸腾炉燃烧结渣的原因分析2.1 燃料特性和化学组成通常认为沸腾炉结渣同煤灰的熔融特性和粘温特性密不可分。
灰熔点较高的煤不易产生结渣；低灰熔点的煤在燃烧过程中，灰分往往呈软化或熔融状态，粘附性较强，故容易形成结渣。
决定灰分是否达到软化或熔融状态，取决于燃料的热值和炉内温度水平。
在炉内温度t 3 ＜1350 ℃的相同条件下，燃煤热值Q ＜3000Kcal/kg(12.6MJ/kg) 时，一般不会结渣；只有在热值Q ＞3000Kcal/kg(12.6MJ/kg) 时，结渣的可能性才逐渐增大。
两者的关系如图 1 所示。
实际生产中，沸腾炉的燃烧温度通常都在900~1100 ℃范围内，t 3 值一般不会超过1350 ℃。
因此，从燃料特性的影响分析，其热值是引起沸腾炉结渣主要因素。
灰分的熔点与其化学组成有关，一般而言，酸性氧化物能够提高灰的熔点和粘度，而减性氧化物在一定条件下有助于降低熔点并使熔体变得稀薄。
因此，低熔点的灰分往往CaO 、MgO 、K 2 O 、Na 2 O 等氧化物含量较高，而SiO 2 、Al 2 O 3 等含量越多，灰分的熔点就越高。
尤其Fe 2 O 3 是组成低熔点共熔体的重要组分，其含量越高，结渣现象更为突出。
从煤灰的粘温特性上看，它不但影响到炉内的工况，也决定它在燃烧中是否对燃料或矿物熔融特性的改变。
结渣主要是由于灰渣的粘附而形成，当粘度很高时，熔渣接近于凝固，燃烧过程就不易结渣。
锅炉结渣原因分析及预防措施（3）
锅炉结渣原因分析及预防措施（3）锅炉结渣原因分析及预防措施一、结渣的危害在电站煤粉锅炉中，熔融的灰渣黏结在受热面上的现象叫结渣，结渣对锅炉的安全运行与经济运行会造成很大的危害，其主要影响可归纳为下面几个方面：1、对炉内传热的影响而降低锅炉效率当受热面上结渣时，由于渣的导热系数很低，因而热阻很大，使炉内受热面的吸热能力大为降低，以致锅炉烟温升高，排烟热损失增加。
如果在燃烧室出口结渣，在高负荷时会使锅炉通风受到限制，以致锅炉内氧量不足。
如果在喷燃器出口结渣，则影响气流的正常喷射，这些都会造成化学不完全燃烧和机械不完全燃烧损失的增加，从而降低了锅炉效率。
2、降低锅炉出力受热面结渣会是烟温升高，从而使主汽温度升高，为了保证主汽温度，就需要降低锅炉出力。
3、高温腐蚀的出现在结渣前，灰和烟气复杂的化学反应，有时会出现高温腐蚀，而且锅炉压力的升高，就越容易缠上高温腐蚀。
4、造成受热面爆管结渣使受热面受热不均，再加上结渣形成的热偏差，很容易导致受热面爆管。
5、造成锅炉灭火和停炉结渣比较严重时，如果除渣时间过长，大量冷空气进入炉内，易形成灭火，有时大渣的滑落也可以将火压灭。
如果炉膛出口或者冷灰斗被封堵，还会造成停炉。
二、结渣的机理既然要介绍结渣的形成机理，就要首先介绍炉内受热面的沾污和积灰，受热面的玷污和积灰可以看做是结渣的前奏，它们之间是相互有机联系的。
那么是什么力量是灰粒沉积在受热面上的呢?一般来说只要有下列几个作用力：1、分子之间的吸引力。
当灰粒直径小于3m时，分子间的吸引力就比灰粒本身重力大，使灰粒在受热面飞过时受到吸引。
2、重力沉淀。
灰粒较大时，就肯能由于重力而沉降在受热面。
3、热泳力。
细的灰粒飞近水冷壁时，由于水冷壁表面温度比火炬温度低，使灰粒正反面受到不同热泳力的作用，向水冷壁运动。
4、机械作用。
受热面生锈时，往往以尖刺的形式出现，能轻易的网罗一些小的灰粒。
5、凝结作用。
燃料中的碱土氧化物及其它一些氧化物在炉内高温下会升华为蒸汽，而在较冷的受热面上以极细的晶粒凝结。
炉内结渣机理分析及防止方法
积灰结渣一般定义三种类型
A. 低温积灰
