Corex工艺使用非炼焦煤和部分焦炭作燃料,产生热量和还原气,并维持填充床的透气性。除化学成分和高温性能之外,煤的物理特性,特别是粒度分布对Corex生产非常重要,尤其在高产情况下。JSW钢铁厂有2座Corex装置,设计年产能各80万t。选择合适的原燃料对各种炼铁工艺的稳定操作都是至关重要的,对Corex来说更是如此。
高产率要求有一个稳定的、透气性良好的半焦床。半焦床的透气性由煤的高温性能和粒度分布决定,煤的粒度由其平均粒度和煤中小于6.3mm的煤粉比例来监控。较低的平均粒度和小于6.3mm的煤粉比例过高会降低半焦床的透气性,导致气化炉出现管道现象、操作不稳定、高的燃料比和较差的铁水质量。Lahiri等采用物理模型对气化炉内固体颗粒的流动研究表明:随着气化炉内煤气流速的变化,小于5mm的煤颗粒呈现流态化,大于10mm的煤颗粒局部流态化。
生产操作数据分析表明,除化学成分和高温特性外,煤的粒度分布对提高Corex的效能是最为重要的。煤的粒度可用MPS和小于6.3nlnl比例这两个指标进行监测。这两个指标对稳定和改善Corex工艺的生产指标起重要作用。通过分析研究得出以下结论:
(1)使用工厂数据进行的理论计算表明:为使半焦床有效传热,MG要求煤的当量粒径保持20~22mm。从计算结果可见,当煤的粒度<4mm时气化炉料床压差△P急剧升高。
(2)煤的平均粒度和小于6.3mm的粉率变化,都会使气化炉炉况不稳定,增加燃料比,并因此降低熔炼率(产量)。
(3)因为煤的MPS和粉率变化产生的燃料比变化,将导致铁水质量波动。
(4)为使半焦床具有良好的透气性和状态稳定,煤的粒度分布要很窄,平均粒度应控制在19~22mm的最佳范围。保证MPS的同时,煤中小于6.3mm的比例应控制在15%以下,以提高Corex的效能。
(5)生产数据统计分析的结果与理论计算吻合较好。对燃料比的多元回归表明:煤中小于6.3mm粉率超过15%时,每增加1%,燃料比增加2.5kg/t
