Vol.15 No.3 周渝生等：高炉氧煤强化炼铁工艺的开发 ·249· 度；A为残碳中灰份含量；p为残炭密度(kg/m). 从上述经验公式可见，煤的热分解和着火时间(t,、1,、1,)与热风温度成反比，与 粒径成正比，风温愈高，煤粉愈细，点火愈快。煤粉从点燃到碳粒开始着火所需的时间 约占全部燃尽时间的1/10。高温下残炭的燃烧为表面扩散反应、而着火后的碳粒完全燃 尽所需时间最长。而且残炭燃烧时间(：，、1，)几乎与氧浓度和温度成反比，与粒径平方成 反比。 3.1热风温度 从图1可以看出，无论喷吹烟煤或无烟煤，随着风温提高燃烧率也提高。在90 ~1300℃煤粉燃烧率增加很快，尤其是无烟煤更明显。因为在此温度区间内，煤粉的燃 烧反应处于界面化学反应控制范围。这与公式(1)~(6)总结的规律是一致的，因为风 温决定了煤粉进入直吹管后的升温速度（可达10~10K/s)。由于煤粉在热风中仅停留 10ms左右，提高风温仍是改善燃烧过程的关键之一。 3.2煤粉粒度 高炉每个风口喷煤量达1~2t/h时。这些煤粉在狭小的风口回旋区内燃烧和气化， 其停留时间仅数s,达到70%以上燃烧率，比通常的窑炉要困难得多。按前述公式计 算，要实现良好的燃烧和气化，对于着火燃烧困难的无烟煤，平均粒度大部分应该小于 0.074mm(200目). 3.3高炉氧煤枪的开发 作者研究了鼓风富氧量与燃烧率关系的结果（图2）表明，在其实验条件下增加鼓风 含氧量比提高风温对煤粉的燃烧率影响更大。 90 0 100 8 我 3 80 70 60 家 60 % 20 0 40 0 20 40 60 80 100 900110013001500 鼓风含氧量，% 图1煤粉燃烧率与温度的关系 图2煤粉燃烧率与鼓风含氧量的关系 1-无烟煤：2-烟煤：3-褐煤 Fig.2 Relationship between the combustion rate of Fig.I Relationship between the combustion rate of coal and the oxygen content in blast pulverized coal and the blast temperature. 目前，大多数高炉采用在风机前或热风炉前加氧，即提高鼓风含氧量。我国高炉富氧 率一般低于5%。同样的富氧量，如果采用直接向风口直吹管和煤粉燃烧区局部富氧的方 式，比提高整个鼓风含氧量更合理。根据公式(4)和(6)，供给煤粒燃烧的氧浓度愈 高，其燃烧速度愈快。有限的氧气高浓度地集中于煤粉云周围，可使煤粉燃烧气化速度加周渝生等 高炉 氧煤强化炼铁工艺 的开发 · · 度 为残碳 中灰份 含量 为 残炭 密度 ’ 。 从 上述经验公式可 见 ， 煤 的热分解 和 着火 时 间 ， 、 、 与热风温度 成反 比 ， 与 粒径 成 正 比 ， 风 温 愈 高 ， 煤粉愈细 ， 点火 愈 快 。 煤粉从点燃到 碳 粒 开 始着火 所需 的时 间 约 占全部燃尽时 间 的 。 高温下 残炭 的燃烧 为表面扩散反 应 ， 而着火后 的碳粒 完全燃 尽 所需 时 间最长 。 而 且残炭燃烧 时 间 、 几乎 与氧浓 度 和 温 度成反 比 ， 与粒径平方成 反 比 。 热风温度 从 图 可 以 看 出 ， 无 论 喷 吹 烟 煤 或 无 烟 煤 ， 随 着 风 温 提 高燃 烧 率 也 提 高 。 在 一 ℃ 煤 粉燃烧率增 加 很快 ， 尤其是 无烟 煤 更 明显 。 因 为 在此温 度 区 间 内 ， 煤粉 的 燃 烧反 应处 于 界 面化学 反应控制范 围 。 这 与公式 一 总结 的规律是 一致 的 ， 因为 风 温决定 了煤 粉进 人 直 吹 管 后 的升温 速 度 可 达 一 护 。 由于煤粉在热风 中仅停 留 左右 ， 提 高风温 仍是 改善燃烧过程 的关键之 一 。 煤粉粒度 高炉 每 个 风 口 喷煤 量 达 一 时 。 这些 煤 粉 在 狭 小 的 风 口 回 旋 区 内燃烧 和 气 化 ， 其停 留 时 间仅 数 ， 达 到 以 上 燃烧率 ， 比通 常 的 窑 炉 要 困 难 得多 。 按前 述公式计 算 ， 要 实 现 良好 的 燃 烧 和 气 化 ， 对 于 着 火 燃烧 困 难 的无烟 煤 ， 平 均粒度 大部分应该 小 于 目 。 高炉氧煤枪的 开发 作 者研究 了鼓 风 富氧量 与燃烧率关系 的结果 图 表 明 ， 在 其实验条件下增 加鼓风 含氧量 比提 高风温对煤 粉 的燃烧 率影 响更大 。 一 ‘ ， 心 兀了一 一十一一一 · 霎琐讲琪纂罗 耽 户产 岁 ‘ 锌瑕簇璞霎 甲 ℃ 鼓风含氧量 ， 图 煤粉燃烧率与温度的关 系 图 煤粉燃烧率与鼓风含氧 的关系 一无烟煤 一烟煤 一褐煤 加 罗 习 · 目前 ， 大多数高炉 采 用在 风机前或热风炉前加 氧 ， 即提高鼓风含氧量 。 我 国 高炉 富氧 率一般低 于 。 同样 的富 氧量 ， 如 果采用 直接 向风 口 直吹管 和煤粉燃烧 区局 部 富 氧 的方 比 提 高 整 个鼓风 含 氧 量 更 合理 。 根 据 公式 和 ， 供给煤粒燃 烧 的氧 浓 度 愈 其燃烧速度愈快 。 有 限 的氧气高 浓度地集 中于煤粉云周 围 ， 可使煤粉燃烧气化速度加 式高