CN110295260A - 高效的喷吹兰炭粉末的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种高效的喷吹兰炭粉末的装置，包括：入料皮带，来料提升机，高压辊磨机，振动筛，闭路成品收集装置和开路成品收集装置；其中，所述入料皮带与所述来料提升机连通，所述来料提升机与所述高压辊磨机连通，所述高压辊磨机与所述振动筛连通，所述振动筛分别与所述闭路成品收集装置、所述开路成品收集装置和所述入料皮带连通。本发明的高效的喷吹兰炭粉末的装置，改善了兰炭工业可磨性能，消除了对中速磨煤机台时产量的影响，提高了兰炭使用占比和高炉生产效率；减小了兰炭颗粒的棱角锐利度，缓解其在输送、喷吹过程中对喷煤管道和喷枪的磨损，提高设备使用寿命。

Description

高效的喷吹兰炭粉末的装置和方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高效的高炉喷吹兰炭粉末的装置和方法。

背景技术

在高炉炼铁领域，高炉喷吹煤技术推广应用已取得了巨大的经济效益并得到了广泛的认同。随着国内钢铁产能的日益增大及高炉煤粉喷吹关键技术的不断进步和完善，市场对喷吹煤的需求量逐渐扩大，特别是随着中国优质无烟煤资源的日渐匮乏和质量劣化，高炉喷吹煤在钢铁冶炼工艺环节的影响日益提高。

目前我国高炉喷吹原料主要有无烟煤、低挥发分烟煤(贫煤和贫瘦煤)、高挥发分烟煤(主要是长焰煤，不黏、弱黏煤，部分气煤)三种。目前，工业上大多采用这3种类型煤配煤后作为高炉喷吹入炉原料。我国高挥发分烟煤的资源量较多，优质无烟煤相对短缺，随着无烟煤的逐年消耗，其资源供应日渐紧张，价格也逐渐升高。另一方面，国家环保的要求也在不断提高，2016年10月22日，国家环境保护部正式发布了《燃煤污染综合治理技术指南(试用)》，指南中明确了清洁能源替代、优质煤替换、节能环保型燃煤炉具、集中供热、建筑节能等5种类型。其中在“优质煤替换”中，要求“煤炭资源丰富、经济条件较好且污染严重的地区应优先选用低硫低挥发分的优质无烟煤、型煤、兰炭”。为了寻求无烟煤的替代品，关于将兰炭(半焦)作为喷吹煤粉原料得到了更多的关注。兰炭由于具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低和磷低的特性被国家环保部正式纳入优质煤范畴予以推广，以治理燃煤燃烧污染。因此，兰炭在理论上已经具备了代替焦炭(冶金焦)广泛用于化工、冶炼、造气等行业的基础。但是，目前在我国兰炭并没有大规模应用于高炉喷吹中，只是在个别企业中试验性投入使用，这主要是在使用兰炭作为原料进行制粉喷吹的过程中存在着突出的问题，主要表现在随着兰炭替代无烟煤喷吹比例的不断提高，高炉喷煤制粉***因兰炭的可磨性差出现中速磨煤机台时产量降低(不能满足高炉生产)、煤渣量增大(是烟煤无烟煤混合煤粉的4-5倍)、喷煤管道和喷枪使用寿命降低等问题。造成上述现象的主要原因在于兰炭与烟煤的哈氏可磨系数差异较大(兰炭为40-45，烟煤为60-70)，兰炭难以磨碎，出现烟煤已达到粒度要求而兰炭颗粒仍然较大的情况，造成制粉效率低下，同时大量难以磨碎的粗硬兰炭颗粒从中速磨下部的清渣孔排出，影响煤粉配比成分，浪费原料并提升了生产成本。

因此，亟待对当前使用兰炭作为原材料制备高炉喷吹用兰炭工艺进行改进，以改善其工业可磨性能，提高生产效率，实现高炉100％喷吹兰炭的工业应用。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种高效的喷吹兰炭粉末的装置。

本发明的一种高效的喷吹兰炭粉末的装置，包括：入料皮带，来料提升机，高压辊磨机，振动筛，闭路成品收集装置和开路成品收集装置；其中，所述入料皮带与所述来料提升机连通，所述来料提升机与所述高压辊磨机连通，所述高压辊磨机与所述振动筛连通，所述振动筛分别与所述闭路成品收集装置、所述开路成品收集装置和所述入料皮带连通。

本发明的高效的喷吹兰炭粉末的装置，改善了兰炭工业可磨性能，消除了对中速磨煤机台时产量的影响，提高了兰炭使用占比和高炉生产效率；减小了兰炭颗粒的棱角锐利度，缓解其在输送、喷吹过程中对喷煤管道和喷枪的磨损，提高设备使用寿命。