多发生在低温区的省煤器和空预器上，与管子表面酸和 或水蒸汽凝结有关。一类是由于酸腐蚀所产生，二类 是喷撞到管子上的飞灰，三类是酸与飞灰中的铁、钠、 钙等反应生成的硫酸盐。
B. 高温粘结性积灰
一般发生在对流受热面上，有一定的粘结性，一定温度， 与煤种有很大关系。
特点：粘结强度不高 ，但形成速度很高，硫酸 盐含量低。
C. 管子背部和炉墙上形成
特点：形成温度范围广，牢固度相差很大——从 非常松脆到十分牢固，硫酸盐含量 变化大。
6. 渣型特征
渣型 代号 灰渣特征
附着灰 g 微粘聚渣 f 无粘聚特征，灰粒呈松散堆积状 外形已有灰粒间粘聚的特征，容易刮除，切 下的灰大部分呈疏松块状 弱凝聚渣 e 灰渣粘聚特征加强，切刮仍较容易，切下渣 块具有一定硬度 凝聚渣 d 灰渣粘聚在一起，较硬，切刮困难，但仍能 从渣棒上切刮下来 强粘结渣 c 粘聚灰渣更硬,无法从渣棒上完全刮下来， 渣棒残留不规则的粘聚硬渣 粘熔渣 b 灰渣由熔融与半融渣粘聚起来，已无法刮除 熔融渣 a 灰渣呈全熔融状，渣棒为流渣所覆盖，并有 渣泡形成
பைடு நூலகம்
C. 熔融性结渣
烟气中携带熔化或粘性很强的灰粒，在熔渣上积聚。
某种类型结渣
5.4 影响积灰结渣因素
1. 燃料特性
★燃料成分：特别是矿物成分，硫、氯，
碱金属、铁、钾、钠，硅酸盐等。
★煤粉细度：越粗，颗粒温度越高，此外，
第三阶段沉积量将增加。
图1，常规水煤浆：Na2O：2.64% 图2，黑液水煤浆： Na2O： 21.59%
②硅化物型
由于微细的雾状硅化物沉积于管壁形成积灰的初始 层。
③钙化物型
高炉炼铁中的风口设计与炉渣排出控制
定期检查风口的密封情况， 确保风口的密封性能
定期检查风口的冷却系统， 确保冷却效果良好
炉渣是炼铁过程 中的副产品，其 成分和性质对炼 铁过程有重要影 响
炉渣的化学成分 会影响铁水的质 量和产量
炉渣的物理性质 会影响炉渣的排 出和回收利用
炉渣的排出控制 对高炉炼铁的效 率和环境保护有 重要影响
考虑风口的形 状和材质
考虑风口的维 护和更换成本
耐高温性：能够承受高炉炼铁的高 温环境
耐腐蚀性：能够抵抗炉渣中的酸性 物质和碱性物质的腐蚀
添加标题
添加标题
添加标题
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耐磨性：能够承受炉渣的冲刷和磨 损
导热性：具有良好的导热性能，能 够快速传递热量，提高炼铁效率
风口位置：根据高炉形状和尺寸，合理 布置风口位置
协同优化方案 的设计原则
协同优化方案 的具体实施步
骤
协同优化方案 在实际应用中
的效果评估
协同优化方案 的改进与优化
方向
提高生产效率：协同 优化可以提高高炉炼 铁的效率，降低生产
成本。
技术挑战：协同优化 需要复杂的计算和优 化算法，技术难度较
大。
减少环境污染：协同 优化可以减少炉渣排 出，降低对环境的污
实践案例：某钢铁公司炉渣排出 控制的改进实践
效果分析：改进前后炉渣排出效 果的对比分析
自动化控制技术的应 用：实现炉渣排出的 自动化控制，提高生
产效率和稳定性
节能技术的应用：采用节 能技术，降低炉渣排出过
程中的能耗
环保技术的应用：采用环 保技术，减少炉渣排出对
环境的影响
智能化技术的应用：利用 智能化技术，实现炉渣排
高炉风口水腔结垢原因及防治措施
高炉风口水腔结垢原因及防治措施
赵锦;贾利涛;张玉瑶;董舒宇;武建龙;黄俊杰;徐萌
【期刊名称】《冶金动力》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】针对某钢铁厂高炉风口水腔结垢问题,对垢样进行X射线衍射(XRD)检测,检测结果显示垢样的主要成分为CaSO_(4)、CaSO_(4)·2H_(2)O和
