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

一种高炉喷吹用含兰炭混合燃料及其制备方法
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，利用高炉喷煤系统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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