CN105039684A - 一种粉状兰炭作烧结燃料的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了烧结生产中粉状兰炭作烧结燃料的高效利用方法，提高了粉状兰炭代替焦粉等传统燃料进行烧结时燃料能量利用率，改善了烧结矿的质量和冶金性能。本方法的主要步骤为：当粉状兰炭作烧结燃料时，采用了燃料分加工艺，并通过粉状兰炭粒度提高以及烧结参数(混合料水分和返矿比例)的调整，实现了粉状兰炭作烧结燃料的高效利用。本发明有助于通过降低烧结燃料成本来降低烧结矿成本，实现钢铁企业的降本增效，并将拓宽粉状兰炭在炼铁领域的使用途径。具有低硫磷特征的粉状兰炭用于烧结生产，有助于降低烧结过程中二氧化硫排放量，符合国家对于钢铁产业节能减排的要求。

Description

一种粉状兰炭作烧结燃料的使用方法

技术领域：

本发明涉及一种利用兰炭作烧结燃料的烧结生产工艺，属于烧结技术领域。

背景技术：

1、近年来，我国生铁产量持续增加，生铁产量从2005年的3.5亿吨上升到2014年的7.09亿吨，2014年比2013年同比增长6.24％，钢铁市场竞争激烈。随着炼铁原燃料资源短缺，炼铁生产经济效益在持续降低。

2、与球团矿和天然块矿相比，烧结矿在冶金性能等方面具有显著的优势。面对日益严峻的市场竞争环境，降低烧结矿成本，有助于整个高炉炼铁效益的提高。目前，优质铁矿资源紧张，从铁矿石成本方面入手降低烧结成本困难较大。因此，在烧结燃料价格和烧结矿质量之间找到最佳平衡点、寻求技术突破以提高烧结生产对燃料的适应性，稳定烧结生产，从而降低烧结矿成本对于企业生存与发展将起到十分关键的作用。

3、陕西神木是神府侏罗纪煤田的聚煤中心，煤资源的探明储量500多亿吨。利用神府煤田盛产的优质侏罗精煤烧制而成的兰炭粉，具有价格低廉、低磷、低硫、高发热量、K、Na等有害元素较低的特点。在烧结过程中使用兰炭粉替代传统燃料可以有效降低烧结成本，扩大钢铁企业盈利空间。

4、随着占全国工业能耗和二氧化硫排放近70％的电力、钢铁、建材以及石油加工等高耗能行业的发展，节能减排已经成为当前宏观调控的重点。政府确定了“十二五”期间主要污染物排放减少10％的目标。二氧化硫作为主要污染物之一，其减排成为环境保护工作的重中之重。根据《二氧化硫总量分配指导意见》，“十二五”期间二氧化硫控制计划为钢铁行业减排10万吨，而烧结工序占到减排总量50％。由此可见，烧结生产减排二氧化硫不仅任务艰巨，同时也直接关系到钢铁企业的生存与发展。

5、目前，国内的兰炭生产主要集中于陕西和内蒙等西北地区，兰炭产品则主要由于电石、铁合金、硅铁和碳化硅等产业。此外，兰炭的使用多为块状产品，对小粒级粉状兰炭的使用相对较少。另一方面，粉状兰炭应用于烧结生产，对粉状兰炭的烧结性能、适宜比例以及关键技术等均无系统的研究。

发明内容：

本发明目的是利用兰炭粉具有价格低廉、低磷、低硫、高发热量、K、Na等有害元素较低的特点，在烧结过程中使用兰炭粉替代传统燃料可以有效降低烧结成本，扩大钢铁企业盈利空间。

一种粉状兰炭作烧结燃料的使用方法，其特征在于，粉状兰炭作烧结燃料使用时，要采用燃料分加技术来提高燃料燃烧效率，要对配入烧结混合料的粉状兰炭粒度进行控制，要对烧结混合料水分进行调整以改善粉状兰炭完全燃烧效果，要对烧结混合料中的返矿比例进行适当调整以提高粉状兰炭的燃料能量利用率。

