包鋼265m²燒結(jié)機(jī)使用干餾煤生產(chǎn)實(shí)踐

段祥光

（包鋼鋼聯(lián)股份有限公司煉鐵廠）

摘  要：本文簡(jiǎn)紹了包鋼煉鐵廠燒結(jié)二部，為降低燒結(jié)生產(chǎn)成本，配加干餾煤的生產(chǎn)實(shí)踐。針對(duì)干餾煤破碎粒度可控性差、水分偏大、燃燒速度不均等不足，通過強(qiáng)化燃料粒度控制，優(yōu)化操作工藝等措施，解決了焦粉與干餾煤混合配加的難題。干餾煤最大配比達(dá)到53%，燒結(jié)生產(chǎn)整體平穩(wěn)順行、連續(xù)高效，產(chǎn)量提升，燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定。燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高0.021t/m².h，固體燃耗降低5.87Kg/t，燒結(jié)礦FeO降低0.18個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高2.11個(gè)百分點(diǎn)，RI提高1.77個(gè)百分點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)；焦粉；干餾煤；成本；工藝參數(shù)

1 前言

國內(nèi)外目前高爐的主要原料就是燒結(jié)礦，在生產(chǎn)生鐵的過程中，燒結(jié)礦的生產(chǎn)成本嚴(yán)重影響生鐵的生產(chǎn)成本。因此，降低燒結(jié)礦的生產(chǎn)成本對(duì)于提高鋼鐵企業(yè)的整體效益有著標(biāo)志性的意義^[1]。

我國鋼鐵行業(yè)當(dāng)前已進(jìn)入極端低利潤(rùn)期，所以鋼鐵企業(yè)把降低鐵前系統(tǒng)原燃料的成本作為降本增效的重要手段。眾所周知，燒結(jié)礦成本占生鐵成本的 50%左右，而燒結(jié)礦固體燃料成本占動(dòng)力、燃料成本的 45%，因此，燒結(jié)礦固體燃料成本的高低對(duì)生鐵的成本影響比較顯著^[2]，利用低價(jià)、高性能燃料來代替價(jià)格較昂貴的焦粉是降低鐵前生產(chǎn)成本的有效措施之一。目前，干餾煤在高爐噴吹、燒結(jié)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究已有相關(guān)報(bào)道。干餾煤的主要特點(diǎn)是發(fā)熱值高，固定碳高，價(jià)格便宜。因此，利用干餾煤替代焦粉作為燒結(jié)燃料，對(duì)降低 SO₂排放量、節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境至關(guān)重要，探索干餾煤代替焦粉的最佳比例及配加的工藝控制^[3]，對(duì)提高燒結(jié)礦質(zhì)量、降低燒結(jié)礦燃料成本及促進(jìn)鋼鐵行業(yè)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低成本方向發(fā)展有著重要意義。在未來的幾年里冶金行業(yè)對(duì)燒結(jié)以及干餾煤替代焦粉作為燒結(jié)燃料會(huì)加大力度。

包鋼煉鐵廠燒結(jié)二部針對(duì)燃料種類變化頻繁，深入探索不同原料與之相適應(yīng)的操作制度，不斷摸索適應(yīng)燒結(jié)原料多變操作模式，并在混合使用焦粉和干餾煤作為燃料上，取得良好效果。

2 干餾煤資源及性能概述

干餾煤的資源比較富裕，現(xiàn)目前可以知道的儲(chǔ)存量大約有三千億噸，占了全國煤炭資源總量的三分之一，占非煉焦煤大約是 4/5，但是用于生產(chǎn)干餾煤的煤一般是劣質(zhì)煤，低品質(zhì)的煤。從各�。ㄗ灾螀^(qū)）的賦存儲(chǔ)量來看，最多的是陜西省，占全國約 1/3^[4]；第二是內(nèi)蒙古，占全國約為 1/4；第三是新疆，占全國約為 1/5。其余分布在華南地區(qū)及云南和西藏。

截止2015年底，干餾煤的產(chǎn)量大約為9000萬噸，陜西的干餾煤產(chǎn)量占到了大約50%,新疆大約占到 30%，內(nèi)蒙古及寧夏各占大約 10%。