CaSO_(4)·0.5H_(2)O。
分析高炉风口循环冷却水水质和原有阻垢剂性能,提出相应的改善措施,调控循环冷却水硬度在400 mg/L以下,并在原阻垢剂中配加6 mg/L 乙二胺四甲叉磷酸钠(EDTMPS),有效避免了风口水垢的形成,提高了高炉风口的寿命。
【总页数】6页(P50-55)
【作者】赵锦;贾利涛;张玉瑶;董舒宇;武建龙;黄俊杰;徐萌
【作者单位】首钢集团有限公司技术研究院;绿色可循环钢铁流程北京市重点实验室;首钢京唐钢铁联合有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF549
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第23卷第3期炼 铁Vol.23,No.3 2004年6月IRONMAKING June 2004高炉风口结渣机理的研究任 燕 徐万仁 李 军(宝山钢铁股份有限公司) 摘 要 通过实验室实验和现场实物分析,对高炉风口结渣机理和配煤灰分性质的控制进行了研究,并提出了控制风口结渣的有效措施。
关键词 高炉 风口 结渣 研究Studyonsla g-bondingmechanismoftu yereinblastfurnaceReYan XuWanren LiJun(BaoshanIron&SteelCo.,Ltd.) Abstract Throughlaborator yex perimentsandanal ysisofblastfurnacetu yeresla g,thesla g-bondin gmechanismoftu yere inblastfurnaceandthecontrolofcoalblendashwerestudied,theeffectivemeasurestocontrolsla g-bondin goftu yerewas broughtu p. Ke ywords blastfurnace tuyere slag-bondin g study1 引言宝钢高炉前几年喷煤操作中常出现风口结渣现象,风口结渣使风口通道面积减小,风压升高,影响喷煤作业和炉况顺行。
取样化验和显微观察发现,结渣物主要是煤粉燃烧灰分熔融沉积物。
风口结渣的产生不仅与煤枪插入位置、角度、风口衬套材质、鼓风条件有关,还与煤的粘结性、挥发分、灰成分及性质有很大关系。
宝钢已使用混煤多年,随着喷吹煤种扩大,混合配煤数目增加,煤的成分将更复杂,灰熔点、粘度会有较大变化,如配煤方案忽视对混煤的粘结性、灰成分与性质的考虑或配煤比例不当,就容易发生风口结焦和结渣。
因此研究风口结渣机理和成因,研究风口结渣与配煤灰成分之间的关系,使配煤方案在满足混煤主要性能的同时,兼顾煤热解和灰结渣特性,对维持大喷煤操作的正常稳定具有实际意义。
本文根据实验检测和现场实物分析,对风口结渣机理和配煤灰分性质的控制等问题进行解析。
2 实验研究和实物分析2.1 实验方法将各种煤按比例混合后在马弗炉中于1000℃烧成煤灰,利用HR-3A煤灰熔点测定仪测定煤灰熔点,实验采用角锥法按GB/T219-1996规定进行。
采用RTW熔体物性测定仪测定煤灰粘度η1300～1500℃和熔化性温度(T s)。
用偏光显微镜、扫描电镜和多晶粉末X光衍射仪分别对现场风口结渣物进行检测分析。
2.2 实验结果从表1中可以看出:在选定的4种煤中,烟煤1和烟煤2的灰熔点(T2)分别为1230℃和1330℃,无烟煤1和无烟煤2的灰熔点分别为1390℃和1310℃。
将无烟煤与烟煤按一定比例混合,混合煤的灰熔点都处在相应单种煤的灰熔点之间,但与混合煤中各单种煤的比例不成严格的比例关系。