本发明的另一个目的在于提出利用所述的装置高效喷吹兰炭粉末的方法，包括如下步骤：将原料通入所述入料皮带中，然后通过所述来料提升机将所述原料通入所述高压辊磨机中，然后通过调节所述高压辊磨机的辊缝隙的大小调节预设的出料粒度，然后用所述开路成品收集装置收集所述原料，或者将所述原料通入所述振动筛进行筛分，通过所述闭路成品收集装置收集预设尺寸的原料，并将尺寸不合格的原料通入所述入料皮带。

进一步地，所述原料的粒径不大于35mm。

本发明的再一个目的在于提出所述的高效喷吹兰炭粉末的制备方法在冶金领域中的应用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是高效的喷吹兰炭粉末的装置；

图2a是使用本发明的方法得到的兰炭粉末；

图2b是未使用本发明的方法得到的兰炭粉末；

图3是使用本发明方法得到的混合煤粉微观组织形式。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1所示，实施例1提出了一种高效的喷吹兰炭粉末的装置，包括：入料皮带110，来料提升机120，高压辊磨机130，振动筛140，闭路成品收集装置150和开路成品收集装置160。其中，所述入料皮带110与所述来料提升机120连通，所述来料提升机120与所述高压辊磨机130连通，所述高压辊磨机130与所述振动筛140连通，所述振动筛140分别与所述闭路成品收集装置150、所述开路成品收集装置160和所述入料皮带110连通。

本发明的高效的喷吹兰炭粉末的装置，改善了兰炭工业可磨性能，消除了对中速磨煤机台时产量的影响，提高了兰炭使用占比和高炉生产效率；减小了兰炭颗粒的棱角锐利度，缓解其在输送、喷吹过程中对喷煤管道和喷枪的磨损，提高设备使用寿命。

实施例2

实施例2提出了一种利用所述的装置高效喷吹兰炭粉末的方法，包括如下步骤：将粒径不大于35mm的原料通入所述入料皮带110中，然后通过所述来料提升机120将所述原料通入所述高压辊磨机130中，然后通过调节所述高压辊磨机130的辊缝隙的大小调节预设的出料粒度，然后用所述开路成品收集装置160收集所述原料，或者将所述原料通入所述振动筛140进行筛分，通过所述闭路成品收集装置150收集预设尺寸的原料，并将尺寸不合格的原料通入所述入料皮带110。

实施例2的高效喷吹兰炭粉末的方法为在中速磨进行最终制粉前对兰炭进行单独挤压制粉，在对兰炭进行挤压制粉的工艺过程中采用高压辊磨机设备(如图1所示)，其中高压辊磨机对兰炭进行破碎，破碎后的颗粒内部会残留部***纹，这些内部裂纹的存在有利于大颗粒进一步粉碎，可降低粉磨能耗，提高产量，同时可以产生一定数量的超细颗粒。通过高压辊磨机可有效提高制粉效率，改善兰炭的工业可磨性能。

实施例3

使用粒度范围在1.1mm-12mm的原料(如表1所示)，原料含水率为20％，使用本发明所述工艺进行闭路加工，高压辊磨机辊缝设定为5mm，压力设定为5MPa，工作转速选取150r/min，加工后的成品粒度如表2所示。

表1原料的粒度组成

粒度/mm	筛余重量/g	筛余含量/g	累计筛余含量/％	累计通过量/％
					10	18.89	11.33	11.33	88.67
8	18.66	11.19	22.52	77.48
					5	23.73	14.23	36.75	63.22
3	67.64	40.57	77.32	22.68
					1.1	31.65	18.98	96.31	3.69
0.5	0.69	0.41	96.72	3.28
					0.25	0.37	0.22	96.94	3.06
0.12	0.49	0.29	97.24	2.76
					0	4.61	2.76	100	0
合计	166.73	100

表2闭路筛下成品粒度组成

粒度/mm	筛余重量/g	筛余含量/g	累计筛余含量/％	累计通过量/％
					10	0	0	0	100
8	0	0	0	100
					5	1.79	0.83	0.83	99.17
3	66.09	30.72	31.57	68.43
					1.1	77.13	35.88	67.45	32.55
0.5	29.44	13.69	81.14	18.86
					0.25	13.9	6.47	87.61	12.39
0.12	7.58	3.53	91.13	8.87
					0.08	3.07	1.43	92.56	7.44
0	15.99	7.44	100	0
					合计	214.99	100

由上述两表可以看到闭路挤压后的料饼的粒度较原料有了明显减小，其中-3mm的物料含量接近70％，与原料相比增加了45.8％；-0.12mm的物料含量为8.87％，较原料中的增加了6.11％。