干餾煤與傳統(tǒng)的焦粉有很大的區(qū)別，具體表現(xiàn)在：

（1）原料不同

干餾煤的制作原料和焦炭的制作原料完全不同，體現(xiàn)在很多方面，采用的技術(shù)手段也完全不同，制作過程也不相同。

（2）生產(chǎn)工藝技術(shù)不同

焦炭主要以高溫干餾為主，而且運(yùn)用的都是大型化的設(shè)備，其技術(shù)也比較成熟，運(yùn)用的也比較廣泛，而干餾煤主要以低溫干餾為主。

（3）品質(zhì)不同

干餾煤具有一般焦炭沒有的優(yōu)良特性，比如高化學(xué)活性，高固定碳，灰低，S 低，P 低，AL₂O₃低等，但是其強(qiáng)度和抗碎性比較差。品質(zhì)自然也相差甚遠(yuǎn)，干餾煤的灰分低，硫低等優(yōu)良特性均好于焦炭。

（4）市場(chǎng)價(jià)格差異

干餾煤與焦炭的價(jià)格差異主要體現(xiàn)在其生產(chǎn)原料和生產(chǎn)工藝有很大的區(qū)別，焦炭市場(chǎng)價(jià)格遠(yuǎn)高于干餾煤的市場(chǎng)價(jià)格。干餾煤的價(jià)格要遠(yuǎn)低于焦炭的價(jià)格，直接可以影響到冶金行業(yè)的生產(chǎn)成本，所以說對(duì)燒結(jié)的生產(chǎn)具有劃時(shí)代的意義，當(dāng)下經(jīng)濟(jì)形勢(shì)嚴(yán)峻，節(jié)約成本是每個(gè)企業(yè)該解決的問題，因此，干餾煤應(yīng)該具有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3 包鋼265m²燒結(jié)機(jī)燃料情況

包鋼煉鐵廠燒結(jié)二部主要固體燃料的物理化學(xué)性能分別列于表1和表2 。

表1 固體燃料的粒度組成（%）

由表1可知：由于干餾煤進(jìn)料粒度偏大，且與焦粉差別較大，破碎參數(shù)無法同時(shí)兼顧，導(dǎo)致焦粉和干餾煤粒度均無法滿足燒結(jié)工藝要求；其二，燃料分布不均勻，大顆粒偏多，容易造成其周圍過熔，還原性氣氛強(qiáng)，而遠(yuǎn)離處不能充分燒結(jié)；其三，布料易產(chǎn)生自然偏析，大顆粒集中在下部，使燒結(jié)料層上下部溫差加大，造成上部燒結(jié)礦強(qiáng)度差，下層過熔，FeO 含量增加。

表2 固體燃料的化學(xué)組成（%）

由表2可知：干餾煤的揮發(fā)分偏高，但能滿足燒結(jié)工藝的要求；其二，干餾煤S含量明顯低于焦粉，可以降低燒結(jié)凈化脫硫負(fù)荷；其三，干餾煤灰分含量明顯低于焦粉，有利于提高燒結(jié)礦TFe品位；其四，干餾煤H₂O含量明顯高于焦粉，破碎及燒結(jié)過程應(yīng)合理應(yīng)對(duì)。

4 焦粉與干餾煤混用生產(chǎn)過程控制

針對(duì)干餾煤料破碎時(shí)粒度可控性差、水分粒度偏大、揮發(fā)分偏高以及燃燒速度不均等不足，過程控制如下：

4.1 強(qiáng)化燃料破碎

提高車輥頻率和強(qiáng)化操作管理，提高破碎崗位操作水平， 7天一車輥，3臺(tái)對(duì)輥間隙25-20㎜、, 四輥上輥間隙10—15mm控制，四輥下輥間隙3—5mm控制，兩側(cè)輥距調(diào)整要一致，料門開度90㎜，礦槽篦子磨損按預(yù)定周期及時(shí)處理。

4.2 機(jī)速控制

針對(duì)生產(chǎn)過程煤、水波動(dòng)，強(qiáng)化煤、水搭配，按低水中煤操作。采取“穩(wěn)定終點(diǎn)溫度，穩(wěn)定機(jī)速”的雙穩(wěn)定生產(chǎn)，以達(dá)到混合料水、碳和生球粒度的穩(wěn)定，穩(wěn)定機(jī)速是根據(jù)工藝參數(shù)、水碳、原料情況、機(jī)尾成品礦紅料層厚度，將機(jī)速控制在一定的范圍，在改變機(jī)速時(shí)采取微調(diào)，最大調(diào)整幅度0.02m/min 。

4.3 合理控制工藝參數(shù)

