CN114106900A - 一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料及其制备方法,主要解决现有高炉喷吹用含兰炭混合燃料制粉效率低、兰炭利用低以及含兰炭混合燃料中兰炭占比低的技术问题。技术方案为,一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料,由以下质量百分比配煤混合破碎而成:兰炭65~79%,无烟煤10~20%,烟煤10~20%,配合煤各组分的质量百分比之和为100%,兰炭在参与配煤前需进行预破碎,破碎后,控制兰炭粒径≤2.0mm,本发明方法将高炉喷吹用混合燃料中兰炭的质量占比提高到65‑79%,降低了高炉喷吹用混合燃料的成本,大幅降低了铁水冶炼成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高炉喷吹的混合燃料,特别涉及一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料及其制备方法,属于高炉喷吹燃料和煤化工技术领域。
背景技术
高炉喷煤是钢铁企业降低成本,提高竞争力的重要手段。随着喷煤量的持续上升,为进一步降低喷煤成本,钢企普遍采用无烟煤与烟煤混合喷吹的方式。但近年来,随着国家环保政策逐步趋严,减煤、限煤、换煤政策力度的加强,加上不断上涨的无烟煤价格,使得钢铁企业期望能寻找到性能优良、价格更为低廉的喷吹煤种。
现有高炉喷吹工艺要求:高炉喷吹用燃料粒度≤0.0740mm燃料占其总质量比例≥40%。
兰炭是以高挥发分的弱黏结或不黏结性煤为原料,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,具有硫分低、灰分低、气化效率高、反应性好、燃烧性能好等特点,可作为高炉喷吹用原料资源拓展的方向。兰炭以其优良的性能、较无烟煤低廉的价格以及环保特性进入钢企视野,逐步成为钢企高炉喷吹用料。
高炉喷吹兰炭过程中,由于兰炭与烟煤的哈氏可磨系数差异(兰炭40-50,烟煤60-70),兰炭与烟煤同时制粉时,当烟煤满足粒度要求时,兰炭还没有达到高炉喷吹粒度要求,兰炭制粉能力低下;同时由大量的难以磨细的兰炭从清渣孔排出,浪费原料。
直接用中速磨对兰炭与无烟煤、烟煤的混合成的配合煤进行破碎,因为兰炭的硬度高,破碎困难,导致粒径0.0740mm以下的配合煤占其总质量比例为30~35%,故只能降低配合煤中兰炭的质量占比,控制兰炭占混合燃料质量比例为20-30%,从而提高导致粒径0.0740mm以下的配合煤占其总质量比例,满足高炉喷吹燃料的粒径要求。
申请公布号CN104212508A的中国专利申请文件公开了一种高炉喷吹混合燃料及其喷吹方法,该申请公开的一种高炉喷吹混合燃料,以重量份计,包括:60~80份的烟煤;20~40份的兰炭;该专利申请公开混合燃料组分,没有公开兰炭制粉和兰炭磨细的解决方案。
申请公布号CN102827972A的中国专利申请文件公开了炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺,通过将兰炭、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,该专利申请没有公开兰炭制粉和兰炭磨细的解决方案。
现有技术中缺乏含兰炭混合燃料制粉技术,造成高炉喷吹含兰炭混合燃料时,生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料及其制备方法,主要解决现有高炉喷吹用含兰炭混合燃料制粉效率低、兰炭利用低以及含兰炭混合燃料中兰炭占比低的技术问题;本发明方法解决了现有工艺中存在兰炭研磨困难的技术难题,同时能改善兰炭颗粒的棱角锐利度,使其边缘变得圆滑,从而缓解后续喷吹过程中对输送喷吹设备的磨损情况,能大幅度提高其配比含量。
