兰炭替代部分高炉喷吹用煤及其性能的研究

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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1 绪 论

1.1引言

1.2高炉喷煤及高炉喷吹兰炭研究和应用的意义

1.3 国内外高炉喷煤技术的发展

1.4高炉喷吹兰炭末技术研究和发展现状

1.5 课题提出的背景及主要研究内容

2高炉喷吹用煤的选择研究

2.1高炉喷吹用煤

2.2高炉喷吹用煤选择及评价标准

2.3高炉喷吹用煤的工艺性能和指标要求

2.4龙钢高炉喷吹用煤的指标要求

3 龙钢高炉喷吹用煤和兰炭性能的试验研究

3.1 试验用原料及试样准备

3.2 龙钢高炉喷吹用煤和兰炭煤质分析

3.3 龙钢高炉喷吹用煤和兰炭的可磨性试验研究

3.4 龙钢高炉喷吹用煤和兰炭的爆炸性试验研究

3.5 龙钢高炉喷吹用煤和兰炭的着火点试验研究

3.6 龙钢高炉喷吹用煤和兰炭的燃烧率试验研究

3.7 经济效益分析

3.8 本章小结

4 龙钢高炉喷吹兰炭生产实践研究

4.1龙钢高炉喷煤规模和设备能力

4.2龙钢高炉喷煤工艺简介

4.3 龙钢高炉喷煤现状

4.4 兰炭替代龙钢高炉喷吹用煤的试验

4.5 龙钢高炉喷吹兰炭方案

4.6龙钢高炉喷吹兰炭实践效果

4.7 本章小结

5 结 论

参考文献

致谢

附 录