CN102827972B - 炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺 - Google Patents

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Abstract

炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺，将兰炭、无烟煤与烟煤按比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行一次或者多次喷吹，本发明将进一步拓展兰炭的工业应用领域，有利于加快产业发展；兰炭高炉喷吹可缓解焦煤和无烟煤日趋紧张的供应局面，有利于煤干馏技术的应用推广；兰炭替代无烟煤，符合国家当前节能减排的要求，同时，低廉的兰炭价格，将显著提升下游企业的经济效益。

Description

炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺
技术领域
本发明属于冶金生产领域资源综合循环利用，具体涉及一种利用兰炭的高炉喷吹煤工艺。
背景技术
高炉喷吹煤粉可以达到降低焦比，提高产量的目的，具有很好的经济效益。2010年全国重点钢铁企业喷煤比为145kg/t，比上年提高10kg/t，实现全国喷煤总量在6400万t以上，2011年2月份，国内炼铁厂座高炉喷煤比达179.5kg/t，创下了投产以来最好水平。随着我国经济的高速发展，煤炭价格逐年上涨，导致高炉喷煤的成本也相应增加，为了在降低焦比的基础上，达到降低生产成本的目的，各钢铁厂不断寻求价格更低的煤种作为高炉喷吹原料。
兰炭是以高挥发分的弱粘结或不粘结性煤为原料，经中低温干馏炭化除去煤中焦油物质和大部分挥发分后的半焦产品，又称半焦炭。因该产品在燃烧时火焰呈兰色，故称兰炭。随着技术水平的不断进步，兰炭逐渐从土炼兰炭发展到机制兰炭。土炼兰炭因其生产工艺简单落后，人工操作只能依靠经验观察火候灭火，质量得不到保证，一般情况下固定炭含量在82%左右，同时浪费资源，污染环境，21世纪初逐渐停止生产。机制兰炭采用了先进的干馏焙烧工艺，固定炭含量比土炼兰炭提高了5～10个百分点，灰分和挥发分降低了3～5个百分点，质量稳定，水分降低，而且机械强度也较土炼兰炭有了明显的提高。
我国煤炭资源虽然十分丰富，但分布并不均衡，大多集中在中西部地区，尤其是低挥发分贫瘦煤无烟煤，而大中型钢厂则多数分布在东部地区，这就造成低挥发分煤从中西部向东部运输，成本较高，新疆位于我国最西部，其兰炭产品运输到东部钢铁企业需要消耗大量的运输成本，而酒泉钢铁公司相对于其他钢铁企业距离新疆较近，这使得酒钢选择价格低廉的新疆兰炭成为了可能，加上运输成本，酒钢采用兰炭作为高炉喷吹用煤的到场价格也不会超过500元/t，远低于采用其它动力煤和兰炭的价格，可以极大的节约生产成本，创造经济效益。
随着我国经济的高速发展，煤炭价格逐年上涨，导致高炉喷煤的成本也相应增加，为了在降低焦比的基础上，达到降低生产成本的目的，各钢铁厂不断寻求价格更低的煤种作为高炉喷吹原料。龙钢炼铁厂用价格较低的兰炭代替部分无烟煤，寻求达到降低炼铁燃料成本、拓宽炼铁喷吹煤资源的双重目的。
兰炭产品有许多用途，其中用作高炉喷吹原料是较具发展前景的用途之一。从性价比来看，兰炭的质量和性能优于无烟煤和贫煤、贫瘦煤；从资源上看，用于生产兰炭的优质不黏结性或弱黏结性高挥发分烟煤资源远远多于可用于高炉喷吹的优质无烟煤和贫煤、贫瘦煤。
陕西省榆林市是我省最大的兰炭生产基地，经过新一轮结构调整，榆林兰炭产业实现了园区化布局、集群化生产和循环利用，但目前的产业布局更多的还停留在企业空间上的聚集，即“企业集群”而非“产业集群”，尚未在园区内形成相对完整的循环产业链；焦炉煤气利用还停留在简单的燃料利用上，未能向下游延伸，产业链较短，附加值较低，企业仍以兰炭产品为主，综合效益不高，尚未步入“以焦立足、以化发展”的良性发展轨道，由此导致兰炭能耗水平和污染物排放居高不下，面临着节能减排的巨大压力。
目前国内兰炭总生产规模约5000多万t，生产主要集中在陕北、内蒙、宁夏、新疆等地区。兰炭的应用市场也主要在中西部地区，如西北、西南、中原等地，而东部地区则由于运输费用比较高，使用的企业还相对较少，只有湖北丹江电化集团，浙江巨能电化集团等少数企业，但其都仅限于实验，对兰炭的喷加的比例、性能等均无研究，不能在工业上应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用兰炭的高炉喷吹煤工艺，用兰炭末代替无烟煤，加大了兰炭末的利用力度，积极延伸了产业链，提高了兰炭产业综合效益，加快了兰炭技术装备定型，提升了产业化水平，成为促进兰炭产业可持续发展的关键任务。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺，将兰炭、无烟煤与烟煤按照质量比20:10：70的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行喷吹。
本发明的另一种方案，将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比30:10：60的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行喷吹。
