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兰炭在炼铁系统的应用

    2022-06-24 12:24:34

  5月27日,兰炭在钢铁(冶金)领域应用专题网络研讨会以视频形式召开,会议由中国煤炭加工利用协会兰炭分会、江苏省钢铁行业协会、神木市兰炭产业服务中心联合主办。

    此次议的目的旨在进一步推动我国钢铁冶金行业积极采用低阶煤分质分级利用的新产品——兰炭,扩大我国资源丰富的低阶煤清洁高效利用范围,补充和替代部分资源稀缺紧俏的炼焦煤资源,降低钢铁冶金行业的燃料和原材料成本,助力钢铁冶金行业的节能减排和清洁生产水平的提升。

    役影响下,世济踟前,能危机频发,冶金行业必焦、煤价格居高不下,成本与环保力与日俱增,寻求更经清洁环保品,减缓冶金企业成本与环保压力成为当前较迫切的务。

    兰炭又称半焦,是煤转换产品,具有固定炭高,比电阻高,高反应性,低灰分,低铝、低硫、低磷等优点。缺点是强度差,资源,价格远低于冶金焦,以兰替代冶金焦、煤或成为冶金企业降本增、降废减手段一。

    兰炭在炼铁系统的应用主要有以下方面:

1、以兰炭烧结用煤

    兰炭粉的反应性明显好于焦粉和无烟煤燃烧开始温度和结束温度低,燃烧温度区间窄气化开始温度和结束温度均低,气化温度区间窄,表明兰炭的反应性、燃烧性、气化性能均较焦粉和无烟煤好。同时,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。兰炭灰分中的有用成CaO,MgO,FeO都高,可补充烧结矿的原料和熔剂。灰分中的MgO对改善烧结矿的还原强度、炉渣的熔化性能是有利的。

    烧结实验表明,烧结过程中选用合适的兰炭粒度和比例替代煤粉、焦粉,可有效提高烧结机垂直烧结速度,提升烧结生产效率,降低烧结矿FeO含量,改善烧结矿的还原性能,提高品位,并且,使用兰炭的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。

        美中不足的是,由于兰炭的反应性好、燃烧速度较快,导致其对燃料粒度、水分和负压等烧结参数的变化较为敏感,生产上大比例配用兰炭时,应注意兰炭粒度、烧结料水分、烧结负压的合理搭配,防止燃烧速度过快或不完全燃烧,影响烧结矿质量。

2、以兰炭代替喷吹煤粉

    首先,兰炭具有的反应性高,固定炭高、发热量高、灰分低、硫磷含量低等特点,使得兰炭更适合于高炉喷吹,其次,兰炭的爆炸性弱,着火点较高,可磨性好。从安全和生产效率方面考虑也更适合于高炉喷吹。最后,由于兰炭的反应性、燃烧性、气化性能都要优于煤粉,所以,喷吹兰炭更有利于喷吹物在风口前的完全燃烧,提高燃烧率,也有利于提高喷吹比,降本节焦。

3、兰炭替焦丁入炉

    焦丁入炉,在国内已经是普遍的高炉操作,焦丁是冶金焦中筛出来的小块焦炭,数量有限,所以近年来随着焦丁入炉的普及,焦丁的价格也是竹子开花节节高。兰炭替代焦丁入炉的优点在于:兰炭的反应性好,起始反应温度和剧烈反应温度都低于焦炭,使得在高炉内,兰炭先于焦炭发生炭溶反应,保护了大块焦炭。同时,由于兰炭的反应速度快,可以促进块状带的间接还原反应,改善矿石的预热和还原,减少直接还原反应,降低焦比。另外也由于兰炭的反应性好,可以保证在兰炭下降到达死料柱之前充分的反应消耗完,避免小粒度兰炭进入死料柱,影响死料柱透气性,这也为进一步提高兰炭配用量提供了有利的条件。

    兰炭替代焦丁入炉的缺点是:兰炭的冷热态强度都较焦炭差,在运输、倒运和装料的过程中,都不可避免的产生较多的粉沫,过多的粉沫入炉会影响料柱的透气性,所以在以兰炭替代焦丁入炉时,可选用粒级相对较大一些的兰炭,尽量减少倒运频次,优化装料流程,以减少粉沫入炉。

    总之,兰炭进入炼铁系统替代焦、煤,有其优点也有其难以克服的缺点,但降本、节焦、优质、低耗、环保是炼铁人始终不渝的追求,迎难而上是炼铁人引以为傲的精神,虽然,目前兰炭普遍进入炼铁系统取代焦、煤还存在着较多的设备、技术、操作、认知等方面的壁垒,但想想前些年焦丁入炉遇到的阻力,这些困难又算得了什么呢!

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