高爐噴吹煤粉是從高爐風口向爐內直接噴吹磨細了的無煙煤粉或煙煤粉或這兩者的混合煤粉,以替代焦炭起提供熱量和還原劑的作用,從而降低焦比,降低生鐵成本,它是現代高爐冶煉的一項重大技術革命。
高爐噴吹輔助燃料是現代高爐煉鐵生產廣泛采用的新技術,同時它還是現代高爐爐況調節所不可缺少的重要手段之一。噴吹的燃料可以是重油、煤粉、粒煤,其中,噴吹煤粉日益受到各個國家或地區的高度重視。這項技術在近幾十年中取得了明顯的進步,而且,在相關的煉鐵新工藝中,也不斷地得到了推廣和應用。噴吹煤粉是高爐技術進步的合理選擇,而且應當將高風溫、富氧鼓風和噴吹煤粉有機結合起來后,不僅節焦和增產兩方面同時獲益,而且這種有機結合也成為一種不可缺少的高爐下部調劑手段。
追求經濟效益、降低生鐵成本,是高爐噴煤技術發展的另一個重要原因。由于焦炭和煤粉的差價越來越大,因此,噴煤所取代的焦炭越多,經濟效益越好。完整的高爐噴煤工藝流程應包括原煤儲運系統、制粉系統、煤粉輸送系統、噴吹系統、供氣系統和煤粉計量系統,較新設計的高爐噴煤系統還包括整個噴煤系統的計算機控制中心。高爐噴吹煤粉是煉鐵系統結構優化的中心環節,是國內外高爐煉鐵技術發展的大趨勢,也是我國鋼鐵工業發展的三大重要技術之一,所以,我們應當努力提高噴煤比。
煤粉的輸送有兩種方式可供選擇,即采用煤粉罐裝專用卡車或采用管道氣力輸送,而氣力輸送連續性好、能力大且密封性好,是高爐噴煤中較普遍采用的煤粉輸送方式。依據粉氣比μ的不同,管道氣力輸送又分為濃相輸送(μ>40 kg/kg)和稀相輸送(μ=10-30 kg/kg)。目前,國內廣泛采用的是稀相輸送。濃相輸送不僅可以降低噴煤設備費用和能量消耗,而且有利于改善管道內氣固相的均勻分布,有利于提高煤粉的計量精確度,是煤粉輸送技術的發展方向。
在煤粉的輸送過程中,廣大的用戶發現閥門存在比較嚴重的問題(濃相輸送閥門卡堵現象嚴重,而稀相輸送則閥門磨損相當嚴重)。包括上海寶鋼的高爐噴煤設計首席在提到高爐方面的問題時,也提到前期用到的金屬閥門(包括進口的金屬閥門)開關不靈便,容易卡死、漏氣,球面易磨損,閥門也不好維修,更換不方便,平均兩三個月就要更換閥門,更甚至,閥門用上開關幾次就密封不住了,弄得車間相當被動,工人老是發牢騷。究其原因,是因為閥門材質沒有選對,煤粉的硬度較大,金屬閥門的軟密封材質硬度遠小于煤粉的硬度,開關幾次之后,密封材質就被磨的變形失效,不能起到密封的作用了,所以就很容易泄漏,同樣是因為硬度的原因,球面,球芯被磨損嚴重,金屬親和力的原因又使得閥門很容易卡堵,然后很短的時間內閥門失效。陶瓷球閥采用了高機械強度陶瓷材料,該材料具有明顯的優勢:硬度可達到HRC90,耐磨損耐沖刷能力強,化學穩定性高,不導電不導熱,開關過程中球體與閥座的摩擦不產生靜電,不存在金屬親和力的問題,不會產生介質的堆積,堵塞,結垢的問題,流通能力強,從本質上解決了原來金屬閥門存在的問題。并因為其本身的自潤滑性能,通過先進的研磨技術,閥門扭矩極小(只有金屬硬密封閥門扭矩的二分之一左右)的情況下可達到ANSI VI級密封(即零泄漏),完全滿足現場工況的要求。
噴煤系統中閥門介質為混有煤粉的高速氣流,如果陶瓷閥門達不到氣密封零泄漏,效果也不理想,所以陶瓷閥門出廠前一定要通過氣密封試驗,水壓只能做殼體強度試驗,不能替代氣密封試驗(水分子直徑比氣體分子大好幾倍,水分子通不過的間隙,氣體分子能通過,所以水壓密封試驗密封合格的,氣密封試驗不一定合格)。
有氟密公司承諾所生產的陶瓷球閥,可完全按照要求通過水、氣密封實驗,并達到零泄漏標準,以完美的品質回饋客戶的信賴!