导读：这是一篇完整优秀的关于煤气化论文范文，共有2100字符，题目是关于“焦炉煤气强化烧结技术研究”的。向烧结料层喷入可燃气体，试验重点研究了不同条件下不同热量补偿比例对烧结指标的影响。
作者：高沛
摘要：在烧结料面喷入一定量的可燃气体，在烧结负压作用下，可燃气体被抽入烧结料层并在料层中的燃烧层上部高温段燃烧放热，料层的最高温度并不会升高，反而延长了料层中 1200～1400℃温度区间的持续时间，从而提高了烧结矿的强度和还原性。
同时，由于减少了固体燃料配比， 使得烧结最高温度降低，有利于复合铁酸钙的生成，从而改善烧结矿质量。因此，控制烧结料层的最高温度及合适的温度区间对烧结生产和烧结矿质量至关重要。向烧结料层喷入可燃气体，试验重点研究了不同条件下不同热量补偿比例对烧结指标的影响。
结果表明，喷入焦炉煤气后，烧结矿质量和冶金性能得到改善，烧结过程均匀性得到改善，烧结矿转鼓指数、粒径、还原性等指标大幅度提高，有利于高炉冶炼;同时，采用该技术后， 减少了烧结固体燃料配入量，降低了烧结过程CO2 的排放。
关键词：焦炉煤气;强化烧结;燃烧层;热量补偿
日本 JFE 钢铁公司开发了在烧结矿表面喷入液化天然气燃料技术，该技术可在不增加焦粉配比的前提下提高烧结矿质量。其原理是从烧结机料层表面喷洒低于着火浓度的焦炉煤气，在烧结负压作用下，焦炉煤气被抽入到烧结矿层，当到达烧结燃烧层上方高温区时发生燃烧反应，提供新的高温区，
减缓了烧结高温区物料的冷却速度，延长了新生成的烧结矿在高温区的保持时间，从而提高烧结矿强度。相应减少的固体燃料配入量则使固体燃料燃烧产生的高温区的最高温度降低，有助于改善烧结矿的还原性。
1、实验原理及实验方法
1.1 实验原理
气体燃料辅助烧结技术原理:在烧结料面喷入一定量的可燃气体，在烧结负压的作用下，可燃气体被抽入烧结料层并在料层中的燃烧层上部被燃烧放热，从而拓宽了烧结的燃烧层，延长了高温保持时间;同时，由于减少了烧结固体燃料比例，
一方面使得烧结最高温度降低，更适合于强度和还原性能更优的复合铁酸钙组分的生成，从而改善烧结矿质量;另一方面大大降低了CO2 排放。基于以上情况，梅钢公司在实验室分别开展了向烧结料面喷吹 LNG 和COG 的烧结杯试验研究。
1.2 实验方法
(1)喷吹 LNG 试验
该实验重点研究不同固燃配比、不同气体流量、不同通气时间等情况下喷吹LNG 对烧结指标的影响。试验结果表明:固体燃料配比由基准期 5.4%降至 4.9%，喷吹 LNG 后， 对改善烧结矿转鼓指数、成品率、利用系数和固体燃耗等指标有积极作用。
1.3 喷吹COG 试验
在喷吹 LNG 试验基础上，烧结杯试验重点考察不同固燃配比、不同喷吹时间、不同COG 流量(即不同补充热量比例)等情况下喷吹COG 对烧结矿指标的影响。
试验结果表明: 在烧结过程中喷吹一定量的COG 后，不但可以降低烧结矿固体燃耗，而且对于提高烧结矿转鼓强度、成品率和利用系数等均有积极影响; 烧结矿R I 、R DI+3.15 指标均提高1.3%～2.0%
2、生产结果分析
2.1 喷吹COG 对烧结矿转鼓指数的影响
喷吹COG 后，烧结矿转鼓指数较基准期提高 0.31%。运用 Minitab 工具对数据过程能力进行检验分析，P 值=0.024<0.05，说明试验期转鼓指数与基准期存在明显差异，转鼓
指数过程能力指数提高 0.40，说明烧结过程均匀性得到改善。这主要由于喷吹COG 后， COG 在烧结料层的燃烧层上部燃烧放热，降低了上部烧结矿的冷却速度，延长了适合烧结温度的持续时间及扩大了该温度带的宽度，有利于铁酸钙组分的生成;同时，
