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兰炭有望成烧结固体燃料新“菜谱”

日期: 2022-07-14
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刘文权   洪建国

(冶金工业规划研究院    上海梅山钢铁股份有限公司)


摘  要:本文对兰炭在烧结中的创新应用和生产实践进行归纳总结,指出兰炭作烧结固体燃料替代无烟煤和焦粉完全可行,并有望成为烧结固体燃料新的“菜谱”。

关键词:烧结;兰炭;固体燃料



兰炭有望成烧结固体燃料新“菜谱”

兰炭有望成烧结固体燃料新“菜谱”

兰炭有望成烧结固体燃料新“菜谱”




3.2 河钢集团宣钢


2019年河钢集团宣钢公司炼铁厂烧结车间配加兰炭的实验数据:河钢宣钢用兰炭价格为420元/t,外购焦粉703元/t,按照燃料比30%配加替换焦粉使用,置换比例按1:0.7进行计算,那么每用1t兰炭替代焦粉,将降低燃料费用为:703×100%-[420×30%+(1-21%)×703]=21.63元/t[2]。



3.3 山钢集团莱钢银山型钢


通过对兰炭末和原燃料的物理化学性能进行试验,当烧结混合料配比固定不变,燃料的配加种类以及配比变化时进行高碱度烧结矿的烧结杯烧结试验,对所得烧结矿的粒度组成、转鼓强度的检测和评价,得出如下结论[3]:
(1)在烧结过程中利用兰炭末替代焦炭或无烟煤作为烧结燃料是可行的,而且有利于垂直烧结速度的提高,提升烧结生产效率。
(2)在相同燃料比4.61%条件下,兰炭末替代焦粉比例20%,各项指标满足烧结生产要求。如维系烧结矿质量不降低,当将燃料比由基准4.61%提高至4.71%时,兰炭末替代焦粉比例可达40%;燃料比继续提高至4.78%时,兰炭末替代焦粉比例可达50%。
(3)兰炭末反应性强,燃烧速度快,对烧结生产控制因素比较敏感,生产配用时需审慎、及时地调节工艺参数,确保生产过程和烧结矿质量稳定。若以100%兰炭末作为烧结燃料,需将燃料比由基准4.61%提高至4.86%方能满足烧结矿质量要求。
(4)兰炭末替代无烟煤最大可达30%,增加燃料比可以提高兰炭末取代无烟煤的比例。



3.4 攀钢钒业


根据2017年攀枝花钢钒有限公司炼铁厂采用兰炭用作烧结燃料的试验报告可知:攀枝花钢钒有限公司炼铁厂用兰炭用作烧结燃料的试验,结果表明[4]:
(1)使用兰炭的烧结利用系数达到1.549t/(m2·h),高出焦粉0.177t/(m2·h),高出煤粉0.146t/(m2·h);转鼓指数达62%,比使用焦粉高2.93%,比使用煤粉高8.8%;固体燃耗52.22kg/t,比焦粉低2.24kg/t,比煤粉低8.32kg/t。综合评价烧结性能兰炭是三种燃料中最高的。
(2)兰炭灰分低,相同配矿条件下可提高烧结矿品位0.3%~0.5%。
(3)使用兰炭烧结矿矿物组成与结构更加均匀,铁酸盐含量高,玻璃质含量少,低温还原粉化率低,中温还原度高。
技术与经济评价表明:兰炭用作烧结燃料,其综合技术效果最高,而烧结矿成本最低,为未来可选的烧结优质燃料之一。



3.5 陕钢集团


西安建筑科技大学冶金学院关于兰炭末在陕钢集团烧结矿生产中的应用研究表明:冶金中应用兰炭代替焦炭作为烧结燃料是可行的[5]。
(1)兰炭灰成分中的有用成分CaO,MgO,FeO都高,可补充烧结矿的原料和熔剂。灰成分中的Mg0对改善铁矿石的还原强度、炉渣的熔化性能等是有利的。
(2)根据实验数据,可见当兰炭末配比为30%时,烧结矿的FeO含量较低,对烧结矿还原性有利。
(3)兰炭烧结时燃料配比达到30%时,在燃料配比不增加的情况下所得烧结矿的软化性能,还原性能、还原粉化性能、转鼓强度等指标达到行业烧结矿标准。