本发明的另一种方案，将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比20:10：70的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行首次喷吹；再将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比25:10：65的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行二次喷吹；最后将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比30:10：60的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行末次喷吹；三次喷吹的总质量相等，喷吹速率相等。
所述磨机均为中速磨机。
所述兰炭在磨机中磨成粒径为小于180目占85%的粉末。
所述兰炭的***性返回火焰长度小于150mm；哈氏可磨性指数(HGI)大于56；着火点为380℃。
与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）将进一步拓展兰炭的工业应用领域，有利于加快产业发展；
（2）兰炭高炉喷吹可缓解焦煤和无烟煤日趋紧张的供应局面，有利于煤干馏技术的应用推广；
（3）兰炭替代无烟煤，符合国家当前节能减排的要求。同时，低廉的兰炭价格，将显著提升下游企业的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一
炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺，将兰炭、无烟煤与烟煤按照质量比20:10：70的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行喷吹。
实施例二
炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺，将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比30:10：60的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行喷吹。
实施例三
炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺，兰炭在中速磨机中磨成粒径为小于180目占85%的粉末。然后将磨好的兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比20:10：70的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行首次喷吹；再将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比25:10：65的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行二次喷吹；最后将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比30:10：60的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行末次喷吹；三次喷吹的总质量相等，喷吹速率相等。
以上三个实施例中，所述兰炭的***性返回火焰长度小于150mm；哈氏可磨性指数(HGI)大于56；着火点为380℃。
进一步对本发明方案进行试验分析：
1.高炉喷吹用煤指标要求如表1：
表1喷吹用煤指标要求
Figure BDA00002100059800051
2煤源选择
达到喷吹用煤要求的煤源如表2：
表2煤源状况
以上沫煤、3#精煤、兰炭沫、兰炭粒为炉料一部提供新可用煤源煤，其中兰炭粒需破碎。
3.可磨性
由表1和表2可知，龙钢所提供的煤和兰炭的灰分含量都符合喷吹用煤指标要求，而水分含量则都偏高，因此可磨性指数普遍较低，需用配煤的方法来提高。
4.***性
烟煤和无烟煤的挥发分比较低，因此***性比较弱，而高挥发烟煤的挥发分含量比较大，因此具有强***性。兰炭的挥发份比较低，因此***性也很弱。
5.着火点
高挥发分烟煤挥发分含量比较大，因此其着火点比较低。
根据以上分析，综合煤性价比，可选择如表3的配煤方案，假定某钢厂有四个新炉，一个老炉。表4为用兰炭沫替代煤粉之后混煤价格。
表3配煤方案
Figure BDA00002100059800061
表4用兰炭沫替代煤粉之后混煤价格
Figure BDA00002100059800062
假定某钢厂年产量400万吨，煤比150Kg/t铁，年耗煤量为60万吨，若用兰沫替代10%煤粉喷吹之后，则每年可节约296.4万元。若用兰沫替代20%煤粉喷吹之后，则每年可节约的费用会更多。

Claims (1)

1.炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺，其特征在于，将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比20:10：70的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行首次喷吹；再将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比25:10：65的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行二次喷吹；最后将兰炭与无烟煤、烟煤按照质量比30:10：60的比例混合，在磨机中磨成粉后在风温1200℃条件下，利用高炉喷煤***向高炉进行末次喷吹；三次喷吹的总质量相等，喷吹速率相等，所述磨机均为中速磨机，所述兰炭在磨机中磨成粒径为小于180目占85%的粉末，所述兰炭的***性返回火焰长度小于150mm；哈氏可磨性指数(HGI)大于56；着火点为380℃。
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