一种降低成本的喷煤方法及其应用与流程

本发明涉及高炉喷煤，具体涉及一种降低成本的喷煤方法及其应用。

背景技术：

1、高炉喷煤是炼铁工艺中的重要技术之一，其目的是在高炉冶炼过程中以喷吹煤粉代替日益紧缺和价格昂贵的冶金焦炭，从而降低焦比和降低生产成本。国内钢铁冶炼中的喷吹煤，主要以无烟煤为主，低阶煤喷吹比例普遍维持在40%左右。相对而言，无烟煤的价格高，烟煤的价格低，两者热值相差不大，但含碳量相差较大；烟煤的含碳量多数在60%～62%之间，无烟煤的含碳量多数在75%～78%之间。在必须保证钢铁产量的压力下，炼铁厂研究出了高富氧大喷吹的操作方法，极大地提高了高炉的喷吹量。专利cn 114686626 a公开了一种高炉富氧大比例喷吹烟煤冶炼废钢的方法，通过将高炉鼓风富氧率提高至为8%～12％，以大幅提高产量；通过将混合煤中的烟煤质量百分比为提高至42%～45%，以降低炼铁成本。但是，在喷煤量提高的前提下，喷煤成本显著提高，因此，如何极大的降低高喷煤量情况下的成本成为亟需解决的难题。

2、冶金焦煤资源日趋紧张，国内外高炉生产均提倡提高煤比，冶炼高炉提高煤比降低焦比是一个持续工艺优化的方向，可国内大多高炉受原料、设备、工艺操作限制，使得煤比小于150kg/t。因此，本发明提供一种降低成本的喷煤方法及其应用，采用适合国内钢铁厂高炉（1800m3~2200m3）冶炼的喷吹煤配比以及喷吹煤粒径，搭配适宜的鼓风条件，可将煤比提升至150kg/t以上来降低焦比，尽可能地降低生产成本。

技术实现思路

1、针对以上现有技术的不足，本发明提供一种降低成本的喷煤方法及其应用，该方法通过调整烟煤、无烟煤和除尘焦灰的配比以及喷吹煤的粒径，同时搭配适宜的鼓风条件来提高喷吹量和喷吹煤的燃烧效率，可将煤比提高至158kg/t来降低焦比，而降低生产成本。

2、为了实现上述目的，本发明具体的技术方案如下：

3、一种降低成本的喷煤方法，包括以下步骤：

4、s1. 配制喷吹煤，所述喷吹煤包括烟煤25%~30%、无烟煤60%~70%和除尘焦灰1.5%~10%；

5、s2. 将喷吹煤混匀并粉碎，所述粉碎的喷吹煤的粒级为200~400目；

6、s3. 喷煤和鼓风，所述鼓风富氧率为5%~6%。

7、进一步地，所述鼓风标准风速为265~279m/s，鼓风温度为1100~1200℃，热风压力为394~434kpa。

8、进一步地，所述混合喷吹煤的固定碳含量为74.7%~77.7%，灰分含量为9.4%~11.4%，硫分含量为0.4%~0.6%，挥发分含量为14%~17%，水分含量为9%~13%，内水分含量为0~2%，热值为30~31mj/kg，可磨指数为68~72。

9、煤粉灰分含量是煤粉的理化特性的重要指标，也是评价煤粉质量优劣的检验指标。煤粉中灰分含量越高，则煤的发热量就越低，灰分每降低2%，热量即可增加100kcal/kg。本发明混合煤的固定碳含量为74.7%~77.7%，灰份含量控制在9.4%~11.4%范围内，并且s含量低，是一种较优的配煤方案。可根据烟煤、无烟煤和除尘焦灰固定碳的含量及灰份的含量高低来调整喷入高炉的烟煤、无烟煤和除尘焦灰三者的比例，达到最经济最理想的喷煤效果。而煤粉中的水分是不可燃物质，同时影响了煤粉的流动性和爆炸性，本发明将混合喷吹煤的水分含量控制在9%~13%范围内。水分含量过高，则煤粉的流动性变差；水分含量越低，越利于煤粉的充分燃烧。但是，过低的水分含量，在制粉的过程中，容易发生爆炸；此外，随着煤粉的挥发分增加，煤粉的爆炸性也会增加。

10、进一步地，所述烟煤的固定碳含量为60%~64%，灰分含量为7%~10%，硫分含量为0.4%~0.5%，挥发分含量为29%~31%，水分含量为9%~21%，内水含量为0~3%，热值为27~31mj/kg，可磨指数为81~82。

11、进一步地，所述无烟煤的固定碳含量为78%~83%，灰分含量为7%~11%，硫分含量为0.3%~0.5%，挥发分含量为8%~13%，水分含量为7%~12%，内水含量为0~1%，热值为31~33mj/kg，可磨指数为51~98。

