高炉喷煤是现代高炉冶炼的一项重大技术革命,外衬陶瓷高炉喷煤枪寿命直接影响喷煤操作与高炉正常生产,因此探索外衬陶瓷高炉喷煤枪破损机理、研制长寿命外衬陶瓷高炉喷煤枪成为高炉喷煤技术的重要课题。
我公司对某高炉实用外衬陶瓷高炉喷煤枪进行跟踪监测,外衬陶瓷高炉喷煤枪,在正常工况下,材质为1Cr18Ni9Ti的喷煤枪平均寿命为32天。失效原因为表面氧化和煤粉流冲蚀磨损所致。从反应热力学分析了外衬陶瓷高炉喷煤枪外表面氧化损坏机理,并由微切削理论解释了外衬陶瓷高炉喷煤枪内壁出现沟状磨损痕迹及气固两相流动导致外衬陶瓷高炉喷煤枪下半部分先磨损破口的原因。
目前,我国高炉喷煤尚处于较低的水平,1999年原的煤比114kg/tFe,原骨干企业的煤比仅为88kg/tFe,全年平均煤比超过200kg/tFe的仅宝钢一家。为配合高炉喷煤水平的提高,在喷煤枪的研制方面我们应密切结合现有的实际情况,切实把握好喷煤枪的发展方向,避免主观选择与盲目追随,为我国高炉喷煤的发展作出一些有意义的尝试。笔者在此提出以下的一些观点供商榷:
(1)在目前的情况下,无论对于任何厂家,都可以尝试将传统的连续喷煤造成脉冲喷煤枪,这能有效地提高煤粉的燃烧率而无须太多的投入。
(2)对于那些制粉能力与制氧能力均比较充足的厂家,应积极地开发能的氧煤枪及采取双枪喷吹等形式。对于那些制粉能力与制氧能力短期内尚难以与高煤比相匹配的厂家,就应积极地改进外衬陶瓷高炉喷煤枪的结构及参数优化,以尽可能地提高煤粉的燃烧率,使有限的煤粉得到的利用。
外衬陶瓷高炉喷煤枪自20世纪60年代应用于生产以来,经过不断试验研究与完善提高,已相当普及。目前世界上90%以上的生铁是在采用喷吹燃料的高炉上生产的。一些先进的高炉喷煤量已达200kg/tFe以上。
外衬陶瓷高炉喷煤枪作为高炉喷吹煤粉的重要设备,它的结构与性能直接影响到煤粉燃烧率、煤焦置换比、喷煤的广度与均匀度以及风口寿命等诸多方面。为了适应高炉不断提高喷煤比及喷煤效益的需要,外衬陶瓷高炉喷煤枪在近来得到了广泛的研究与探讨,人们在外衬陶瓷高炉喷煤枪的基础上进行了一系列的改进与试验。
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