单煤种和混合煤的灰熔点均超过1230℃,符合宝钢规定的标准。
高炉风口区的温度通常超过1600℃,煤灰熔点高于1200℃不等于该种煤在喷吹过程中不结渣,但将喷吹煤的灰熔点标准定在1600℃以上也是不现实的。
因此,单纯从煤灰熔点的角度不能解释高炉风口结渣产生的原因,风口结渣还与煤灰粘度、鼓风参数等因素有关。
煤灰的粘度-温度曲线是典型的长渣粘度曲线。
从表2中可以看出:煤灰的熔化性温度(T s)要比同种煤的灰熔点高60～180℃。
烟煤1煤灰的粘度较低,其熔化性温度为1287℃;烟煤2煤灰的·32·粘度特别大,1500℃以下基本上无法测定其粘度,其熔化性温度高达1515℃。
无烟煤1由于灰熔点太高无法测定其灰粘度。
无烟煤2煤灰的粘度也比较高,其熔化性温度为1472℃。
将烟煤1与无烟煤1或无烟煤2混合配煤,混合煤的煤灰粘度处在单种煤煤灰粘度之间,混合煤煤灰的熔化性温度也处在单种煤煤灰熔化性温度之间。
表1 煤灰熔点的测定结果,℃序号组成T 1T 2T 31烟煤11210123012402烟煤21300133013503无烟煤11380139014004无烟煤2129013101330550%烟煤1+50%无烟煤1137013801390650%烟煤1+50%无烟煤2125012601270750%烟煤1+25%无烟煤1+25%无烟煤2132013501360850%烟煤2+50%无烟煤1133013601370950%烟煤2+50%无烟煤21300131013301025%烟煤1+25%烟煤2+50%无烟煤11330134013601125%烟煤1+25%烟煤2+50%无烟煤21280129013101225%烟煤1+25%烟煤2131013301340+25%无烟煤1+25%无烟煤2 烟煤1的煤灰粘度在较宽的温度范围内变化比较平缓,高温下的粘度也比较低,熔化后的流动性比较好,在高速热风的吹扫下,不易粘结在风口衬套上。
烟煤2的煤灰粘度比较高,熔化后的流动性比较差,存在着在风口衬套上结渣的可能性。
因此,适当降低混合煤中烟煤2的比例和适当提高混合煤中烟煤1的比例可以降低风口衬套上结渣的可能性。
对于无烟煤来说,其煤灰熔点一般都高于烟煤,在风口衬套上结渣的可能性也比烟煤小。
试验选定的两种无烟煤,无烟煤2的煤灰粘度比较低,不但低于无烟煤1的煤灰粘度,而且还低于烟煤2的煤灰粘度。
因此,适当降低混合煤中无烟煤1的比例和适当提高混合煤中无烟煤2的比例可以降低风口衬套上结渣的可能性。
2.3 风口结渣物的检测结果对宝钢2号高炉风口取出的衬套结渣物矿相观察和电子探针微区成分分析表明,结渣物主要是煤灰渣,呈非晶态,为玻璃相,基体中分布有不规则孔洞,孔洞中有碳的沉积物,黄亮色的Fe 3O 4颗粒少量表2 煤灰粘度和熔化性温度的测定结果煤种粘度,×0.1Pa ·sη1300℃η1350℃η1400℃η1450℃η1500℃T s,℃烟煤126.1410.648.355.70 2.131287烟煤228.921515无烟煤242.3214.88147250%烟煤1+50%无烟煤146.8723.3612.69144550%烟煤1+50%无烟煤220.6312.546.251376镶嵌于基体上。
结渣物的显微结构见图1、图2。
从宝钢2号高炉风口衬套取样,风口结渣物的化学成分见表3。
从表3可见,风口结渣物中CaO 、MgO 和Fe 2O 3含量都较高,SiO 2和Al 2O 3的含量比较低,二图1 风口结渣物的显微结构(1)图2 风口结渣物的显微结构(2)元碱度高达1.69,四元碱度高达1.09,高于所有喷吹原煤粉灰分的二元碱度和四元碱度,也就是说,宝钢高炉风口结渣物的化学成分与所用喷吹煤的灰分成分有相当大的差别。
