一種粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用蘭炭作燒結(jié)燃料的燒結(jié)生產(chǎn)工藝，屬于燒結(jié)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 1、近年來，我國生鐵產(chǎn)量持續(xù)增加，生鐵產(chǎn)量從2005年的3. 5億噸上升到2014年 的7. 09億噸，2014年比2013年同比增長6. 24%，鋼鐵市場(chǎng)競爭激烈。隨著煉鐵原燃料資 源短缺，煉鐵生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益在持續(xù)降低。
[0003] 2、與球團(tuán)礦和天然塊礦相比，燒結(jié)礦在冶金性能等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。面對(duì)日 益嚴(yán)峻的市場(chǎng)競爭環(huán)境，降低燒結(jié)礦成本，有助于整個(gè)高爐煉鐵效益的提高。目前，優(yōu)質(zhì)鐵 礦資源緊張，從鐵礦石成本方面入手降低燒結(jié)成本困難較大。因此，在燒結(jié)燃料價(jià)格和燒結(jié) 礦質(zhì)量之間找到最佳平衡點(diǎn)、尋求技術(shù)突破以提高燒結(jié)生產(chǎn)對(duì)燃料的適應(yīng)性，穩(wěn)定燒結(jié)生 產(chǎn)，從而降低燒結(jié)礦成本對(duì)于企業(yè)生存與發(fā)展將起到十分關(guān)鍵的作用。
[0004] 3、陜西神木是神府侏羅紀(jì)煤田的聚煤中心，煤資源的探明儲(chǔ)量500多億噸。利用 神府煤田盛產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)侏羅精煤燒制而成的蘭炭粉，具有價(jià)格低廉、低磷、低硫、高發(fā)熱量、K、 Na等有害元素較低的特點(diǎn)。在燒結(jié)過程中使用蘭炭粉替代傳統(tǒng)燃料可以有效降低燒結(jié)成 本，擴(kuò)大鋼鐵企業(yè)盈利空間。
[0005] 4、隨著占全國工業(yè)能耗和二氧化硫排放近70 %的電力、鋼鐵、建材以及石油加工 等高耗能行業(yè)的發(fā)展，節(jié)能減排已經(jīng)成為當(dāng)前宏觀調(diào)控的重點(diǎn)。政府確定了"十二五"期間 主要污染物排放減少10%的目標(biāo)。二氧化硫作為主要污染物之一，其減排成為環(huán)境保護(hù)工 作的重中之重。根據(jù)《二氧化硫總量分配指導(dǎo)意見》，"十二五"期間二氧化硫控制計(jì)劃為鋼 鐵行業(yè)減排10萬噸，而燒結(jié)工序占到減排總量50 %。由此可見，燒結(jié)生產(chǎn)減排二氧化硫不 僅任務(wù)艱巨，同時(shí)也直接關(guān)系到鋼鐵企業(yè)的生存與發(fā)展。
[0006] 5、目前，國內(nèi)的蘭炭生產(chǎn)主要集中于陜西和內(nèi)蒙等西北地區(qū)，蘭炭產(chǎn)品則主要由 于電石、鐵合金、硅鐵和碳化硅等產(chǎn)業(yè)。此外，蘭炭的使用多為塊狀產(chǎn)品，對(duì)小粒級(jí)粉狀蘭炭 的使用相對(duì)較少。另一方面，粉狀蘭炭應(yīng)用于燒結(jié)生產(chǎn)，對(duì)粉狀蘭炭的燒結(jié)性能、適宜比例 以及關(guān)鍵技術(shù)等均無系統(tǒng)的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007] 本發(fā)明目的是利用蘭炭粉具有價(jià)格低廉、低磷、低硫、高發(fā)熱量、K、Na等有害元素 較低的特點(diǎn)，在燒結(jié)過程中使用蘭炭粉替代傳統(tǒng)燃料可以有效降低燒結(jié)成本，擴(kuò)大鋼鐵企 業(yè)盈利空間。
[0008] -種粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的使用方法，其特征在于，粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料使用時(shí)， 要采用燃料分加技術(shù)來提高燃料燃燒效率，要對(duì)配入燒結(jié)混合料的粉狀蘭炭粒度進(jìn)行控 制，要對(duì)燒結(jié)混合料水分進(jìn)行調(diào)整以改善粉狀蘭炭完全燃燒效果，要對(duì)燒結(jié)混合料中的返 礦比例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以提高粉狀蘭炭的燃料能量利用率。
[0009] 所述的粉狀蘭炭在燒結(jié)混合料中的粒度組成為2~4_。
[0010] 所述的粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的燒結(jié)混合料水分為8. 0~8. 5 %。
[0011] 所述的粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的返礦比例為23%~28%。
[0012] 本發(fā)明采用蘭炭、無煙煤和煙煤混合或蘭炭和無煙煤或煙煤混合的方式作為燒結(jié) 燃料。
[0013] 1、將蘭炭、無煙煤和煙煤進(jìn)行混合，使混煤的有效熱達(dá)到6. 5~9. 5MJ/kg，揮發(fā)分 含量在18~25%，在磨機(jī)中磨成粉后，使混煤粒徑小于200目的比例占70 %以上。
[0014] 2、將蘭炭、無煙煤進(jìn)行混合，使混煤的有效熱達(dá)到6. 5~9. 5MJ/kg，揮發(fā)分含量在 18~25%，在磨機(jī)中在磨機(jī)中磨成粉后，使混煤粒徑小于200目的比例占70%以上。