本发明的技术思路是,通过增设兰炭预破碎的步骤,使混合燃料中兰炭与烟煤形成了粒度差,从而提高兰炭的研磨效果,解决现有工艺中存在兰炭研磨困难的问题,使得烟煤与兰炭可同时研磨成粉,实现最终高炉的高效喷吹。
本发明采用的技术方案是,一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料,由以下质量百分比配煤混合破碎而成:兰炭65~79%,无烟煤10~20%,烟煤10~20%,配合煤各组分的质量百分比之和为100%。
所述兰炭在参与配煤前需进行预破碎,破碎后,控制兰炭粒径≤2.0mm。
配煤后配合煤需经破碎,粒径≤0.0740mm的配合煤占其总质量比例≥80%。
本发明所述兰炭,预破碎前兰炭的粒径≥8.0mm,兰炭灰分Ad≤11.5%、全硫St,d≤0.55%、挥发分Vd≤18.5%、热值≥6300千卡/千克、粘结指数G为0。
本发明所述无烟煤破碎前的粒径为4~13mm,无烟煤灰分Ad≤12.5%、全硫St,d≤0.7%、挥发分Vd≤12.5%、热值≥6928千卡/千克、粘结指数G为0。
本发明所述烟煤破碎前的粒径为6~25mm,烟煤灰分Ad≤7.5%、全硫St,d≤0.7%、挥发分Vd≤40%、热值≥5728千卡/千克、粘结指数G为0。
上述高炉喷吹用含兰炭混合燃料的制备方法,包括以下步骤:
1)兰炭预破碎,破碎后,控制兰炭粒径≤2.0mm;
2)配煤,按以下质量百分比配煤,兰炭65~79%,无烟煤10~20%,烟煤10~20%,配合煤各组分的质量百分比之和为100%;
3)配合煤破碎,将配煤后的配合煤破碎,粒径≤0.0740mm的配合煤占其总质量比例≥80%。
进一步,用蒸汽动能磨机对兰炭进行预破碎。
进一步,用中速磨对配合煤进行破碎。
蒸汽动能磨机利用过热的蒸汽经过同轴心喷嘴将颗粒加速、并进行碰撞粉碎,粉碎后的物料经过分级机分级,合格粉料进入后面的收集,不合格的粉料继续进行粉碎,如此反复,直到达到粒度的要求。
蒸汽动能磨机采用的粉碎方式主要是离子的碰撞,几乎不污染物料,而且颗粒表面光滑,能改善兰炭颗粒的棱角锐利度,使其边缘变得圆滑,同时能够将其粉碎达到要求。
申请人通过研究发现,预破碎后的兰炭与无烟煤、烟煤混合成配合煤,用中速磨对配合煤进行破碎,粒径≤0.0740mm的配合煤占其总质量比例≥80%,极好地满足了高炉喷吹燃料的粒径要求。
本发明技术方案机理如下:申请人通过研究发现,通过预破碎后的兰炭与无烟煤、烟煤混合成配合煤,用中速磨对配合煤进行破碎,粒径0.0740mm以下的配合煤占其总质量比例≥80%,满足了高炉喷吹燃料的粒径要求。粒径≥8.0mm的兰炭经过预破碎,破碎后,兰炭粒径≤2.0mm;接着,将预破碎后的兰炭与烟煤、无烟煤混合配煤;然后用中速磨对配合煤进行破碎,破碎后兰炭与烟煤形成了粒度差,从而加速兰炭颗粒的研磨效果,解决现有工艺中存在兰炭研磨困难的问题,使得烟煤与兰炭可同时研磨成粉,实现最终高炉的高效喷吹。预破碎后的兰炭改善了兰炭颗粒的棱角锐利度,使其边缘变得圆滑,这对缓解后续喷吹过程中对输送喷吹设备的磨损起到了很好的效果。
本发明相比现有技术具有如下积极效果:1、本发明方法通过增设兰炭预制粉的步骤,使混合燃料中兰炭与烟煤形成了粒度差,从而提高兰炭的研磨效果,解决现有工艺中存在兰炭研磨困难的问题,使得烟煤与兰炭可同时研磨成粉,实现最终高炉的高效喷吹,提高兰炭使用率与生产效率。2、本发明方法,通过兰炭预破碎降低了兰炭颗粒的棱角锐利度,缓解其在输送、喷吹过程中对收粉布袋、输送管道以及喷枪的磨损,使输送喷吹设备与喷吹烟煤无烟煤混合煤粉的服役周期相当,降低了高炉喷吹设备的维护成本。3、本发明方法提高了炉喷吹用混合燃料中兰炭占比,混合燃料中兰炭的质量占比从20-30%提高到65-79%,降低了高炉喷吹用混合燃料的成本,大幅降低了铁水冶炼成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例所用兰炭为中国新疆哈密地区所产的兰炭。
