粉化燃煤

科技工作者之家 2020-11-17

燃煤熟料的粉化,主要是由于硫化碳在小于500℃时发生晶型转变所致。粉化后的熟料一般呈黄色,也有呈青灰色或白色的粉状。粉化后的熟料强度很低,甚至没有强度,所以粉化会造成熟料质量严重下降。1

产生原因造成熟料粉化的原因主要有以下几个方面:

(1)配料不当

KH值过低,C2S含量少,C2S就多。同时由于KH值过低,窑内易结大块,游离氧化钙含量高,C2S相应地更多;因窑内结块,影响通风,熟料冷却速度慢,熔剂矿物结晶而不呈玻璃状存在,玻璃质就少;又因冷却速度慢,缓慢地通过500℃,C2S容易产生晶型转变。由于上述种种因素,使熟料不可避免地产生严重粉化现象。即使通风好,冷却速度快,形成的玻璃质不少,但由于C2S含量过多,也难以阻止其一部分C2S不发生晶型转变。就是刚出窑的高温熟料丢入冷水中,仍然会发生粉化现象,此类粉化的熟料,粉末呈黄色。

(2)操作不当,煅烧和冷却不良

1)操作不当,引起煅烧温度和时间不足或窑面温度不均匀,造成C2S含量过多,玻璃质过少,部分熟料就会发生粉化。

2)窑内结大块,甚至发生炼窑事故,出窑熟料温度很高,敲开后里面还是红的,此时熟料温度在900℃左右,若让其慢慢冷却,就会发生粉化,最后只剩下一层在窑内已经快冷过的坚硬外壳。1

装置我国有些地区推广和使用了煤粉化铁炉,可以代替冲天炉生产灰铸铁,可粉化球墨铸铁。一般铁永温度可达1380-1450℃,铁煤比为5~7:1。

煤粉化铁炉的增碳增硫极少,可以节约废铜,提高铁水质量。煤粉化铁的缺点是铁水温度不够稳定,炉衬侵蚀严重,劳动条件恶劣。

煤粉化铁炉的结构可分为竖炉和卧炉两部分。竖炉上部的作用和冲天炉的预热带相似。在竖炉下部的炉缸内,铁料靠流过的高温炉气熔化并流入卧炉的熔池中。卧炉类似反射炉,煤粉和空气经一次风口和二次风口吹入卧炉前端的燃烧室,燃烧后的高温炉气把储存在熔池内的铁水过热至出铁温度。

由于卧炉燃烧室需要定量而均匀地供应煤粉才能保证熔化的稳定。所以送粉机是煤粉化铁炉的重要辅助设备。2

煤粉化铁炉特点优点煤粉化铁炉具有以下的优点。

(1)燃料取材容易可以立足于各地资源,就地取材,减少交通运输压力,适应备战要求。特别是广东等南方各省成功地使用了无烟煤(即白煤)和劣质烟煤作燃料,对改变我国历来北煤南运的局面是一个有效的措旋。

(2)对发展农业机械和发展地方工业起到积极的作用 可以解决地方工业和县、社、队三级农机具的修理和制造工业的焦炭供应问题。

(3)促进钢铁事业的发展节约大量的焦炭,用于炼钢,并且由于采用了煤粉作燃料还可以节约废钢用量50%
左右。

(4)操作方便煤粉化铁炉的操作比冲天炉的操作简便。

缺点由于它具有以上各种优点,所以煤粉化铁在某些场合补充了冲天炉的不足。但是,我们必须用一分为二的观点来看待煤粉化铁。几年来的实践证明,煤粉化铁炉与冲天炉相比较,有以下几个主要的问题存在:

(1)热量损失较大冲天炉内燃料作层状燃烧,热稳定性能较好。而煤粉化铁炉内粉状燃料作悬浮燃烧,所需的
燃烧空间较大,热稳定性能较差,所以热量损失较之冲天炉为大。因此,煤粉化铁炉不宜中途停风。

(2)理论和经验不成熟 冲天炉的应用已有几十年的历史,积累了一定的理论、经验,设计和应用都较有把握。而煤粉化铁炉目前只能依靠一些实践经验数据进行设计。

(3)炉子的寿命较短 由于煤粉化铁炉工作条件与冲天炉大不相同,故对耐火材料的耐火强度要求较高,否则耐火材料消耗大,影响炉子的寿命。

(4)煤粉粒度要求较细 由于燃烧方式的限制,其粒度在180-200目以上较好,因此煤粉的加工及运输是一个
关键的问题。

(5)不增碳煤粉化铁炉在熔炼过程中没有增碳作用,故需配制碳当量较高的铸铁,使硅铁合金消耗较多。

总的来说,一方面煤粉化铁炉具有冲天炉所没有的许多优点,这就决定了它具有广阔的发展前途。另方面由于存在一些要进一步解决的问题,因而也有一定的局限性。实践证明,煤粉化铁这一新兴的铸造工艺,由于人们的努力,正克服着它存在的问题而日趋完善。3

本词条内容贡献者为:

尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学

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