兰炭用作高炉喷吹燃料的试验分析

为了研究兰炭用作某钢铁企业高炉喷吹燃料的可行性,对兰炭和高炉喷吹煤的可磨性、爆炸性、燃烧性、反应性等进行试验。结果表明,兰炭工业分析指标整体上接近无烟煤,满足高炉喷吹用煤指标要求。与无烟煤相比,兰炭灰分略高、硫分较低、发热值略低、挥发分较高;兰炭可磨性低于无烟煤,应与可磨性较好的无烟煤B、无烟煤C和无烟煤F搭配喷吹;兰炭属无爆炸性煤质,喷吹无安全隐患;兰炭燃烧性能低于无烟煤,但用兰炭替代无烟煤E不会影响高炉喷吹效果;兰炭反应性优于无烟煤,对喷吹燃料的整体反应性有提升作用,有利于保护焦炭。兰炭合理喷吹配比应控制在20%以内。     

兰炭作为酒钢高炉喷吹用煤的可行性分析

通过兰炭和酒钢高炉喷吹用煤的工业分析和燃烧性能对比分析,采用新疆兰炭作为高炉喷吹原料是可行的。     

宝钢2号高炉喷吹兰炭生产试验

对宝钢2号高炉喷吹兰炭生产试验进行了总结。通过工业分析、可磨性、爆炸性和着火点等实验室研究表明,兰炭可替代部分无烟煤用于高炉喷吹。生产实践表明,宝钢所采用的兰炭对高炉制粉的出力和喷吹过程无明显影响,且对高炉炉况的顺行亦不产生影响。     

太钢高炉喷吹兰炭煤生产实践

为扩大可用于高炉喷吹的燃料品种范围,在太钢高炉开展使用兰炭煤替代无烟煤喷吹的可行性研究和工业试验,并将其用到正常生产中。可行性分析及工业试验结果表明,兰炭煤各项基础性能符合喷吹煤粉的要求,具备高炉喷吹的使用条件;高炉生产实践表明,喷吹煤粉中兰炭煤比例达到了15%～20%,最高25%,有利于降低钢铁企业的生产成本。2017年太钢高炉配加兰炭煤后,喷吹用煤价格降低了17元/t,吨铁燃料成本下降了13元/t。     

高炉喷吹兰炭试验

介绍了高炉喷吹兰炭试验,配入兰炭的比例为10%-15%,试验过程安全稳定,高炉顺行,在兰炭比例15%状态下,高炉消耗略有增加,制粉能力小幅降低。高炉喷吹兰炭是可行的,安全的。     

兰炭用于高炉喷吹及其冶金性能试验研究

为了确定兰炭用于高炉喷吹对高炉冶炼的影响,对兰炭和无烟煤及二者的混合试样的哈氏可磨性指数、爆炸性及着火点性能指标进行测定分析,同时探讨了兰炭用于高炉喷吹过程中对配煤的冶金性能及对高炉冶炼的影响。研究结果表明:兰炭和无烟煤的混合试样的哈氏可磨性指数为64.85,爆炸性较弱,着火点为368.2,兰炭在高炉喷煤过程中可以改善无烟煤的哈氏可磨性指数、爆炸性和着火点。     

新兴铸管3号高炉喷吹兰炭工业试验

为探索高炉喷吹兰炭的可行性,在新兴铸管3号高炉进行了喷吹兰炭混合煤粉的工业试验。实验室性能测试结果表明,兰炭的高位发热量低于潞安无烟煤,燃烧率高于潞安无烟煤,且对CO_2的反应性指数远高于潞安无烟煤,满足高炉喷吹工艺的要求。工业试验结果表明:(1)喷吹兰炭和潞安混合煤粉,有利于高炉顺行,高炉利用系数有所提高,炼铁成本有所降低。(2)当混合煤中兰炭比例为10%时,燃料成本降低1.43元/t;比例增加到20%时,燃料成本降低1.92元/t。     