一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料,由以下质量百分比配煤混合破碎而成:兰炭65~79%,无烟煤10~20%,烟煤10~20%,配合煤各组分的质量百分比之和为100%;所述兰炭在参与配煤前需进行预破碎,破碎后,控制兰炭粒径≤2.0mm;配煤后配合煤需经破碎,粒径≤0.0740mm的配合煤占其总质量比例≥80%。
一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料的制备方法,包括以下步骤:
1)兰炭预破碎,用型号为QM-02的蒸汽动能磨机对兰炭进行预破碎,破碎后,兰炭粒径为0.5~1.0mm;
2)配煤,按以下质量百分比配煤,兰炭65~79%,无烟煤10~20%,烟煤10~20%,配合煤各组分的质量百分比之和为100%;
3)配合煤破碎,用中速磨对配合煤进行破碎对配煤后的配合煤破碎,粒径≤0.0740mm的配合煤占其总质量比例≥80%。
采用本发明方法,用于高炉喷吹的混合燃料中兰炭的质量占比从现有的20-30%提高到65~79%,降低了高炉喷吹混合燃料成本,大幅降低了铁水冶炼成本。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料,其特征是,由以下质量百分比配煤混合破碎而成:兰炭65~79%,无烟煤10~20%,烟煤10~20%,配合煤各组分的质量百分比之和为100%,兰炭在参与配煤前需进行预破碎,破碎后,控制兰炭粒径≤2.0mm;所述兰炭,预破碎前兰炭的粒径≥8.0mm,兰炭灰分Ad≤11.5%、全硫St,d≤0.55%、挥发分Vd≤18.5%、热值≥6300千卡/千克、粘结指数G为0;所述无烟煤破碎前的粒径为4~13mm,无烟煤灰分Ad≤12.5%、全硫St,d≤0.7%、挥发分Vd≤12.5%、热值≥6928千卡/千克、粘结指数G为0;所述烟煤破碎前的粒径为6~25mm,烟煤灰分Ad≤7.5%、全硫St,d≤0.7%、挥发分Vd≤40%、热值≥5728千卡/千克、粘结指数G为0。
2.如权利要求1所述的高炉喷吹用含兰炭混合燃料,其特征是,配煤后配合煤需经破碎,粒径≤0.0740mm的配合煤占其总质量比例≥80%。
3.一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料的制备方法,其特征是,包括以下步骤:
1)兰炭预破碎,破碎后,控制兰炭粒径≤2.0mm;所述兰炭,预破碎前兰炭的粒径≥8.0mm,兰炭灰分Ad≤11.5%、全硫St,d≤0.55%、挥发分Vd≤18.5%、热值≥6300千卡/千克、粘结指数G为0;
2)配煤,按以下质量百分比配煤,兰炭65~79%,无烟煤10~20%,烟煤10~20%,配合煤各组分的质量百分比之和为100%;所述无烟煤的粒径为4~13mm,无烟煤灰分Ad≤12.5%、全硫St,d≤0.7%、挥发分Vd≤12.5%、热值≥6928千卡/千克、粘结指数G为0;所述烟煤的粒径为6~25mm,烟煤灰分Ad≤7.5%、全硫St,d≤0.7%、挥发分Vd≤40%、热值≥5728千卡/千克、粘结指数G为0;
3)配合煤破碎,将配煤后的配合煤破碎,粒径≤0.0740mm的配合煤占其总质量比例≥80%。
4.如权利要求3所述的高炉喷吹用含兰炭混合燃料的制备方法,其特征是,用蒸汽动能磨机对兰炭进行预破碎。
5.如权利要求3所述的高炉喷吹用含兰炭混合燃料的制备方法,其特征是,用中速磨对配合煤进行破碎。
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