CN109112239B - 依据高炉炉况调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种依据高炉炉况调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量的方法，依据本发明进行调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量，依据计算结果可以做到合理优化调控喷吹煤粉中兰炭数量，是实现兰炭最为合理用于高炉的喷吹方式最佳途径，能强化高炉生产的经济性，从而实现兰炭资源最为合理化的用于冶金领域。
Description
技术领域
本发明属于钢铁工业中炼铁技术领域，特别涉及一种依据高炉不同炉况下操作参数，调整吹用混合煤粉中配加兰炭数量的方法。
背景技术
兰炭是介于普通焦炭与原煤之间的一种焦化产物，是泥煤、褐煤和高挥发分的低变质烟煤等经低温(500～700℃)干馏得到的固体产物，属于一种半焦产品，目前较多的用于电石、铁合金等产品领域生产，由于工艺制度和原料成分等因素，其热态性能和抗破碎性能都与焦炭有着较大的差异，过去未能够引起冶金工作者的足够重视，对于其如何应用于高炉生产就更鲜为报道和研究。随着近几年行业产能过剩而带来的竞争激化及利润下降诸多问题，如何降低生产成本，就成为冶金企业能否生存的关键所在，近些年随着产能需求的扩大，喷吹用煤粉价格，尤其是无烟煤价格一直居高不下，因此实现低成本喷吹成为业界最关心的问题，特别是在保证煤粉质量前提下，如何降低喷吹煤粉成本就成为关键。现有炼铁工艺生产下，喷吹用煤主要有烟煤和无烟煤组成，在这其中，无烟煤具有固定碳高，发热值好的特性，而烟煤具有燃烧性能好、制粉容易、储量丰富的优点，高炉喷吹用煤粉是采用将两者混合配制，充分利用此两类煤粉的优点，以此达到喷吹效果上的最佳，但这样的配煤结构有一个显而易见的缺点，就是受到市场采购条件的制约，其配煤成本较高，尤其是无烟煤配入过多，会导致混合煤粉进一步增加，因此在钢铁行业面临寒冬形势的今天，不利于企业降低生产成本。而兰炭具有低于喷吹用无烟煤百元以上的采购价格优势，且其产地丰富，产量巨大，若能将其与其它高炉喷吹煤种一起合理应用于高炉喷吹工艺，就可以达到有效降低成本的效果与目的。
针对兰炭这种由廉价煤所生产的产品，国内外对此关注也较多，但这些解释大部分都是从兰炭的生产及制得产品的角度出发，针对于高炉冶炼论述的就较少，对高炉喷吹方面的技术阐述就更为罕见。如很多专利都是如何生产兰炭这种产品角度出发，通过采用褐煤等作为原料，混入必要的粘结剂，同时采用不同的炉体和加热制度生产兰炭成品(见中国专利“从褐煤干馏提取含锗物质并制半焦的方法”专利申请号CN181470，“一种煤热解生产城市煤气和半焦的方法”专利申请号CN1112153，“一种冶金用生物质半焦的制造方法”专利申请号CN103450915A，“一种用低质褐煤生产优质半焦的方法”专利申请号CN1869158，“一种用小粒煤制备兰炭的方法”专利申请号CN103980924A，“一种由低煤化度粉煤生产焦油、半焦及合成燃料气的方法”专利申请号CN103497784A等)，此类发明创造主要是从兰炭这种产品如何生产所出发，同时在兰炭生产的同时，得到相应的焦油等产品的工艺，但此类发明创造未能阐述到兰炭这种产品用途。再有就是针对兰炭这种产品用途方面的技术发明，如用兰炭生产电石、活性炭、香碳、铁合金等的发明创造，生产生活中和工业应用中所需要的产品(见中国专利“一种兰炭、石灰联产电石的生产装置”专利申请号CN103303900A，“一种兰炭制活性炭的方法及所使用装置”专利申请号CN103130222A，“一种利用半焦制备香碳的方法”，“一种利用褐煤半焦生产炭黑的方法”专利申请号CN103194100A，“用兰炭、煅煤和白灰粉末合成电石冶炼原料的方法”专利申请号：CN102275921A，“一种用兰炭制备多层石墨烯的方法”专利申请号CN103818897A等)，此类专利是从兰炭这种产品的用途出发，并得到很好的应用，但此类技术发明与炼铁工艺并无关联，更未提及兰炭这种产品用于高炉冶炼。亦或是有少部分专利提及到兰炭这种产品用于炼铁日常生产(见中国专利“炼铁厂利用兰炭的高炉喷吹煤工艺”专利申请号CN102827972A，“一种褐煤半焦作还原剂制取直接还原铁的方法”专利申请号CN102747179A，“一种兰炭纯氧气化生产直接还原铁工艺”专利申请号CN103290160A，“一种利用兰炭作还原剂生产海绵铁的工艺”专利申请号CN102618686A等)，此类方法和技术提及到了兰炭这类产品用于炼铁工艺，并且取得一定的应用效果，但此类专利未能说明兰炭是如何合理喷吹到高炉中去，针对兰炭与其它煤粉合理配煤依据等，更是未能提及到。