所述的粉状兰炭在烧结混合料中的粒度组成为2～4mm。

所述的粉状兰炭作烧结燃料的烧结混合料水分为8.0～8.5％。

所述的粉状兰炭作烧结燃料的返矿比例为23％～28％。

本发明采用兰炭、无烟煤和烟煤混合或兰炭和无烟煤或烟煤混合的方式作为烧结燃料。

1、将兰炭、无烟煤和烟煤进行混合，使混煤的有效热达到6.5～9.5MJ/kg，挥发分含量在18～25％，在磨机中磨成粉后，使混煤粒径小于200目的比例占70％以上。

2、将兰炭、无烟煤进行混合，使混煤的有效热达到6.5～9.5MJ/kg，挥发分含量在18～25％，在磨机中在磨机中磨成粉后，使混煤粒径小于200目的比例占70％以上。

3、将兰炭、烟煤进行混合，使混煤的有效热达到6.5～9.5MJ/kg，挥发分含量在18～25％，在磨机中在磨机中磨成粉后，使混煤粒径小于200目的比例占70％以上。

4、本发明的最优方案是，将兰炭、烟煤进行混合，使混煤的有效热达到8.0～9.0MJ/kg，挥发分含量在20～22％，在磨机中在磨机中磨成粉后，使混煤粒径小于200目的比例占70％以上。

本方法在粉状兰炭作烧结燃料时，采用了燃料分加工艺，并通过粉状兰炭粒度提高以及烧结参数(混合料水分和返矿比例)的调整，实现了粉状兰炭作烧结燃料的高效利用，有助于通过降低烧结燃料成本来降低烧结矿成本，实现钢铁企业的降本增效，并将拓宽粉状兰炭在炼铁领域的使用途径。具有低硫磷特征的粉状兰炭用于烧结生产，有助于降低烧结过程中二氧化硫排放量，符合国家对于钢铁产业节能减排的要求。

具体实施方式：

下面结合实施案例对本发明进行进一步详细说明。

1、烧结生产采用粉状兰炭作烧结燃料的高效使用方法，当以一定的比例向烧结混合料中配加粉状兰炭时，采用了燃料分加技术以提高具有不同燃料燃烧的同步性。制粒过程中，在一混前配入所使用的全部粉状兰炭和50％的焦粉；在二混制粒结束后，采用制粒圆盘将剩余50％的焦粉进行外配。粉状兰炭在烧结混合料中的粒级组成控制在2～4mm条件下，能够提高粉状兰炭与焦粉的燃烧同步性，提高燃烧的能量利用率。对粉状兰炭作烧结燃料时烧结混合料的水分进行了优化，水分提高到8.3～8.5％时，促进了粉状兰炭的完全燃烧反应，提高了燃料燃烧效率。进一步将使用粉状兰炭作烧结燃料条件下的烧结混合料中返矿比例进行调整，返矿比例控制在23～28％条件下，烧结料层的透气性得到改善，粉状兰炭向烧结料层提供的能量得到提高，有利于烧结矿质量的改善。

