王志春， 何寶全， 王建鵬

(陜西鋼鐵集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司， 陜西 勉縣 724200)

摘 要：為降低燒結(jié)礦成本，漢鋼在 2×265 m² 燒結(jié)機(jī)上使用無煙煤代替部分焦末作為燒結(jié)固體燃料，降低了燒結(jié)固體燃料成本，同時(shí)通過采取適宜的工藝控制措施，燒結(jié)礦產(chǎn)量及質(zhì)量未受到影響。

關(guān)鍵詞：無煙煤；固體燃料；質(zhì)量；成本

燒結(jié)固體燃料成本在燒結(jié)礦加工成本中占比約30%~40%，降低燒結(jié)固體燃料成本是燒結(jié)降低加工成本的有效途徑。傳統(tǒng)的燒結(jié)固體燃料為焦末，為降低燒結(jié)固體燃料成本或資源受限，各鋼企均嘗試使用無煙煤代替部分焦末，無煙煤與焦末燒結(jié)性能存在差異，需采取適宜的措施來確保無煙煤在燒結(jié)的正常使用。

1 燒結(jié)配加無煙煤方案

1.1  焦末與無煙煤性能對(duì)比分析（見表 1）

從表1可以看出：無煙煤灰分、硫分、固定碳較焦末低，揮發(fā)分、熱值較焦末高，無煙煤干基含稅價(jià)格較焦末低254 元/t。

通過對(duì)無煙煤成分及其性能分析：

1）無煙煤揮發(fā)分焦炭、煤類物質(zhì)的燃燒速度，孔隙率及揮發(fā)分越高，燃燒速度越快，理論上無煙煤在燒結(jié)料層中燃燒速度要高于焦末，同時(shí)無煙煤揮發(fā)分高，揮發(fā)分在揮發(fā)氣化的過程中會(huì)形成氮氧化物，配加無煙煤勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)煙氣中NO_x 的升高。

2）無煙煤熱值 6 675 cal/g，較焦末 5 532 cal/g 高 1 143 cal/g，但無煙煤燃燒速度高于焦末，燃燒產(chǎn)生熱量不能被燒結(jié)料層充分吸收，配加無煙煤后根據(jù)燒結(jié)過程情況調(diào)整燒結(jié)燃料配比。

3）焦炭/焦末為煤在焦?fàn)t內(nèi)在高溫條件下經(jīng)干餾而獲得產(chǎn)品，其質(zhì)硬而多孔，無煙煤與其相比強(qiáng)度相對(duì)較差，無煙煤在燒結(jié)破碎中容易破碎。

4）無煙煤硫含量 0.41%，較焦末低 0.37%，使用焦末有利于降低燒結(jié)煙氣的 SO₂ 含量，灰分較焦末低有利于提升燒結(jié)礦品位、降低容易消耗。

1.2 無煙煤配比方案

為降低燒結(jié)固體燃料成本，同時(shí)系統(tǒng)考慮燒結(jié)過程垂直燃燒速度的控制，燒結(jié)煙氣 NOx 的排放，燒結(jié)按固體燃料結(jié)構(gòu)執(zhí)行 70%焦末+30%無煙煤。

1.3 配料結(jié)構(gòu)

配料結(jié)構(gòu)保證穩(wěn)定，配礦結(jié)構(gòu)：45%巴西礦+55%澳礦，熔劑結(jié)構(gòu)：65%熟料+35%生料。 2 燒結(jié)機(jī)過程參數(shù)

2.1 原燃料結(jié)構(gòu)

2.1.1 混勻礦配比

配加 100%焦末和配加 70%焦末+30%無煙煤期間，混勻礦配比均執(zhí)行：巴西卡粉 25%+高硅巴粗20%+PB 粉 40%+紐曼粉 15%，見表 2。

2.1.2 熔劑結(jié)構(gòu)（見下頁表 3，表 4）

從表 3，表 4 可以看出：配加 100%焦末期間，熔劑熟料比例 64%，配加 70%焦末+30%無煙煤期間，熔劑熟料比例 64.3%，熔劑結(jié)構(gòu)一致。 2.2 過程參數(shù)控制（見表 5）

1）因無煙煤水分較焦末低，同時(shí)其熱值較較高1 143 cal/g，配加 30%無煙煤后，根據(jù)燒結(jié)機(jī)尾斷面、燒結(jié)礦質(zhì)量情況，配料室燃料配比降低 0.1%。