使热量不足的烧结料层上部得到了热量补偿，获得的热量高于烧结过程的平均热量和原工艺料层上部获得的热量，烧结料层下部的热量和冷却速度适宜，烧结料层上下部温度更趋向均匀，保证了上层烧结矿足量的熔融液相的生成，对固相有良好的浸润与矿化作用。
2.2 喷吹 COG 对烧结矿 5～10mm 比例的影响
喷吹 COG 后，烧结矿 5～10mm 比例较基准期降低 2.11%。运用 Minitab 工具对数据过程能力进行检验分析，P 值=0.005<0.05， 说明试验期 5～10mm 比例与基准期存在明显差异，5～10mm 比例过程能力指数提高 0.48， 说明烧结过程均匀性得到改善。
2.3 喷吹COG 对烧结矿平均粒径的影响
喷吹COG 后，烧结矿平均粒径较基准期提高了 1.08mm。运用 Minitab 工具对数据过程能力进行检验分析，P 值=0.001<0.05，说明试验期平均粒径与基准期存在明显差异， 平均粒径过程能力指数提高 0.60，说明烧结过程均匀性得到改善。
这主要由于喷吹 COG 后，延长了超过 1200℃料层的持续时间，提高了 SFCA 的液相转换率及 1～5mm 孔隙熔合率，降低了烧结矿玻璃相硅酸盐及烧结矿小粒径比例。
2.4 喷吹COG 对固体消耗的影响
喷吹COG 后，烧结矿固体单耗较基准期降低了 4.68kg/t。运用 Minitab 工具对数据过程能力进行检验分析，P 值=0.000<0.05，说明试验期固体消耗与基准期存在明显差异， 喷吹COG 后，固体消耗降低的主要原因是喷吹的COG 在燃烧带上部放热，减少了烧结原料中固体燃料的配入量。
2.5 喷吹COG 对内返矿率的影响
喷吹COG 后，与基准期相比，试验期烧结矿内返矿率均值上升了 0.13%，但 P 值=0.440>0.05，说明试验期内返矿率与基准期无明显差异。
2.6 喷吹COG 对槽下返回率的影响
喷吹COG 后，与基准期相比，试验期烧结矿槽下返回率均值降低 0.48%，但 P 值=0.507>0.05，说明试验期槽下返回率与基准期无明显差异。
2.7 喷吹COG 对综合成品率的影响
喷吹COG 后，与基准期相比，试验期烧结矿综合成品率均值提高了 0.90%，但 P 值=0.337>0.05，说明试验期综合成品率与基准期无明显差异。喷吹COG 前后，烧结矿内返矿率、槽下返回率、综合成品率差异性不明显，可能与统计数据量少有关。
2.8 喷吹COG 对 RI、RDI 的影响
喷吹COG 后，烧结矿 RI 提高 3.19%，主要是因为喷吹COG 气体后，固体燃料消耗降低，烧结过程还原气氛减弱，氧化气氛增强， 有利于烧结矿强度和还原性较好的铁酸钙组分生成，从而使烧结矿 RI 指数得到改善;烧结矿 RDI 提高 1.40%，虽然幅度不大，但烧结矿RI 指数在大幅改善的情况下，低温还原粉化指数没有恶化已属难得。
总结
焦炉煤气强化烧结技术对改善烧结矿质量及相关经济技术指标有积极作用，烧结矿转鼓指数、5～10mm 比例、平均粒径、RI、RDI、固体消耗、综合成品率等指标有较大幅度改善，有利于高炉操作和高炉经济技术指标的提升。
烧结过程均匀性得到改善，指标稳定性增强，烧结矿转鼓指数、5～10mm 比例、平均粒径、固体消耗、综合成品率等五项指标的过程能力指数明显提高，内返矿率、槽下返回率、综合成品率等三项指标改善明显性不强，这与数据统计量较少有关。
固体消耗的降低，减少了 CO2 的排放。3 号烧结机降低CO2 排放约 2.4 万t/a，环境效益明显。因此，合适的焦炉煤气使用量和喷吹方式非常重要，COG 喷吹总量和喷吹分配方式的不同对烧结指标有影响，还需进一步改进优化， 寻找更佳工艺参数。
参考文献
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