普锐特冶金技术序列脉冲喷吹工艺能为高炉运行带来哪些益处？
作为一项全新的高炉技术,序列脉冲喷吹工艺(SIP)于2020年底首次在施韦尔格恩 1号高炉首次全面运行。该高炉是由蒂森克虏伯欧洲钢铁公司在德国杜伊斯堡厂运行的内容积4400m3的大型高炉。到目前为止,在2021最近的高炉换衬前后的生产中,SIP技术已证实对高炉运行具有显著的影响。
SIP是一种氧气脉冲技术,用于防止高炉下部区域出现低透气性问题。它通过定期脉冲将少量高能氧气注入高炉深处每个风口的回旋区。氧气的目标是沉积在回旋区和“死料柱”之间过渡区空隙内的碳粉材料,死料柱是存在于高炉炉缸中的静止焦炭床。如果未充分清除沉积物,则沉积物会积聚并降低该区域的透气性。
SIP改善了此处的透气性,核心是提高回旋区特性,使氧气能够到达高炉中通常无法找到的区域。在正常情况下,氧气分布通常不会扩展到回旋区内太远。氧气在离开风口时迅速消耗,通过常规方式作为热风的一部分供应,无论是否富氧。但采用SIP,一定量的氧气可用于与回旋区后部的碳粉反应,并进入回旋区外部的过渡区。这是SIP效果的一个关键特征。
通过有效的氧化机制去除碳沉积物,可提高透气性。气流和液体流不再受阻,可以更自由地移动并到达高炉中心。因为通道打开来改善上升气体的分布,并通过高炉炉缸的液相排放,必然实现工艺效益。
在施韦尔格恩1号高炉,SIP技术已经证实对高炉性能产生了积极影响,可在稳定运行的情况下实现更高的喷煤比成本效益,同时降低总还原剂比(RAR)的要求。
使用SIP后,可实现更高的喷煤比,同时提高运行效率,使得总燃料比和由此产生的CO2排放量的显著降低成为可能。这在一定程度上可归因于还原气体在整个炉子横截面上的分布改善,因为它离开回旋区向上上升。下降的炉料与气体接触并更有效地相互作用。这一点已通过在炉料内探头测量中取样气体分布的性质变化以及改善的工艺总煤气利用率得到证实。
此外,使用SIP时,高炉高热负荷区的炉壁温变化和能量损失下降。这是在操作员未干预来调整另一个操作参数条件下实现的,如布料模式。通常,使用SIP时,高炉运行的稳定性更高。在原材料质量非常差的运行期间,这一点尤为明显。在过去,这种炉料的使用导致大型施韦尔格恩1号高炉经常遇到工艺问题和不稳定。而现在采用SIP运行后,结果完全不同。
通过解决低透气性问题和改善回旋区特性,SIP 提高了煤气利用率并降低了总燃料比,从而使高炉炼铁朝碳中和方向更近了一步。
对于未来,这为高炉在新的设定点上运行打开了可能性。改进的透气性使得高炉的气体接受量增加,这可以提高风量并增大生产潜力。可进行积极的经济调整,比如将昂贵的冶金焦炭更多置换为更便宜的喷煤,同时CO2排放更低。