料層鋪平、鋪滿，充分利用臺(tái)車的有效面積，減少拉溝、待料、抽洞現(xiàn)象；加強(qiáng)表面點(diǎn)火，保證了點(diǎn)火質(zhì)量。將燒結(jié)終點(diǎn)溫度控制在25^#-26^#風(fēng)箱之間，終點(diǎn)溫度控制在280—350℃，主管負(fù)壓控制在11—13 KPa，燒結(jié)礦 FeO含量考核指標(biāo)為8.3—10.3%。

4.4 關(guān)注燒結(jié)尾氣凈化系統(tǒng)

燒結(jié)尾氣凈化系統(tǒng)是燒結(jié)工藝密不可分的重要組成部分，它的穩(wěn)定運(yùn)行是燒結(jié)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的必要基礎(chǔ)。

（1）由于干餾煤揮發(fā)分偏高，容易造成脫硫系統(tǒng)漿液品質(zhì)下降，甚至導(dǎo)致漿液中毒。發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整干餾煤配比。

（2）在保證機(jī)尾燒透的情況下合理控制主抽風(fēng)門開度，并適當(dāng)提高機(jī)速，控制主管溫度。

（3）在滿足生產(chǎn)的情況下，降低燃料配比。如果調(diào)整后入口SO₂濃度無改善，及時(shí)調(diào)整鐵料結(jié)構(gòu)。

5.應(yīng)用效果

通過優(yōu)化操作工藝等措施，穩(wěn)定增加干餾煤配比，燒結(jié)生產(chǎn)在提高經(jīng)濟(jì)效益上取得了顯著的成效。在生產(chǎn)順行、質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)量提升上效果顯著。

5.1 干餾煤用量

2019年1-6月份，包鋼煉鐵廠燒結(jié)二部干餾煤占燃料配比35%左右，最低配比10%，最高配比53%，燒結(jié)過程平穩(wěn)，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好。

5.2 燃料粒度對(duì)比

2019年、2018年包鋼煉鐵廠燒結(jié)二部固體燃料粒度對(duì)比，列于表3。

表3 燃料粒度對(duì)比（%）

如表3所示，與2018年相比，無論焦粉、干餾煤，粒度均有所改善，其中+5mm粒級(jí)分別降低4.52和6.82個(gè)百分點(diǎn)。但仍然不能滿足燒結(jié)工藝的要求，綜合考慮，需要對(duì)燃料破碎系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備改造及能力提升。

5.3 燒結(jié)機(jī)工藝參數(shù)對(duì)比

兩生產(chǎn)階段燒結(jié)機(jī)主要工藝參數(shù)對(duì)比，列于表4。

表4 工藝參數(shù)

如表4所示，兩生產(chǎn)階段控制料層厚度、機(jī)速、點(diǎn)火溫度基本一致。第二階段配加35%干餾煤后，相較于第一階段，主管負(fù)壓降低0.6KPa，主管溫度升高9.4℃，終點(diǎn)溫度升高4℃。主要原因?yàn)椋?/span>

1）干餾煤燃燒特性與焦粉不同，其燃點(diǎn)低，燃燒速度大于焦粉，能夠加寬高溫帶的厚度。

2）由于燃料粒度改善，燒結(jié)過程燃燒帶最高溫有所降低。

3）綜合考慮，燒結(jié)過程阻力減少，燒結(jié)過程透氣性提高。

5.4 燒結(jié)機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)質(zhì)量對(duì)比

兩生產(chǎn)階段燒結(jié)機(jī)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)質(zhì)量對(duì)比，列于表5。

表5 燒結(jié)礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

由表5可知，燒結(jié)生產(chǎn)整體平穩(wěn)順行，燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定。燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高0.021t/m².h，固體燃耗降低5.87Kg/t，燒結(jié)礦FeO降低0.18個(gè)百分點(diǎn)，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高2.11個(gè)百分點(diǎn)，RI提高1.77個(gè)百分點(diǎn)。

6 結(jié)語

（1）干餾煤具有一般焦炭沒有的優(yōu)良特性，比如高化學(xué)活性，高固定碳，灰分低，硫低等優(yōu)良特性。

（2）燒結(jié)使用干餾煤作為燃料的最大問題是其揮發(fā)分偏高，燒結(jié)機(jī)主管溫度升高，另外對(duì)除塵器及濕法脫硫凈化系統(tǒng)有一定的影響。

（3）通過強(qiáng)化燃料粒度控制，優(yōu)化操作工藝等措施，包鋼煉鐵廠燒結(jié)二部穩(wěn)定配加干餾煤35%，最高比例達(dá)到53%，燒結(jié)生產(chǎn)整體平穩(wěn)順行，燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)取得很好的降本效果。

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