本发明的有益效果：

1、环保效益

兰炭是经过干馏工艺后的产品，具有灰分低、硫分低燃烧性能好、反应性好、气化效率高等特点，是一种国家大力推广的清洁能源，兰炭代替煤对环境保护意义重大，各地政府也多次强调兰炭替代使用成为“煤改清洁能源”的重点，而通过本发明的生产工艺可以有效的改善兰炭可磨性，提高生产效率，从而使兰炭替代高炉喷吹用煤从理论可行转化为实际的工业化生产。

2、性能参数

(1)粒度大小

如表3所示为原料粒度，表4所示为使用发明中所述工艺进行开路挤压实验后的料饼粒度，开路挤压后的料饼的粒度较原料有了明显减小，其中-1.1mm的物料含量接近90％，较原料中的增加了21.9％；-0.08mm的物料含量为24.32％，较原料中的增加了12.85％。

表3原料的粒度组成

表4开路辊压后料饼的粒度组成

(2)台时产量

由于兰炭与烟煤相比可磨性较差，因此兰炭的混合量将会直接影响到中速磨的台时产量，以某一实际生产情况为例，在单独使用烟煤制粉时中速磨的台时产量可以达到41t/h，而混入20％的兰炭原料后台时产量下降至35t/h，随着兰炭比例的升高中速磨的台时产量会进一步下降，严重影响了生产产能，这也是目前兰炭难以代替煤粉的一个重要原因，而使用本发明所设计的工艺对兰炭进行前期挤压后可有效改善兰炭的制粉能力，提高台时产量，混入30％经本发明工艺挤压过的兰炭粉末后中速磨台时产量可提高至40t/h，与单独烟煤制粉时接近，能够满足生产要求。

(3)设备使用寿命

使用兰炭的另外一个缺点就是，其对设备的磨损要明显比烟煤无烟煤的混合煤粉更为严重，这是由于兰炭粉末的组织形式多呈现出尖角状，而烟煤无烟煤混合煤粉组织形式较为圆滑，这使得提升兰炭使用比例的同时也会加剧设备磨损，降低了设备的更换周期，增加成本，使用本发明中的工艺后兰炭粉末挤压后-200目以内的颗粒可直接用于喷吹，因此该部分的组织形式会直接影响到后续设备的磨损情况，因此将使用该工艺后的-200目兰炭颗粒与未经过该工艺的-200目兰炭颗粒进行对比，如图2a和图2b所示，可以看到未使用发明工艺的兰炭粉末多呈现出明显尖角或细长针状结构，而使用了发明工艺后兰炭粉末变得更为圆滑，这对降低设备磨损有着积极影响。将使用该工艺后的兰炭粉末与烟煤混合通过中速磨制粉后的微观组织图如图3所示，煤粉绝大多数呈粒状，棱角不明显，这说明该工艺对改善兰炭粉末形状，降低设备磨损具有良好效果。

(4)经济效益

由于目前兰炭的价格总体要低于无烟煤的价格，因此使用发明工艺进行兰炭混合煤粉生产可以产生较大的经济利益，以当前唐山地区同质为例无烟煤为例，其价格为1150元/吨，而可用于替代该产品的兰炭为1050元/吨，则每使用一吨兰炭代替无烟煤可以在成本上节省100元，考虑到大型钢铁企业对高炉喷吹煤粉的巨大使用量，这对于大型的钢铁企业是有相当可观的经济效益。

因此本发明为最终的去煤化提供了有力的技术与经济保障。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种高效的喷吹兰炭粉末的装置，其特征在于，包括：入料皮带，来料提升机，高压辊磨机，振动筛，闭路成品收集装置和开路成品收集装置；

其中，所述入料皮带与所述来料提升机连通，所述来料提升机与所述高压辊磨机连通，所述高压辊磨机与所述振动筛连通，所述振动筛分别与所述闭路成品收集装置、所述开路成品收集装置和所述入料皮带连通。

2.利用权利要求1所述的装置高效喷吹兰炭粉末的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将原料通入所述入料皮带中，然后通过所述来料提升机将所述原料通入所述高压辊磨机中，然后通过调节所述高压辊磨机的辊缝隙的大小调节预设的出料粒度，然后用所述开路成品收集装置收集所述原料，或者将所述原料通入所述振动筛进行筛分，通过所述闭路成品收集装置收集预设尺寸的原料，并将尺寸不合格的原料通入所述入料皮带。

3.根据权利要求2所述的高效喷吹兰炭粉末的制备方法，其特征在于，所述原料的粒径不大于35mm。

4.权利要求2或3所述的高效喷吹兰炭粉末的制备方法在冶金领域中的应用。