高爐噴吹蘭炭末工業試驗研究

摘要：為降低生鐵成本，陜鋼集團在1800m3高爐開展了高爐噴吹蘭炭末工業試驗研究，結果表明蘭炭末配比在20%時，高爐穩定順行，綜合燃料上升4.54kg/t，焦比降低2.19kg/t，煤比上升6.73kg/t，但燃料價格下降4.51元/t，降低了生產成本，表明陜鋼集團采用蘭炭末作為高爐噴吹燃料是可行的。

關鍵詞：高爐噴吹 蘭炭末 工業試驗 生鐵成本

受國內經濟增長放緩和鋼鐵產能的影響，鋼材價格持續低位運行，而鐵礦石、煤炭等原燃材料價格下跌滯后且幅度較小，導致生鐵成本高，企業經營困難。煉鐵過程中燃料的成本對生鐵的成本有很大的影響，因此，用性價比較高的燃料替代價格昂貴的煤粉是降低生鐵成本的有效措施之一。蘭炭是以侏羅紀不粘煤和弱粘煤為原料，采用中低溫干餾工藝生產的一種高固定碳含量的固體物質[1]，是近幾年發展起來的一種新型優質燃料，具有固定碳高、化學活性高、比電阻高，鋁低、硫低、磷低等特點，價格比煤粉低200多元。若蘭炭末能作高爐噴吹燃料，對降低生鐵成本，幫助企業降本增效有十分重要的意義。因此，陜鋼集團于2013年11月-12月開展了高爐噴吹蘭炭末工業試驗。一階段配比為煙煤：無煙煤：蘭炭末=7：2：1，二階段配比為煙煤：無煙煤：蘭炭末=6：2：2。

1 高爐噴吹蘭炭末實驗研究分析

1.1 煤粉理化性能分析

1.2 煤粉可磨性、爆炸性、著火點測試

高爐噴煤必須保證安全，因此測試了煤粉的爆炸性。蘭炭末的爆炸性由長管式煤粉爆炸性測試儀測定。蘭炭末的可磨性要符合要求，因此測試了煤粉的可磨性。

從表2看出：①蘭炭末的可磨性指數較低，說明蘭炭末比較難磨，但達到高爐噴吹用煤技術條件（GB/T18817）對其他煙煤的要求（>50-70）。②蘭炭末揮發分含量低，因此其返回火焰長度短，爆炸性較微弱，因此用蘭炭末替代高爐噴吹用煤有助于提高噴煤安全性。③說明蘭炭末的著火點較低，但有利于提高高爐噴煤的安全性。

1.3 蘭炭末灰熔融性特性

高爐噴吹煤粉的灰熔點太低易導致風口或噴槍前結渣，也會包裹煤粉影響燃燒率，太高會影響高脫硫及爐渣的排放[2]。

1.4 蘭炭末灰分成分

高爐噴煤過程中，煤粉的灰分對高爐渣的流動性及脫硫性的影響較大。

從表4看出，蘭炭末灰分中CaO含量較高，有利于高爐脫硫，Al2O3含量較高，降低高爐渣的流動性。

1.5 蘭炭末對二氧化碳化學反應性

反應性強的煤在氣化和燃燒過程中，反應速度快，效率高。高爐噴吹反應性強的煤，不僅可提高煤粉燃燒率，擴大噴吹量，而且風口回旋區未燃燒的煤粉在高爐的其他部位參加了與 CO2的氣化反應，減少焦炭的氣化反應，在某種程度上對焦炭強度起到保護作用[3]。

1.6 蘭炭末高爐噴吹燃料的綜合評價

蘭炭具有“三高四低”的特點，蘭炭末用于高爐噴吹時主要缺點為：灰分較高、著火點低，可磨性較差。因此，最好將蘭炭末和無煙煤、煙煤搭配使用，以保證高爐安全穩定順行。

2 高爐噴吹蘭炭末工業試驗研究分析

為了解高爐噴吹蘭炭末后高爐生產指標、技術經濟指標、鐵水成分和渣成分的變化，對高爐在基準期及工業試驗期的參數作了歸納，加以對比分析，并以此來說明配加蘭炭末的試驗效果。

按照2013年12月份焦炭1100元/噸，煤粉750元/噸，蘭炭末515元/噸計算。

從表11看出，蘭炭末配比在20%時，綜合燃料上升4.54kg/t，焦比降低2.19kg/t，煤比上升6.73kg/t，但燃料價格下降4.51元/t，降低了生產成本，表明陜鋼集團采用蘭炭末作為高爐噴吹燃料是可行的。

3 結論

3.1 陜鋼集團高爐噴吹蘭炭末獲得成功。高爐噴吹10-20%蘭炭末時，生產指標、技術經濟指標、鐵水成分、渣成分等基本沒有變化；綜合燃料上升，焦比降低，煤比上升，但燃料價格下降，有利于降低生產成本。因此，蘭炭末作為高爐噴吹燃料是可行的。

3.2 陜鋼集團距離蘭炭主產區陜西省神木縣較近，運輸費用低，且蘭炭末有明顯的價格優勢，這有利于陜鋼集團降低生產成本。

3.3 從生產技術性和經濟性兩方面考慮，陜鋼集團高爐噴吹蘭炭末是可行的。

參考文獻：

[1]榆林市蘭炭產業發展調研組，艾保全.榆林市蘭炭產業發展調研報告[J].中國經貿導刊，2010（18）：20-23.

[2]任山，張建良，劉偉劍等.高爐噴吹煤粉的灰熔融特性[J].鋼鐵研究學報，2012，24（10）：18-20.

[3]王舜，張建良，祁成林等.蘭炭用于高爐噴吹的可行性初探[A].∥第九屆（2013）中國鋼鐵年會論文集[C].2013：1-5.