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兰炭替代部分高炉喷吹用煤及其性能的研究

杜刚  
【摘要】:在高炉炼铁生产中,喷吹煤粉是降低焦炭消耗和炼铁成本的重要措施,而高炉喷吹兰炭的作用则是在降低焦比的基础上,进一步节省喷吹用煤的成本,从而达到节煤和降焦的双重目的。随着龙钢产能的逐渐提升,其喷煤量不断增大,然而煤炭资源尤其是无烟煤日益贫乏,价格不断攀升,因此龙钢高炉生产和经济效益受到严重影响。 本课题针对减轻龙钢生产成本压力的迫切需求,结合龙钢炼铁厂实际生产状况,在相关理论和试验研究的基础上,通过实验室测试分析和工业化喷吹两个阶段的实践研究,对兰炭替代高炉喷吹用煤的方案进行了试验研究和生产验证,确定出了适宜的兰炭配加量和经济合理的喷吹用煤配比,达到提高煤粉燃烧率和降低龙钢生产成本的目的。 本文在实验室条件下对高炉喷吹用煤和兰炭的可磨性、着火点、爆炸性和燃烧率等性能进行了测试,结合龙钢生产数据,对喷吹用煤的选择标准和指标要求、龙钢喷煤工艺和喷煤现状以及兰炭替代喷吹用煤的实践进行了研究,得到了以下几点结论: (1)兰炭具有灰分较低、硫含量低、固定炭含量和发热量较高的特点,其性能优于无烟煤和贫煤,更适宜用于高炉喷吹。试验研究表明,兰炭爆炸性弱,着火点较高,配加兰炭后煤的可磨性和燃烧率增加,兰炭替代煤粉喷吹有助于提高煤粉的燃烧性能和喷吹安全性。 (2)从工业分析角度来看,龙钢生产用煤基本符合喷吹指标要求,而喷吹用兰炭沫的质量较差,灰分含量和硫含量较高。 (3)配煤能够扩大喷吹煤种的范围,优化煤的结构组成和煤质性能。在龙钢目前的条件下,高炉喷吹用煤中兰炭的初始配加量应选取10%比较适宜,配煤试验结果表明,采用无烟煤、烟煤和兰炭(配比为7:2:1)搭配组成的混合煤可以获得更优良的冶金性能。 (4)龙钢高炉喷吹兰炭对高炉冶炼产品影响不大,由于兰炭的灰分含量较高,导致其生铁中硅含量上升,建议其使用灰分含量低、质量较好的兰炭。 (5)龙钢高炉喷吹兰炭后吨铁消耗碳量略有增加,煤粉的燃烧率提高,综合焦比下降,从降低焦炭消耗角度分析,每年可节省成本1084万元。如果龙钢高炉在今后的喷吹过程中进一步提高兰炭的配比,那么创造的经济效益将会更加可观。


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