还有就是国内外的一些可查阅的文献论述(见期刊《钢铁钒钛》“兰炭替代焦粉对烧结过程影响研究”2016年，36卷，2期，127；《钢铁钒钛》“高炉喷吹用煤的配煤及使用兰炭的试验”2013年，34卷，1期，65；《烧结球团》内配兰炭生产球团矿的试验研究2016年，41卷，1期，34等)这类文献中有提及到兰炭用于高炉日常生产，如作为烧结和球团工艺燃料，亦或是用于高炉喷吹，但也只是简单提及到其用于高炉喷吹的可行性，并未详述兰炭如何进行合理配煤及喷吹，故在已有的技术基础上，未能有做到依据高炉实际炉况，进行合理调配喷吹用混煤中兰炭添加数量，此项技术上未能实现重大技术突破。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明是在高炉日常生产过程中，依据高炉日常生产过程中不同炉况条件，提出一种依据高炉炉况调整确定高炉喷吹混合煤粉中配加兰炭数量的方法，在达到配煤成本降低的同时，实现了兰炭最为合理用于高炉的喷吹方式，也实现了资源的优化利用，强化了高炉生产的经济性，从而实现兰炭资源最为合理化的用于冶金领域。
本发明目的是通过下面的技术方案实现的：
一种依据高炉炉况调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量的方法，其特征在于采用如下方法进行调整喷吹用混合煤粉中添加兰炭数量计算：
LT＝A+k1×FW+k2×FYL+k3×HFF+k4×PCI
公式中符号：
LT为吨铁喷吹煤粉量中兰炭配加数量，kg/t；
A为常数，取值71～74，kg/t；
k1为系数，kg/(t·℃)，FW为高炉鼓风温度，℃；
k2为系数，kg/t，FYL为鼓风中富氧率，％；
k3为系数，kg/t，HFF为喷吹煤粉中挥发分含量，％；
k4为系数，PCI为喷吹煤比，kg/t；
k1取值-0.155～-0.164；k2取值2672～2737；k3取值160～168；k4取值0.351～0.359；FW取值800～1350℃；FYL取值0％～8.0％；HFF取值8.0％～35.0％；PCI取值60～240kg/t。
依据本发明进行调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量，依据计算结果可以做到合理优化调控喷吹煤粉中兰炭数量，是实现兰炭最为合理用于高炉的喷吹方式最佳途径，能强化高炉生产的经济性，从而实现兰炭资源最为合理化的用于冶金领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
1实施例1(某钢铁厂有效炉容450m3高炉为例说明)
1.1高炉原始生产过程操作参数
高炉原始生产过程操作参数见表1。
表1原始高炉操作参数
1.2优化调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量
通过对高炉炉况的分析，依据炉况操作参数进行计算，调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量，调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量为在喷吹煤比为95kg/t的情况下时，配加兰炭量为6kg/t。
1.3高炉使用效果
高炉冶炼效果对比见表2。
表2高炉冶炼效果对比
按照此方法进行调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量，可以实现混合煤粉最优利用效果，达到改善高炉煤气利用率0.6％，增加日产量25t，减少燃料消耗的5kg/t，有效降低炼铁生产成本9元/t的良好效果。
2实施例2(某钢铁厂有效炉容1280m3高炉为例说明)
2.1高炉原始生产过程操作参数
高炉原始生产过程操作参数见表3。
表3原始高炉操作参数
2.2优化调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量
通过对高炉炉况的分析，依据炉况操作参数进行计算，调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量，调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量为在喷吹煤比为123kg/t的情况下时，配加兰炭量为26kg/t。
2.3高炉使用效果
高炉冶炼效果对比见表4。
