就煉鐵工序而言,高爐、燒結就需要加大焦炭、焦粉等非煤燃料的使用量。
燒結礦作為高爐的主要原料,其生產成本對生鐵成本的影響顯著。蘭炭具有固定碳高、發熱值高共和價格相對低廉的特點。作為近年發展起來的新型固體燃料,有價格低、三高四低等特性,特別是限煤推動下,已吸引不少鋼鐵行業人員的關注。
燒結常用的固體燃料主要是焦粉和無煙煤兩種。我國燒結礦在高爐配比約為70-80%,燒結礦成本的高低直接決定了生鐵成本的高低,燒結過程中的固體燃料成本對燒結礦成本有很大影響,用低價燃料替代部分價格高的焦粉是降低燒結成本的有效措施之一。無煙煤資源缺乏,價格比焦炭低。若使用蘭炭作為替代燃料,可有效降低成本。
蘭炭在燒結中的創新應用
蘭炭應用燒結工序的作用如下:
燃料反應:顆粒燃燒反應性顯示,蘭炭粉的反應性明顯好于焦粉和無煙煤。
氣化性能:蘭炭粉與焦粉和無煙煤粉比較,氣化開始溫度和結束溫度均低,氣化溫度區間窄,表明蘭炭的氣化性能比焦粉和無煙煤的好。
燃燒性能:蘭炭粉與焦粉和無煙粉比較,燃燒開始溫度和結束溫度低,燃燒溫度區間窄,證明蘭炭粉的燃燒性能比焦粉和無煙煤的好。
轉鼓強度:用蘭炭粉作燃料時的燒結礦轉鼓指數與焦粉作燃料時的燒結礦轉鼓指數相差不大。
環保特性:相比焦炭,蘭炭有較低的灰分和全硫含量,有助于減少燒結煙氣脫硫的能耗及二氧化硫氣體對設備和環境的破壞。
當燒結混合料配比固定不變,燃料的配加種類以及配比變化時進行高堿度燒結礦的燒結杯燒結試驗,對所得燒結礦的粒度組成、轉鼓強度檢測和評價,得出的結論如下:
1.燒結過程中利用蘭炭末替代焦炭或無煙煤作為燒結燃料是可行的,而有利于垂直燒結速度的提高,提升燒結生產效率。
2.相同燃料比條件下,蘭炭末替代焦粉比例20%,各項指標滿足燒結生產要求,
3.蘭炭末反應性強,燃燒速度快,對燒結生產控制因素較為敏感,生產配用時需審慎、及時的調整工藝參數,確保生產過程和燒結礦質量穩定。
4.蘭炭末替代無煙煤可達30%,增加燃料比可提高蘭炭末取代無煙煤的比例。
蘭炭相比煤粉和焦粉,燒結性能是高的那一個。
蘭炭灰分低,相同配礦條件下可提高燒結礦品位0.3-0.5%。
使用蘭炭燒結礦礦物組成與結構更加均勻,鐵酸鹽含量高,玻璃質含量少,低溫還原粉化率低,中溫還原度高。
于是蘭炭用作燒結燃料,其綜合技術效果是高,而燒結礦成本低,是未來可選的燒結燃料之一。
實驗表明蘭炭替代焦炭作為燒結燃料可行主要表現在:
1.蘭炭灰分中的有用成本CaO,MgO,FeO都高,可補充燒結礦的原料和熔劑;曳种械腗gO對改善鐵礦石和還原強度、爐渣的熔化性能是有利的。
2.蘭炭末配比為30%時,燒結礦的FeO含量較低,對燒結礦還原性有利。
3.蘭炭燒結時燃料配比達到30%時,在燃料配比不增加的情況下所得燒結礦的軟化性能,還原性能、還原粉化性能、轉鼓強度德國指標達到行業燒結礦標準。
蘭炭替代比例和粒度對燒結生產能量利用和燒結礦質量的影響。
1.一定條件下,蘭炭的替代比例對燒結生產影響不是很大。如果燒結參數控制得當,高比例配用蘭炭作燒結燃料是可行的。
2.用蘭炭作燒結燃料完全替代焦粉時,其粒度不宜過細,否則會使燃燒速度過快且燃燒不充分,導致燒結礦質量下降。
3.由于蘭炭的燃燒速度較快,導致其對燃料粒度、水分和負壓等燒結參數較為敏感,生產配用時需審慎,及時調整工藝參數,才能確保生產過程和燒結礦質量的穩定。
結語
燃料性能、燒結過程、燒結礦冶金性能三方面綜合考量,表明,作為燒結燃料,蘭炭的發熱量、揮發分、灰分、含硫量等各項指標均能滿足燒結用燃料要求,特別是蘭炭灰分中,氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鐵含量較高,可顯著降低灰分的負面影響,可替代極少部分燒結礦原料和熔劑。同時,蘭炭反應性能、氣化性能、燃燒性能明顯好于焦粉和無煙煤,燒結礦成品率較高。蘭炭作燒結燃料完全可替代無煙煤和焦粉。