炼铁过程富氧及混煤对燃料燃烧性能的影响

 高炉喷吹用燃料的燃烧性能对于高炉冶炼过程来说是非常重要的,使用燃烧性能较好的高炉喷吹燃料更有利于提高煤比、降低焦比,从而降低高炉冶炼成本。为响应节能减排政策,对一些钢铁企业采取了煤粉的限制采购和使用等措施,使得兰炭成为高炉喷吹用燃料的有效替代品。通过工业分析、元素分析和热重分析试验比较了烟煤、无烟煤和兰炭3种高炉喷吹燃料的差异,并研究了不同混合方案以及不同富氧率条件下兰炭燃烧性能的变化。研究结果表明,燃料的综合燃烧特性与其初始燃烧温度、最终燃烧温度和燃烧反应时间均有一定的相关性。3种燃料中,烟煤的综合燃烧特性最好,无烟煤次之,兰炭的综合燃烧特性最弱。为了提高兰炭的燃烧特性,对兰炭和烟煤进行混合燃烧试验,发现随着混合燃料中烟煤含量的增加,混合燃料的综合燃烧特性参数呈现出逐渐增加的趋势,并且在兰炭和烟煤的混合燃烧试验中发现存在协同效应。在研究富氧率对兰炭燃烧性能影响时发现,随着富氧率的增加,兰炭的燃烧性也呈现出逐渐增加的趋势,但是增加的幅度较小。当富氧率由0增加至20%时,兰炭的综合燃烧特性参数从4.53×10-14增加至6.05×10-14 min-2·℃-3。综上所述,烟煤的添加以及富氧率的提高均对兰炭的燃烧性能有明显的改善效果。     

“兰炭在炼铁领域应用技术研究与开发”通过科技成果评价

<正>2015年3月28日,中国金属学会组织召开了"兰炭在炼铁领域应用技术研究与开发"科技成果评价会。与会专家认为,该科技成果整体达到国际先进水平。该科技成果系统地研究开发了兰炭在炼铁领域的应用技术,其主要创新点:(1)开发了兰炭粉应用于高炉喷吹的关键技术,结合兰炭在高炉风口前的燃烧行为,基于"有效热"概念和兰炭喷吹特性分析探明了高炉喷吹兰炭、煤粉混合搭配合理结构,并进行了规模化工业试验,将兰炭粉配比提高到25%。     

改质煤、兰炭和木炭作为高炉喷吹用燃料的基础特征

概述了改质煤、兰炭和木炭的工业分析、元素分析、着火点、爆炸性、输送性能、灰熔融特性、可磨性、热值、燃烧性和反应性。与五种传统高炉喷吹燃料的基础特性进行比较,结果表明,改质煤、兰炭和木炭具有一定的高炉喷吹燃料特征,研究结果可望拓宽高炉喷吹燃料范围。     

达钢高炉喷吹用煤配加兰炭粉煤的试验

四川达钢一直以来都在探索与实验适合的煤种以及合理的配煤比,以期可以有效地提高喷煤比,减少喷煤成本,获得更好的经济效益。兰炭作为一种相对廉价的固体燃料适量配入喷吹用煤,可以较大幅度的降低生产成本。本文通过对达钢现有喷吹用煤和兰炭的可磨性、燃烧性、爆炸性、反应性进行研究,研究结果表明兰炭粉煤达到了达钢高炉喷吹用煤的标准,可以在达钢高炉进行混合喷吹,混合喷吹比例应≤20%。     

兰炭和喷吹煤组成与结构特征对可磨性的影响

 低变质煤低温热解产物兰炭(半焦)用于高炉喷吹,可降低焦比,节约炼铁成本;但多数兰炭可磨性差,限制了其使用。以神木两种典型兰炭和两种喷吹煤为研究对象,分析比较了其破碎特征,采用XRF和XRD检测了兰炭和喷吹煤灰分中物相组成,采用SEM和氮气吸附法研究了兰炭和喷吹煤的破碎形貌和微观结构。结果表明,喷吹煤的可磨性高于兰炭,烟煤可磨性最优;钙、硅含量与可磨性之间存在协同和抑制作用,即钙含量越多,可磨性越高,且钙元素主要以CaO形式存在,硅的作用则相反;喷吹煤表面致密平整,而兰炭表面孔隙结构发达。在球磨过程中,喷吹煤以体积粉碎为主,而兰炭则以表面粉碎为主,粉碎方式不同是两者可磨性差异大的主要原因。     

高炉喷吹用煤的可磨性研究

在对高炉喷吹用煤和兰炭进行工业分析的基础上,对不同比例兰炭与煤混合试样的可磨性分别进行了测试分析。结果表明,试验用煤和兰炭的水分含量均高于喷吹用煤指标要求,可磨性指数普遍偏低,其中高挥发分烟煤的可磨性最低,不符合喷吹用煤要求。     