2）配加 30%無煙煤后燒結(jié)過程控制參數(shù)無明顯變化，燒結(jié)機(jī)廢氣溫度略有升高，主要原因?yàn)闊o煙煤燃燒速度高于焦末，產(chǎn)生熱量料層來不及吸收。

3）破碎工藝控制。針對(duì)無煙煤燃燒速度較焦末快、強(qiáng)度較焦末低的特性，燃料破碎采用先破后混的工藝，即將焦末、無煙煤?jiǎn)为?dú)破碎，破碎后的焦末及無煙煤在二次配料室兩個(gè)倉里單獨(dú)儲(chǔ)存、配加。無煙煤強(qiáng)度低，破碎無煙煤的效率是破碎焦末的 1.5 倍；在燃料破碎上，通過調(diào)整對(duì)輥、四輥間隙，適當(dāng)將無煙煤粒度控制較焦末粗，降低其燃燒速度^[1]，提升料層熱利用率。無煙煤親水性差，雖檢化驗(yàn)水分較焦末低，但在上料篩分過程中使用篩板篩孔為 15 mm，篩板堵塞頻繁，崗位工清理勞動(dòng)強(qiáng)度增加。

3 燒結(jié)機(jī)指標(biāo)

3.1 產(chǎn)量、消耗指標(biāo)（見表 6）

從表 6 可以看出：

1）在生產(chǎn)較為穩(wěn)定的情況下，配加 30%無煙煤期間，燒結(jié)礦日均產(chǎn)量 12 074 t，較配加 100%焦末12 052 t 增加 22 t。

2）因燒結(jié)礦返礦率的降低，配加 30%無煙煤期間燒結(jié)固體燃料消耗降低 0.53 kg/t。

 3.2 燒結(jié)礦質(zhì)量（見表 7，表 8）

從表 7，表 8 可以看出：燒結(jié)配加 70%焦末+30%無煙煤期間，燒結(jié)礦 FeO 控制相對(duì)較高，達(dá)到 9.3%，較使用 100%焦末期間 8.83%高 0.47%；燒結(jié)礦強(qiáng)度無明顯變化：成品燒結(jié)礦強(qiáng)度從 79.01%提升至79.17%，成品燒結(jié)礦強(qiáng)度由 81.44%降低至 81.34%；燒結(jié)礦＞16 mm 粒級(jí)有所提升，成品燒結(jié)礦＞16 mm粒級(jí)從 69.08%提升至 71.24%，槽下燒結(jié)礦＞16 mm粒級(jí)從 65.39%提升至 69.01%。

3.3 燃料成本變化

2017 年 12 月份，焦末干基含稅到廠價(jià)格1 576 元/t，無煙煤價(jià)格 1 322 元/t，差價(jià) 254 元/t，按此價(jià)格核算成本，配加 100%焦末期間，燒結(jié)固體燃料成本為：1 576/1.17×62.88/1 000=84.70 元/t。配加30%無煙煤期間，燒結(jié)固體燃料成本為：1 576/1.17×39.42/1 000+（1 322/1.17×22.93/1 000）=79.01 元/t。

配加 30%無煙煤后，燒結(jié)固體燃料成本降低84.70-79.01=5.69 元/t。

3.4 環(huán)保指標(biāo)（見表 9）

從表 9 可以看出：配加 30%無煙煤后，燒結(jié)氮氧化物質(zhì)量濃度從 140~150 mg/m3 升高至 190~200 mg/m3，升高約 50 mg/m3，在要求的 300 mg/m3 范圍內(nèi)；SO2及顆粒物濃度無明顯變化，范圍內(nèi)。

4 結(jié)論

1）漢鋼燒結(jié)配加 30%無煙煤后，燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量無明顯變化，配加期間燒結(jié)固體燃料成本降低了5.69 元/t。

2）配加 30%無煙煤后，燒結(jié)煙氣氮氧化物質(zhì)量濃度從 140~150 mg/m³ 升高至 190~200 mg/m3，在要求的 300 mg/m³ 范圍內(nèi)，燒結(jié)各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)均在要求范圍內(nèi)。

3）無煙煤揮發(fā)分較焦末高，燃燒速度高于焦末，無煙煤粒度控制要略粗于焦末；無煙煤及焦末應(yīng)實(shí)施先破后混的工藝，便于區(qū)別控制無煙煤及焦末粒度。

參考文獻(xiàn)

[1] 李丙來，劉振林，劉繼彬，等.燒結(jié)固體燃料粒度對(duì)燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量試驗(yàn)研究影響[J].山東冶金，2013，35（6）：21- 24.