表4高炉冶炼效果对比
按照此方法进行调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量，可以实现混合煤粉最优利用效果，达到改善高炉煤气利用率0.4％，增加日产量34t，减少燃料消耗的4kg/t，有效降低炼铁生产成本6元/t的良好效果。
3实施例3(某钢铁厂有效炉容2580m3高炉为例说明)
3.1高炉原始生产过程操作参数
高炉原始生产过程操作参数见表5。
表5原始高炉操作参数
3.2优化调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量
通过对高炉炉况的分析，依据炉况操作参数进行计算，调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量，调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量为在喷吹煤比为145kg/t的情况下时，配加兰炭量为52kg/t。
3.3高炉使用效果
高炉冶炼效果对比见表6。
表6高炉冶炼效果对比
按照此方法进行调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量，可以实现混合煤粉最优利用效果，达到改善高炉煤气利用率0.5％，增加日产量30t，减少燃料消耗的5kg/t，有效降低炼铁生产成本5元/t的良好效果。
4实施例4(某钢铁厂有效炉容3200m3高炉为例说明)
4.1高炉原始生产过程操作参数
高炉原始生产过程操作参数见表7。
表7原始高炉操作参数
4.2优化调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量
通过对高炉炉况的分析，依据炉况操作参数进行计算，调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量，调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量为在喷吹煤比为158kg/t的情况下时，配加兰炭量为77kg/t。
4.3高炉使用效果
高炉冶炼效果对比见表8。
表8高炉冶炼效果对比
按照此方法进行调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量，可以实现混合煤粉最优利用效果，达到改善高炉煤气利用率0.3％，增加日产量26t，减少燃料消耗的4kg/t，有效降低炼铁生产成本3元/t的良好效果。
5实施例5(某钢铁厂有效炉容4038m3高炉为例说明)
5.1高炉原始生产过程操作参数
高炉原始生产过程操作参数见表9。
表9原始高炉操作参数
5.2优化调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量
通过对高炉炉况的分析，依据炉况操作参数进行计算，调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量，调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量为在喷吹煤比为175kg/t的情况下时，配加兰炭量为97kg/t。
5.3高炉使用效果
高炉冶炼效果对比见表10。
表10高炉冶炼效果对比
按照此方法进行调整后的喷吹煤粉中兰炭添加数量，可以实现混合煤粉最优利用效果，达到改善高炉煤气利用率0.4％，增加日产量45t，减少燃料消耗的4kg/t，有效降低炼铁生产成本4元/t的良好效果。
Claims (1)
1.一种依据高炉炉况调整喷吹用混合煤粉中配加兰炭数量的方法，其特征在于采用如下方法进行调整喷吹用混合煤粉中添加兰炭数量计算：
LT＝A+k1×FW+k2×FYL+k3×HFF+k4×PCI
公式中符号：
LT为吨铁喷吹煤粉量中兰炭配加数量，kg/t；
A为常数，取值71～74，kg/t；
k1为系数，kg/(t·℃)，FW为高炉鼓风温度，℃；
k2为系数，kg/t，FYL为鼓风中富氧率，％；
k3为系数，kg/t，HFF为喷吹煤粉中挥发分含量，％；
k4为系数，PCI为喷吹煤比，kg/t；
k1取值-0.155～-0.164；k2取值2672～2737；k3取值160～168；k4取值0.351～0.359；FW取值800～1350℃；FYL取值0％～8.0％；HFF取值8.0％～35.0％；PCI取值60～240kg/t。
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