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310S高炉喷煤枪自20世纪60年始应用于生产以来,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。一些的高炉喷煤量已达200kg/tFe以上。
310S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,310S高炉喷煤枪在近来得到了广泛的研究与探讨,人们在单管310S高炉喷煤枪的基础上进行了一系列的改进与试验。
随着喷煤技术的不断提高,喷煤量的不断加大。对310S高炉喷煤枪的要求越来越高,所以研究提高310S高炉喷煤枪的使用寿命是非常必要的。
310S高炉喷煤枪的发展趋势由一口一枪趋向一口双枪。从单一材质趋向复合材质。从单管趋向套管。喷口从简单趋向复杂。由连续流趋向脉冲流。其中,材料的变化是目前国际国内通用的。如的310S高炉喷煤枪大都由单一的不锈钢(如1Cr18Ni9Ti)无缝管制成,随着风温和喷煤量的提高,310S高炉喷煤枪磨损和烧损及喷煤磨蚀风口等问题日益突出。现在的310S高炉喷煤枪大都针对310S高炉喷煤枪各部分温度及磨蚀程度的不同而采用了不同的材质。如310S高炉喷煤枪采用了高温合金,310S高炉喷煤枪前段内衬金属陶瓷。使310S高炉喷煤枪的实际消耗量降低约77.07%,单枪平均使用寿命达到明显提高。
随着喷煤比的大幅提高,煤粉燃烧率成了人们普遍关注的问题,为此许多钢铁厂将原单管式喷枪成了各式各样的套管式同轴喷枪。外管通以压缩空气或氧气,根据流体力学原理,使输入的压缩空气或氧气经套管及旋流喷嘴后产生旋流,使煤粉与热风或氧气充分接触,以提高煤粉燃烧率。
本钢1988年即开始对输入压缩空气的套筒式旋流喷枪进行了研究与试验。特别对于200kg/tFe以上高喷煤率的高炉,310S高炉喷煤枪,在欧洲产生的氧煤枪已成为一个研究的热点。
原西德蒂森钢铁公司通过对氧煤枪的结构优化(在风口上方直接供氧)曾在焦比为268kg/tFe时,喷煤比达到了224kg/tFe。在国内,北京科技大学、包钢、攀钢、鞍钢、东北大学等都对氧煤枪进行过研究与试验。
310S高炉喷煤枪串罐式喷吹是将两个主体罐重叠设置而形成的喷吹系统。其中,下罐亦称为喷吹罐,它总是处于向高炉喷煤的高压工作状态。而上罐也称为加料罐,它仅当向下罐装粉时才处于与下罐相连通的高压状态,而其本身在装粉称量时,则处于常压状态。装卸煤粉的倒罐操作须通过连接上下罐的均排压装置来实现。
根据实际需要,串罐可以采用单系列,也可以采用多系列,以满足大型高炉多风口喷煤的需要。串罐式喷吹装置占地小,喷吹距离短,喷吹稳定性好,但称量复杂,投资亦较并列式的大。这种喷吹装置是目前国内外大型高炉采用较多的一种喷吹装置。
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