兰炭对高炉混煤喷吹特性的影响

采用WCT-2C型微机差热天平、灰熔点测定仪、BT-1000粉体综合特性测试仪和可磨性测试仪,研究了兰炭配加质量分数为0、30%、40%、50%和100%时对无烟煤燃烧性、反应性、灰融性、流动性和可磨性的影响。结果表明,兰炭可以改善无烟煤的喷吹特性。随着兰炭含量的增加,煤粉着火温度及燃尽温度降低,燃烧时间缩短,综合燃烧指数明显提高,燃烧特性得到改善,煤粉的反应性增强,灰熔融性温度和可磨性指数均降低。兰炭的加入对煤粉的流动性(混煤流动性指数和喷流性指数)影响不明显。而且兰炭配加质量分数不超过40%时,混煤可以满足高炉喷吹条件。     

焦粉与兰炭对高炉混煤燃烧特性的影响

 为了探究焦粉、兰炭替代无烟煤进行喷吹对混煤燃烧的影响,使用新型高炉喷煤燃烧模拟试验装置与热重分析设备,研究了焦粉、兰炭以及混煤粒度对混煤燃烧的影响。利用扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)观察了未燃煤粉的外观形貌。研究结果表明,粒度降低对燃烧有促进作用,焦粉用于喷吹的粒度应低于0.074 mm;兰炭替代无烟煤没有明显影响,而焦粉作用明显;当焦粉添加量超过15%时,混煤燃烧性能急剧下降。兰炭与焦粉对混煤燃烧性的影响不同,主要原因是兰炭与焦粉具有不同的化学性能与结构。从混煤燃烧性能的角度考虑,少量焦粉替代无烟煤用于高炉喷吹是可以被接受的。     

高炉喷吹兰炭及EM型磨煤机磨制兰炭的研究与应用

随着高炉喷煤技术的不断发展和应用扩大,喷吹燃料用煤越来越趋于短缺,亟需找到一种储量丰富的可替代燃料;通过对兰炭的性能指标分析,认为其可以部分替代无烟煤作为高炉喷吹燃料。EM型磨煤机比其他型式的磨煤机更适应于磨制兰炭生产,并在几个钢铁厂中得到实际应用,效果良好。     

高炉喷吹用煤的配煤及使用兰炭的试验

为了确定合适的配煤喷吹方案,对高炉喷吹用煤和兰炭的可磨性、爆炸性和着火点等性能进行了测试分析,探讨了配煤对煤性能的影响.研究结果表明:配煤后煤的可磨性增加,爆炸性减弱,着火点降低,因此采用无烟煤、烟煤和兰炭搭配组成的混合煤可以获得更优良的冶金性能.     

鞍钢高炉喷吹燃料的综合特性分析

为了充分掌握大喷煤条件下高炉喷吹不同燃料的可行性,对几种可用于鞍钢高炉喷吹的不同煤级煤种进行了深入研究,主要包括喷吹煤种的工业分析、元素分析,灰成分、发热量、可磨性、着火点和爆炸性、灰熔特性、燃烧性、反应性分析等。同时,结合动力学计算来表征不同煤种的化学反应特性差异。结果表明,随着煤级的升高,煤的软化温度逐渐提高,这主要和氧化钙的作用相关;提质煤和兰炭具有优异的燃烧和气化特性,并且其价格优势明显,安全爆炸性和可磨性符合高炉喷吹要求,搭配混合燃料进行高比例喷吹时有利于燃料结构优化和喷吹成本控制。     

高炉喷吹石油焦的可行性研究

选用石油焦替代部分高炉喷吹用煤,并通过对其着火点、反应性、燃烧性能、可磨性及输送性能的系统研究发现,高炉喷吹石油焦可改善煤粉的燃烧性能、降低能耗。综合考虑输送性能及高炉所能承受的硫负荷,高炉喷吹石油焦的配比不宜过高。     

高炉喷吹兰炭的最佳配比

 为探究高炉喷吹兰炭的最佳配比,使用TG-DTG热分析技术研究了百善无烟煤、神华烟煤和兰炭组成混煤的燃烧特性。结果表明,混煤中兰炭配比量增加可以降低煤粉的着火温度与燃尽温度,缩短燃烧时间,提高综合燃烧特性指数,改善混煤燃烧性;升温速率增大,混煤反应速率峰值升高,综合燃烧特性指数升高,混煤燃烧性得到优化。使用KAS等转化率法分析了不同混煤方案的燃烧过程动力学,当兰炭配比量由0增加至40%时,活化能分别为115.25、113.03、112.22、108.20 和104.53 kJ/mol,兰炭的加入可以降低混煤的表观活化能。