包钢265m2烧结机使用干馏煤生产实践

包钢265m²烧结机使用干馏煤生产实践

段祥光

（包钢钢联股份有限公司炼铁厂）

摘  要：本文简绍了包钢炼铁厂烧结二部，为降低烧结生产成本，配加干馏煤的生产实践。针对干馏煤破碎粒度可控性差、水分偏大、燃烧速度不均等不足，通过强化燃料粒度控制，优化操作工艺等措施，解决了焦粉与干馏煤混合配加的难题。干馏煤最大配比达到53%，烧结生产整体平稳顺行、连续高效，产量提升，烧结矿质量稳定。烧结机利用系数提高0.021t/m².h，固体燃耗降低5.87Kg/t，烧结矿FeO降低0.18个百分点，转鼓指数提高2.11个百分点，RI提高1.77个百分点。
关键词：烧结；焦粉；干馏煤；成本；工艺参数

1 前言

国内外目前高炉的主要原料就是烧结矿，在生产生铁的过程中，烧结矿的生产成本严重影响生铁的生产成本。因此，降低烧结矿的生产成本对于提高钢铁企业的整体效益有着标志性的意义^[1]。

我国钢铁行业当前已进入极端低利润期，所以钢铁企业把降低铁前系统原燃料的成本作为降本增效的重要手段。众所周知，烧结矿成本占生铁成本的 50%左右，而烧结矿固体燃料成本占动力、燃料成本的 45%，因此，烧结矿固体燃料成本的高低对生铁的成本影响比较显著^[2]，利用低价、高性能燃料来代替价格较昂贵的焦粉是降低铁前生产成本的有效措施之一。目前，干馏煤在高炉喷吹、烧结生产中的应用研究已有相关报道。干馏煤的主要特点是发热值高，固定碳高，价格便宜。因此，利用干馏煤替代焦粉作为烧结燃料，对降低 SO₂排放量、节约能源，保护环境至关重要，探索干馏煤代替焦粉的最佳比例及配加的工艺控制^[3]，对提高烧结矿质量、降低烧结矿燃料成本及促进钢铁行业向高产、优质、低成本方向发展有着重要意义。在未来的几年里冶金行业对烧结以及干馏煤替代焦粉作为烧结燃料会加大力度。

包钢炼铁厂烧结二部针对燃料种类变化频繁，深入探索不同原料与之相适应的操作制度，不断摸索适应烧结原料多变操作模式，并在混合使用焦粉和干馏煤作为燃料上，取得良好效果。

2 干馏煤资源及性能概述

干馏煤的资源比较富裕，现目前可以知道的储存量大约有三千亿吨，占了全国煤炭资源总量的三分之一，占非炼焦煤大约是 4/5，但是用于生产干馏煤的煤一般是劣质煤，低品质的煤。从各省（自治区）的赋存储量来看，最多的是陕西省，占全国约 1/3^[4]；第二是内蒙古，占全国约为 1/4；第三是新疆，占全国约为 1/5。其余分布在华南地区及云南和西藏。

截止2015年底，干馏煤的产量大约为9000万吨，陕西的干馏煤产量占到了大约50%,新疆大约占到 30%，内蒙古及宁夏各占大约 10%。

干馏煤与传统的焦粉有很大的区别，具体表现在：

（1）原料不同

干馏煤的制作原料和焦炭的制作原料完全不同，体现在很多方面，采用的技术手段也完全不同，制作过程也不相同。

（2）生产工艺技术不同

焦炭主要以高温干馏为主，而且运用的都是大型化的设备，其技术也比较成熟，运用的也比较广泛，而干馏煤主要以低温干馏为主。

（3）品质不同

干馏煤具有一般焦炭没有的优良特性，比如高化学活性，高固定碳，灰低，S 低，P 低，AL₂O₃低等，但是其强度和抗碎性比较差。品质自然也相差甚远，干馏煤的灰分低，硫低等优良特性均好于焦炭。

（4）市场价格差异

干馏煤与焦炭的价格差异主要体现在其生产原料和生产工艺有很大的区别，焦炭市场价格远高于干馏煤的市场价格。干馏煤的价格要远低于焦炭的价格，直接可以影响到冶金行业的生产成本，所以说对烧结的生产具有划时代的意义，当下经济形势严峻，节约成本是每个企业该解决的问题，因此，干馏煤应该具有很好的市场竞争力。

3 包钢265m²烧结机燃料情况

包钢炼铁厂烧结二部主要固体燃料的物理化学性能分别列于表1和表2 。

表1 固体燃料的粒度组成（%）

由表1可知：由于干馏煤进料粒度偏大，且与焦粉差别较大，破碎参数无法同时兼顾，导致焦粉和干馏煤粒度均无法满足烧结工艺要求；其二，燃料分布不均匀，大颗粒偏多，容易造成其周围过熔，还原性气氛强，而远离处不能充分烧结；其三，布料易产生自然偏析，大颗粒集中在下部，使烧结料层上下部温差加大，造成上部烧结矿强度差，下层过熔，FeO 含量增加。

表2 固体燃料的化学组成（%）

由表2可知：干馏煤的挥发分偏高，但能满足烧结工艺的要求；其二，干馏煤S含量明显低于焦粉，可以降低烧结净化脱硫负荷；其三，干馏煤灰分含量明显低于焦粉，有利于提高烧结矿TFe品位；其四，干馏煤H₂O含量明显高于焦粉，破碎及烧结过程应合理应对。