从风口结渣物的化学成分来·42·判断,这种结渣物实际上是一种灰熔渣。
表3 风口结渣物的化学成分,%SiO 2Al 2O 3CaO MgO Fe 2O 3TiO 2烧损18.1216.7130.577.5622.380.710.19 从显微镜下观察和X 光衍射分析(如图3所示)可以发现:高炉风口结渣物的矿物组成比较复杂,矿相结构不均匀。
高炉风口结渣物中的主要矿物为斜长石(斜长石实际上是由钙长石CaO ·Al 2O 3·SiO 2和钠长石Na 2O ·Al 2O 3·6SiO 2组成的连续固溶体)、钙长石(CaO ·Al 2O 3·SiO 2)、硅酸二钙(2CaO ·SiO 2)和镁黄长石(2CaO ·MgO ·2SiO 2),还有少量磁铁矿(Fe 3O 4)、铁酸钙(CaO ·Fe 2O 3)、磁赤铁矿(Fe 2O 3)、镁橄榄石(MgO ·SiO 2)和金属铁(Fe )。
风口结渣物中的气孔较多,多呈圆形,大小不一,分布不均匀(见图4)。
△CaO ·Al 2O 3·SiO 2;□2CaO ·SiO 2;▲2CaO ·MgO ·2SiO 2;■Fe 3O 4;×CaO ·Fe 2O 3;VFe 2O 3图3 高炉风口结渣物的X 光衍射曲线图4 风口结渣物的气孔结构 高炉风口结渣物中斜长石与钙长石的含量之和为40%～45%,颗粒粒度一般为0.01～0.10mm,多呈半自形晶和自形晶,部分呈磁铁矿骸晶假象。
硅酸二钙的含量为25%～30%,呈菊花状集合体均匀分布,个体呈粒状(见图5),粒度大小一般为0.002～0.005mm 。
镁黄长石的含量为15%～20%,多呈钉齿状和编织状,与磁铁矿共生(见图6),粒度大小一般为0.02～0.10mm 。
磁铁矿的含量为5%～10%,粒度大小一般为0.002～0.030mm,多呈它形晶和半自形晶,部分为自形晶带状集中分布(见图5),颗粒较粗者包含有点状或片状磁赤铁矿。
铁酸钙的含量为2%～3%,呈细小长柱状局部集中成带状分布。
从高炉风口结渣物的矿物组成来判断,高炉风口结渣物实际上是一种灰熔渣。
对高炉风口结渣物的断面进行面扫描,其能谱分析如图7所示,从图7中可以看出:高炉风口结渣物中含有Ca 、Fe 、Si 、Al 、Mg 、Ti 、S 等元素,其中Ca 和Fe 元素的含量分别高达33.91%和31.63%;Si 和Al 元素的含量分别只有16.19%和14.27%,与化学分析的结果基本一致,这进一步证实了风口结渣物的化学成分与煤灰的化学成分有比较大的差别。
图5 风口结渣物的矿物结构(单偏光,×160)·52·3 结果讨论从高炉风口处在高速热风吹扫的实际状况来看,风口结渣物中的所有物质都应来源于高炉喷吹煤的灰分和碳的沉积物,从这个角度出发,高炉风口结渣物的化学成分应与高炉喷吹煤的灰分成分基本相同或相近,文献[1]的研究也是这样论述的。
然而宝钢高炉的实际状况并非如此,高炉风口结渣物的化学成分与喷吹的单种煤和混合煤的灰分成分都有比较大的差别。
与高炉喷吹煤的灰分成分相比,高炉风口结渣物中的CaO 、MgO 和Fe 2O 3含量都比较高,SiO 2含量却比较低,Al 2O3含量相差不大,碳的沉积物比较少。
也就是说,在高炉喷吹煤的灰分转变成风口结渣物的过程中,CaO 、MgO 和Fe 2O 3的含量都有明显地提高,二元碱度和四元碱度也都明显地增加;SiO 2含量却有明显地降低,Al 2O 3含量变化比较小。
由此可以推断:在高炉喷吹煤的灰分转变成高炉风口结渣物的过程中肯定存在着SiO 2的消耗。
图6 高炉风口结渣物的矿物结构(反光,×160)图7 风口结渣物的能谱分析 高炉风口结渣物中的主要矿物为斜长石、钙长石、硅酸二钙和镁黄长石。