[0015] 3、將蘭炭、煙煤進(jìn)行混合，使混煤的有效熱達(dá)到6. 5~9. 5MJ/kg，揮發(fā)分含量在 18~25%，在磨機(jī)中在磨機(jī)中磨成粉后，使混煤粒徑小于200目的比例占70%以上。
[0016] 4、本發(fā)明的最優(yōu)方案是，將蘭炭、煙煤進(jìn)行混合，使混煤的有效熱達(dá)到8.0~ 9. OMJ/kg，揮發(fā)分含量在20~22 %，在磨機(jī)中在磨機(jī)中磨成粉后，使混煤粒徑小于200目的 比例占70%以上。
[0017] 本方法在粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料時(shí)，采用了燃料分加工藝，并通過粉狀蘭炭粒度提 高以及燒結(jié)參數(shù)（混合料水分和返礦比例）的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的高效利 用，有助于通過降低燒結(jié)燃料成本來降低燒結(jié)礦成本，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的降本增效，并將拓寬 粉狀蘭炭在煉鐵領(lǐng)域的使用途徑。具有低硫磷特征的粉狀蘭炭用于燒結(jié)生產(chǎn)，有助于降低 燒結(jié)過程中二氧化硫排放量，符合國家對(duì)于鋼鐵產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排的要求。
【具體實(shí)施方式】：
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019] 1、燒結(jié)生產(chǎn)采用粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的高效使用方法，當(dāng)以一定的比例向燒結(jié)混 合料中配加粉狀蘭炭時(shí)，采用了燃料分加技術(shù)以提高具有不同燃料燃燒的同步性。制粒過 程中，在一混前配入所使用的全部粉狀蘭炭和50%的焦粉；在二混制粒結(jié)束后，采用制粒 圓盤將剩余50 %的焦粉進(jìn)行外配。粉狀蘭炭在燒結(jié)混合料中的粒級(jí)組成控制在2~4_條 件下，能夠提高粉狀蘭炭與焦粉的燃燒同步性，提高燃燒的能量利用率。對(duì)粉狀蘭炭作燒結(jié) 燃料時(shí)燒結(jié)混合料的水分進(jìn)行了優(yōu)化，水分提高到8. 3~8. 5%時(shí)，促進(jìn)了粉狀蘭炭的完全 燃燒反應(yīng)，提高了燃料燃燒效率。進(jìn)一步將使用粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料條件下的燒結(jié)混合料 中返礦比例進(jìn)行調(diào)整，返礦比例控制在23~28%條件下，燒結(jié)料層的透氣性得到改善，粉 狀蘭炭向燒結(jié)料層提供的能量得到提高，有利于燒結(jié)礦質(zhì)量的改善。
[0020] 2、進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明方案進(jìn)行試驗(yàn)分析：
[0021] 燒結(jié)用燃料化學(xué)成分見表1 :
[0022] 表1燒結(jié)用燃料化學(xué)成分/%
[0023]
[0024] 燒結(jié)用燃料粒級(jí)組成見表2 :
[0025] 表2燒結(jié)用燃料粒級(jí)組成/%
[0026]
[0027] 3、由表1和表2可知，與焦粉相比，燒結(jié)所用的粉狀蘭炭的固定碳量相對(duì)較低。當(dāng) 粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料時(shí)，要保證配入固定碳數(shù)量的平衡。
[0028] 4、粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料經(jīng)濟(jì)效益
[0029] 粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的燒結(jié)參數(shù)控制方案見表3 :
[0030] 表3粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料燒結(jié)參數(shù)控制
[0031]
[0032] 焦粉和粉狀蘭炭的工業(yè)分析以及元素分析如表4所示。
[0033] 表4焦粉和粉狀蘭炭工業(yè)分析和全分析/ %
[0034]
[0035] 表5給出了粉狀蘭炭與焦粉的價(jià)格。所使用粉狀蘭炭的濕基價(jià)格為450. 0元/噸， 焦粉的濕基價(jià)格為603. 0元/噸。蘭炭的干基價(jià)格為547. 45元/噸，而焦粉的干基價(jià)格為 670.0元/噸。粉狀蘭炭相對(duì)于焦粉都有一定的優(yōu)勢(shì)。在蘭炭替代焦粉作燒結(jié)燃料過程中， 如果能夠保證燒結(jié)礦質(zhì)量，可以在一定程度上降低燒結(jié)礦的成本。在此條件下，在燒結(jié)燃料 比為5. 0%的條件下，蘭炭替代焦粉的比例為50%時(shí)，由軟件計(jì)算得到每噸燒結(jié)礦的成本 能夠降低3. 36元。
[0036] 表5蘭炭與焦粉的價(jià)格
[0037]
[0038] 5、粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的環(huán)境保護(hù)效益
[0039] 現(xiàn)用具體事例分析應(yīng)用蘭炭粉代替焦粉作燒結(jié)燃料時(shí)，在燒結(jié)生產(chǎn)過程中減排二 氧化硫的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)一個(gè)年產(chǎn)鐵水300萬噸的鋼鐵企業(yè)來講，其燒結(jié)和高爐生產(chǎn)參數(shù)見 表6〇