3.6 敬业钢铁


通过烧结杯试验对兰炭作烧结燃料进行了初步研究。重点探索了兰炭替代比例和粒度对烧结生产能量利用和烧结矿质量的影响[6]。
(1)在一定条件下,兰炭的替代比例对烧结生产影响不是很大。如果烧结参数控制得当,高比例配用兰炭作烧结燃料是可行的。
(2)用兰炭作烧结燃料完全替代焦粉时,其粒度不宜过细,否则会使燃烧速度过快且燃烧不充分,导致烧结矿质量下降。
(3)由于兰炭的燃烧速度较快,导致其对燃料粒度、水分和负压等烧结参数较为敏感,生产配用时需审慎、及时地调节工艺参数,才能确保生产过程和烧结矿质量稳定。



3.7 安钢永通


2012年,安钢集团永通公司烧结车间进行了用兰炭做为燃料替代部分焦粉的生产试验。试验结果表明,兰炭替代30%的焦粉时对烧结过程的影响不大,通过采取控制燃料粒度,提高料层厚度,提高点火温度,兰炭焦粉分别配加等措施,完全能满足炼铁对烧结矿产质量的要求,达到降本增效的目的[7]。



3.8 酒钢


酒泉钢铁公司为了降低烧结矿成本,拓宽烧结固体燃料使用渠道,烧结配加部分兰碳粉的生产试验研究。试验结果表明烧结配用20%兰碳粉生产,有利于烧结矿加工成本的降低。配加20%的兰碳粉烧结生产,烧结矿的固体燃料消耗上升了1.33kg/t,同时烧结矿的质量指标略有下滑,但均在质量控制标准范围之内;2.配加20%的兰碳粉烧结生产,虽然烧结矿的固体燃料消耗有所上升,但二者之间价差所带来的经济效益较为明显,烧结矿的燃料成本下降3.32元/吨[8]。



4. 结语


从燃料性能、烧结过程、烧结矿冶金性能三方面综合考量,试验表明,作为烧结燃料,兰炭的发热量、挥发分、灰分、含硫量等各项指标均能满足烧结用燃料要求,特别是兰炭(半焦)灰分中,氧化钙、氧化镁、三氧化二铁含量较高,可显著降低灰分的负面影响,可替代极少部分烧结矿原料和熔剂。同时,兰炭反应性能、气化性能、燃烧性能明显好于焦粉和无烟煤,烧结矿成品率较高。兰炭作烧结燃料完全可以替代无烟煤和焦粉。



参考文献

[1]伍英.宝钢烧结用兰炭替代技术的研究[J].烧结球团,2019(4):18-22.

[2]顾亚楠.烧结过程配加兰炭生产实践[J].河北冶金,2019(4):40-42.

[3]周林,罗川,张炯.兰炭末用于铁矿烧结试验研究[J].山东冶金,2019(1):35-38.

[4]蒋大军,杜斯宏,何木光,等.兰炭用作燃料对烧结性能影响的试验研究[J].冶金能源,2017,36(6):16-20.

[5] 杨双平,延雨雨,王帅,等.兰炭末在烧结矿生产中的应用研究[J].矿业工程,2015(6):30-32.

[6]于韬,张建良,王喆,等.兰炭作烧结燃料对烧结矿质量的影响[J].烧结球团,2014,39(5):10-13.

[7]付林林,孙涛,方俊杰,等.烧结过程用兰炭作为燃料替代焦粉的生产试验[J]. 河南冶金,2012,20(4):7-8.

[8]张荣华.烧结配加兰炭粉工业试验研究[C].选烧厂专业技术论文集.2012(2):119-121.

来源 :《炼铁交流》杂志2022年第一期


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