4 焦粉与干馏煤混用生产过程控制

针对干馏煤料破碎时粒度可控性差、水分粒度偏大、挥发分偏高以及燃烧速度不均等不足，过程控制如下：

4.1 强化燃料破碎

提高车辊频率和强化操作管理，提高破碎岗位操作水平， 7天一车辊，3台对辊间隙25-20㎜、, 四辊上辊间隙10—15mm控制，四辊下辊间隙3—5mm控制，两侧辊距调整要一致，料门开度90㎜，矿槽篦子磨损按预定周期及时处理。

4.2 机速控制

针对生产过程煤、水波动，强化煤、水搭配，按低水中煤操作。采取“稳定终点温度，稳定机速”的双稳定生产，以达到混合料水、碳和生球粒度的稳定，稳定机速是根据工艺参数、水碳、原料情况、机尾成品矿红料层厚度，将机速控制在一定的范围，在改变机速时采取微调，最大调整幅度0.02m/min 。

4.3 合理控制工艺参数

料层铺平、铺满，充分利用台车的有效面积，减少拉沟、待料、抽洞现象；加强表面点火，保证了点火质量。将烧结终点温度控制在25^#-26^#风箱之间，终点温度控制在280—350℃，主管负压控制在11—13 KPa，烧结矿 FeO含量考核指标为8.3—10.3%。

4.4 关注烧结尾气净化系统

烧结尾气净化系统是烧结工艺密不可分的重要组成部分，它的稳定运行是烧结机稳定运行的必要基础。

（1）由于干馏煤挥发分偏高，容易造成脱硫系统浆液品质下降，甚至导致浆液中毒。发现异常及时调整干馏煤配比。

（2）在保证机尾烧透的情况下合理控制主抽风门开度，并适当提高机速，控制主管温度。

（3）在满足生产的情况下，降低燃料配比。如果调整后入口SO₂浓度无改善，及时调整铁料结构。

5.应用效果

通过优化操作工艺等措施，稳定增加干馏煤配比，烧结生产在提高经济效益上取得了显著的成效。在生产顺行、质量稳定、产量提升上效果显著。

5.1 干馏煤用量

2019年1-6月份，包钢炼铁厂烧结二部干馏煤占燃料配比35%左右，最低配比10%，最高配比53%，烧结过程平稳，烧结矿产质量等技术经济指标良好。

5.2 燃料粒度对比

2019年、2018年包钢炼铁厂烧结二部固体燃料粒度对比，列于表3。

表3 燃料粒度对比（%）

如表3所示，与2018年相比，无论焦粉、干馏煤，粒度均有所改善，其中+5mm粒级分别降低4.52和6.82个百分点。但仍然不能满足烧结工艺的要求，综合考虑，需要对燃料破碎系统进行设备改造及能力提升。

5.3 烧结机工艺参数对比

两生产阶段烧结机主要工艺参数对比，列于表4。

表4 工艺参数

如表4所示，两生产阶段控制料层厚度、机速、点火温度基本一致。第二阶段配加35%干馏煤后，相较于第一阶段，主管负压降低0.6KPa，主管温度升高9.4℃，终点温度升高4℃。主要原因为：

1）干馏煤燃烧特性与焦粉不同，其燃点低，燃烧速度大于焦粉，能够加宽高温带的厚度。

2）由于燃料粒度改善，烧结过程燃烧带最高温有所降低。

3）综合考虑，烧结过程阻力减少，烧结过程透气性提高。

5.4 烧结机技术经济质量对比

两生产阶段烧结机主要技术经济质量对比，列于表5。

表5 烧结矿技术经济质量指标对比

由表5可知，烧结生产整体平稳顺行，烧结矿质量稳定。烧结机利用系数提高0.021t/m².h，固体燃耗降低5.87Kg/t，烧结矿FeO降低0.18个百分点，转鼓指数提高2.11个百分点，RI提高1.77个百分点。

6 结语

（1）干馏煤具有一般焦炭没有的优良特性，比如高化学活性，高固定碳，灰分低，硫低等优良特性。

（2）烧结使用干馏煤作为燃料的最大问题是其挥发分偏高，烧结机主管温度升高，另外对除尘器及湿法脱硫净化系统有一定的影响。

（3）通过强化燃料粒度控制，优化操作工艺等措施，包钢炼铁厂烧结二部稳定配加干馏煤35%，最高比例达到53%，烧结生产整体平稳顺行，烧结矿质量稳定，同时取得很好的降本效果。

参考文献

[1] 付林林, 孙涛, 方俊杰等. 烧结过程用兰炭作为燃料替代焦粉的生产试验[J].河南冶金, 2012, 08(20): 6-7.

[2] 张海龙, 郭清海, 徐崇德等. 烧结配加兰炭末工业试验研究[J]. 山西冶金, 2014,(03): 30-34.

[3] 梁雪梅, 朱德庆, 姜涛等. 烧结节能技术现状与发展[J]. 烧结球团, 2000, 2(4):22-24.

[4] 艾保全. 榆林市兰炭产业发展调研报告[J]. 中国经贸导刊, 2010, (18): 4-5.