[0040] 表6燒結(jié)和高爐生產(chǎn)參數(shù)
[0041]
[0042] 設(shè)定其生產(chǎn)鐵水的礦耗為1.7,并且高爐爐料結(jié)構(gòu)中燒結(jié)礦的比例為80%。因 此，該鋼鐵企業(yè)年生產(chǎn)燒結(jié)礦能夠達(dá)到415萬噸。在計(jì)算蘭炭替代焦粉作燒結(jié)燃料的效益 時(shí)，設(shè)定其固體燃料消耗為55kg/t，則該廠一年燒結(jié)消耗燃料為22. 83萬噸。當(dāng)蘭炭替代焦 粉的比例為50%時(shí)，每噸燒結(jié)礦減排302的計(jì)算方法如下所示。
[0043] (1)按照固定碳平衡原則，蘭炭替代焦粉后，折算蘭炭硫含量：
[0044]
[0045] (2)設(shè)蘭炭替代焦粉的比例為Y，每噸燒結(jié)礦固體燃耗為Wkg/t，燒結(jié)煙氣脫硫系 數(shù)為A，則蘭炭替代焦粉后每噸燒結(jié)礦減排302的計(jì)算方法如下所示。
[0046] 1)替代前，全焦粉燒結(jié)煙氣脫302量Y丨為：
[0047]
[0048] 2)蘭炭替代比例為丫，燒結(jié)煙氣脫502量Y 2為：
[0049]
[0050] 綜上可得，蘭炭替代焦粉比例為Y，燒結(jié)煙減排氣脫302量Y為：
[0051]
[0052] 當(dāng)y為50%，燒結(jié)煙氣脫硫系數(shù)為n取〇. 85時(shí)，每噸燒結(jié)礦燃耗為55kg/t時(shí)， 每噸燒結(jié)礦減排302量Y為：
[0053]
[0054] 3)設(shè)定噸鐵礦耗為P為1. 7,燒結(jié)礦在高爐爐料結(jié)構(gòu)中的比例為K為80%，
[0055] 則基于每噸鐵水，蘭炭替代焦粉比例為50 %時(shí)，燒結(jié)減排302量H為：
[0056] H = YXPXK = 0. 144kg/tXl. 7X80%= 0. 196kg/t
[0057] 在此條件下，該鋼鐵企業(yè)每年可減排S02S 588噸。對(duì)整個(gè)京津冀地區(qū)鋼鐵行業(yè) 來講，2014年鐵水產(chǎn)量約為2億噸，按照上述計(jì)算方法，則全年可京津冀地區(qū)燒結(jié)生產(chǎn)減排 30 2約3. 92萬噸，由減排S0 2所帶來的經(jīng)濟(jì)效益為5880萬元。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的使用方法，其特征在于，粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料使用時(shí)，要 采用燃料分加技術(shù)來提高燃料燃燒效率，要對(duì)配入燒結(jié)混合料的粉狀蘭炭粒度進(jìn)行控制， 要對(duì)燒結(jié)混合料水分進(jìn)行調(diào)整以改善粉狀蘭炭完全燃燒效果，要對(duì)燒結(jié)混合料中的返礦比 例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以提高粉狀蘭炭的燃料能量利用率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的使用方法，其特征在于，所述的 粉狀蘭炭在燒結(jié)混合料中的粒度組成為2~4_。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的使用方法，其特征在于，所述的 粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的燒結(jié)混合料水分為8. O~8. 5%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的使用方法，其特征在于，所述的 粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的返礦比例為23%~28%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了燒結(jié)生產(chǎn)中粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的高效利用方法，提高了粉狀蘭炭代替焦粉等傳統(tǒng)燃料進(jìn)行燒結(jié)時(shí)燃料能量利用率，改善了燒結(jié)礦的質(zhì)量和冶金性能。本方法的主要步驟為：當(dāng)粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料時(shí)，采用了燃料分加工藝，并通過粉狀蘭炭粒度提高以及燒結(jié)參數(shù)(混合料水分和返礦比例)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了粉狀蘭炭作燒結(jié)燃料的高效利用。本發(fā)明有助于通過降低燒結(jié)燃料成本來降低燒結(jié)礦成本，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的降本增效，并將拓寬粉狀蘭炭在煉鐵領(lǐng)域的使用途徑。具有低硫磷特征的粉狀蘭炭用于燒結(jié)生產(chǎn)，有助于降低燒結(jié)過程中二氧化硫排放量，符合國家對(duì)于鋼鐵產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排的要求。
【IPC分類】C22B1/16
【公開號(hào)】CN105039684
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510472810
【發(fā)明人】張建良, 王廣偉, 王喆, 高冰, 徐潤生, 王海洋
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月4日