2、进一步对本发明方案进行试验分析：

烧结用燃料化学成分见表1：

表1烧结用燃料化学成分/％

烧结用燃料粒级组成见表2：

表2烧结用燃料粒级组成/％

3、由表1和表2可知，与焦粉相比，烧结所用的粉状兰炭的固定碳量相对较低。当粉状兰炭作烧结燃料时，要保证配入固定碳数量的平衡。

4、粉状兰炭作烧结燃料经济效益

粉状兰炭作烧结燃料的烧结参数控制方案见表3：

表3粉状兰炭作烧结燃料烧结参数控制

焦粉和粉状兰炭的工业分析以及元素分析如表4所示。

表4焦粉和粉状兰炭工业分析和全分析/％

表5给出了粉状兰炭与焦粉的价格。所使用粉状兰炭的湿基价格为450.0元/吨，焦粉的湿基价格为603.0元/吨。兰炭的干基价格为547.45元/吨，而焦粉的干基价格为670.0元/吨。粉状兰炭相对于焦粉都有一定的优势。在兰炭替代焦粉作烧结燃料过程中，如果能够保证烧结矿质量，可以在一定程度上降低烧结矿的成本。在此条件下，在烧结燃料比为5.0％的条件下，兰炭替代焦粉的比例为50％时，由软件计算得到每吨烧结矿的成本能够降低3.36元。

表5兰炭与焦粉的价格

5、粉状兰炭作烧结燃料的环境保护效益

现用具体事例分析应用兰炭粉代替焦粉作烧结燃料时，在烧结生产过程中减排二氧化硫的经济效益。对一个年产铁水300万吨的钢铁企业来讲，其烧结和高炉生产参数见表6。

表6烧结和高炉生产参数

设定其生产铁水的矿耗为1.7，并且高炉炉料结构中烧结矿的比例为80％。因此，该钢铁企业年生产烧结矿能够达到415万吨。在计算兰炭替代焦粉作烧结燃料的效益时，设定其固体燃料消耗为55kg/t，则该厂一年烧结消耗燃料为22.83万吨。当兰炭替代焦粉的比例为50％时，每吨烧结矿减排SO₂的计算方法如下所示。

(1)按照固定碳平衡原则，兰炭替代焦粉后，折算兰炭硫含量：

(2)设兰炭替代焦粉的比例为γ，每吨烧结矿固体燃耗为Wkg/t，烧结烟气脱硫系数为λ，则兰炭替代焦粉后每吨烧结矿减排SO₂的计算方法如下所示。

1)替代前，全焦粉烧结烟气脱SO₂量Y₁为：

2)兰炭替代比例为γ，烧结烟气脱SO₂量Y₂为：

综上可得，兰炭替代焦粉比例为γ，烧结烟减排气脱SO₂量Y为：

当γ为50％，烧结烟气脱硫系数为η取0.85时，每吨烧结矿燃耗为55kg/t时，每吨烧结矿减排SO₂量Y为：

3)设定吨铁矿耗为P为1.7，烧结矿在高炉炉料结构中的比例为K为80％，

则基于每吨铁水，兰炭替代焦粉比例为50％时，烧结减排SO₂量H为：

H＝Y×P×K＝0.144kg/t×1.7×80％＝0.196kg/t

在此条件下，该钢铁企业每年可减排SO₂为588吨。对整个京津冀地区钢铁行业来讲，2014年铁水产量约为2亿吨，按照上述计算方法，则全年可京津冀地区烧结生产减排SO₂约3.92万吨，由减排SO₂所带来的经济效益为5880万元。

Claims (4)

1.一种粉状兰炭作烧结燃料的使用方法，其特征在于，粉状兰炭作烧结燃料使用时，要采用燃料分加技术来提高燃料燃烧效率，要对配入烧结混合料的粉状兰炭粒度进行控制，要对烧结混合料水分进行调整以改善粉状兰炭完全燃烧效果，要对烧结混合料中的返矿比例进行适当调整以提高粉状兰炭的燃料能量利用率。

2.根据权利要求1所述的一种粉状兰炭作烧结燃料的使用方法，其特征在于，所述的粉状兰炭在烧结混合料中的粒度组成为2～4mm。

3.根据权利要求1所述的一种粉状兰炭作烧结燃料的使用方法，其特征在于，所述的粉状兰炭作烧结燃料的烧结混合料水分为8.0～8.5％。

4.根据权利要求1所述的一种粉状兰炭作烧结燃料的使用方法，其特征在于，所述的粉状兰炭作烧结燃料的返矿比例为23％～28％。