12、进一步地，所述除尘焦灰的固定碳含量为80%~81%，灰分含量为16%~17%，硫分含量为1%~2%，挥发分含量为2%~3%，水分含量为8.5%~9.5%，热值为27~28mj/kg。

13、进一步地，所述烟煤选自城通烟煤和/或神华烟煤。

14、进一步地，所述无烟煤选自晋城无烟煤、长治北无烟煤、武铁无烟煤、神火无烟煤、焦作无烟煤中的一种或多种。

15、进一步地，所述除尘焦灰为焦炭转运和地面清扫收集的灰尘。

16、本发明还提供一种所述降低成本的喷煤方法在高炉冶炼中的应用。

17、煤粉的价格通常低于冶金焦炭，焦炭采购价格平均在2640元/吨左右，烟煤采购价格一般在950~1150元/吨，无烟煤的采购价格在1150~1210元/吨，而自产除尘焦灰的价格不到300元/吨。本发明提供的方法采用无烟煤+烟煤+除尘焦灰的混合喷吹方式，将废弃的除尘焦灰与烟煤和无烟煤搭配用以喷吹，既节约了资源，又达到了降低成本的效果。通过调整烟煤、无烟煤和除尘焦灰的配比以及喷吹煤的粒径，同时搭配富氧率5%~6%、标准风速265~279m/s、鼓风温度1100~1200℃、热风压力394~434kpa的鼓风条件来提高喷吹量和喷吹煤的燃烧效率，提高了高炉（1800m3~2200m3）煤比，同时提高了炉内煤气利用率，且改善了炉内柱料的透气性，有利于活跃炉缸。

18、本发明通过对喷吹煤配比进行调节，达到以煤代焦，降低炼铁成本的效果。另外，提高煤比还有以下因素：（1）原燃料的质量：高质量的原燃料是提高煤比的基础。入炉矿筛和焦炭质量执行影响高炉的顺行、铁水质量和经济效益，同时也影响煤比。煤粉本身的质量也非常关键，包括煤粉灰分、硫分、固定碳、灰熔点、可磨性、燃烧性和反应性等。调整制煤工艺操作，改善煤粉细度，也可提高煤粉燃烧速率。（2）风温提升：提高风温可以增加煤粉表面的化学反应速度和氧气的扩散速度，从而提高煤粉燃烧率。风温的提高有助于提高高炉的理论燃烧温度，与大喷吹降低理论燃烧温度相补充，维持高炉顺行并为进一步提高煤比创造条件。（3）富氧鼓风：富氧鼓风是提高喷煤比和降低焦比的重要手段。富氧可以弥补喷煤后风口温度的下降，促进煤粉燃烧，提高煤粉燃烧率。（4）喷吹工艺优化：优化喷吹工艺，如采用总管加分配器方式，可以降低阻损和罐压，适应远距离喷吹的需要；采用多段补气的方式，能够让喷煤过程流畅和均匀；采用程序控制自动喷吹技术，可以提高高炉煤粉喷吹的准确性，实现高炉喷吹煤粉调控过程均匀和稳定。提高烧结矿强度和焦炭冷热强度、降低炉内粉末、改善料柱透气性和透液性，均有利于高炉实现大喷吹；实施自动喷吹，也可提高喷煤稳定性。（5）操作炉型维护：维护合理的操作炉型是高炉稳定顺行的基础。通过调整布料矩阵和风口布局，实现上下部匹配，保持煤气流周向均匀稳定，中心边缘两股气流分布合理；加强对冷却系统的检查和维护，保持高炉周向冷却状态均匀稳定，防治冷却系统向炉内漏水，保持高炉操作炉型合理并稳定。（6）高炉精细化管理：高炉出铁、风口小套巡查、喷煤枪角度和深度调整、高炉喷吹煤粉调整频次和调整范围控制、铁水温度温度、炉渣碱度控制等高炉操作、生产的精细化管理是高炉长周期稳定顺行的关键，也是高炉实现经济煤比的基础。

19、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

20、（1）本发明提供的方法通过调整烟煤、无烟煤和除尘焦灰的配比以及喷吹煤的粒径，同时搭配富氧率5%~6%、标准风速265~279m/s、鼓风温度1100~1200℃、热风压力394~434kpa的鼓风条件来提高喷吹量和喷吹煤的燃烧效率，可将炉内煤气利用率提高至46%，将煤比提高至158kg/t，同时降低焦比，显著地降低生产成本。

21、（2）本发明提供的喷吹方法，可使高炉长期稳定于煤比158kg/t的情况，减少冶金对焦炭的依赖和对环境的影响，保证钢铁行业的可持续发展。

22、（3）本发明通过优化喷吹煤工艺方法，缓解主焦煤的短缺问题，提高能源利用效率。