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兰炭变烧结固体新燃料成为可能

2020/6/23

  就炼铁工序而言,高炉、烧结就需要加大焦炭、焦粉等非煤燃料的使用量。

  烧结矿作为高炉的主要原料,其生产成本对生铁成本的影响显著。兰炭具有固定碳高、发热值高共和价格相对低廉的特点。作为近年发展起来的新型优质固体燃料,有价格低、三高四低等特性,特别是限煤推动下,已吸引不少钢铁行业人员的关注。

  烧结常用的固体燃料主要是焦粉和无烟煤两种。我国烧结矿在高炉配比约为70-80%,烧结矿成本的高低直接决定了生铁成本的高低,烧结过程中的固体燃料成本对烧结矿成本有很大影响,用低价燃料替代部分价格高的焦粉是降低烧结成本的有效措施之一。无烟煤资源缺乏,价格比焦炭低。若使用兰炭作为替代燃料,可有效降低成本。

  兰炭在烧结中的创新应用

  兰炭应用烧结工序的作用如下:

  燃料反应:颗粒燃烧反应性显示,兰炭粉的反应性明显好于焦粉和无烟煤。

  气化性能:兰炭粉与焦粉和无烟煤粉比较,气化开始温度和结束温度均低,气化温度区间窄,表明兰炭的气化性能比焦粉和无烟煤的好。

  燃烧性能:兰炭粉与焦粉和无烟粉比较,燃烧开始温度和结束温度低,燃烧温度区间窄,证明兰炭粉的燃烧性能比焦粉和无烟煤的好。

  转鼓强度:用兰炭粉作燃料时的烧结矿转鼓指数与焦粉作燃料时的烧结矿转鼓指数相差不大。

  环保特性:相比焦炭,兰炭有较低的灰分和全硫含量,有助于减少烧结烟气脱硫的能耗及二氧化硫气体对设备和环境的破坏。

  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、转鼓强度检测和评价,得出的结论如下:

  1.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,而有利于垂直烧结速度的提高,提升烧结生产效率。

  2.相同燃料比条件下,兰炭末替代焦粉比例20%,各项指标满足烧结生产要求,

  3.兰炭末反应性强,燃烧速度快,对烧结生产控制因素较为敏感,生产配用时需审慎、及时的调整工艺参数,确保生产过程和烧结矿质量稳定。

  4.兰炭末替代无烟煤可达30%,增加燃料比可提高兰炭末取代无烟煤的比例。

  兰炭相比煤粉和焦粉,烧结性能是高的那一个。

  兰炭灰分低,相同配矿条件下可提高烧结矿品位0.3-0.5%。

  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。

  于是兰炭用作烧结燃料,其综合技术效果是高,而烧结矿成本低,是未来可选的烧结优质燃料之一。

  实验表明兰炭替代焦炭作为烧结燃料可行主要表现在:

  1.兰炭灰分中的有用成本CaO,MgO,FeO都高,可补充烧结矿的原料和熔剂。灰分中的MgO对改善铁矿石和还原强度、炉渣的熔化性能是有利的。

  2.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、转鼓强度德国指标达到行业烧结矿标准。

  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。

  1.一定条件下,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,及时调整工艺参数,才能确保生产过程和烧结矿质量的稳定。

  结语

  燃料性能、烧结过程、烧结矿冶金性能三方面综合考量,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替代无烟煤和焦粉。

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康宁04:29:13
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