[发明专利]一种高炉喷吹褐煤的优化配煤方法

说明书

技术领域

本发明属于高炉炼铁领域，具体涉及一种高炉喷吹褐煤的优化配煤方法。

背景技术

金融危机以来钢铁行业的发展受到巨大冲击，各钢铁企业面临降低吨铁能耗，降低铁水成本的严峻形势，降本增效逐步成为钢铁企业生存发展的主题。

我国褐煤资源储量丰富，约有2118亿吨，占我国煤炭储量的13％左右，主要分布于内蒙古东部、云南、东北和华南。由于褐煤的变质程度较低，水分含量和挥发分含量较高，目前多经过干燥后用于电厂的燃料。褐煤的挥发分含量较高的特点使其在干燥后具有较低的着火点和较好的燃烧性，但其发热值较低，同时褐煤高挥发分的特点使其具有强爆炸性，因此褐煤显然不适合单独用于高炉喷吹。

高炉喷煤是降低焦比，调节高炉炉况的重要措施之一，经过100多年的发展，逐步形成了以烟煤和无烟煤混合喷吹的成熟的高炉喷吹工艺。随着钢铁企业之间竞争日益加剧，铁水成本控制的需求变得更加迫切。优化高炉喷吹结构，进一步降低焦比和喷吹成本对企业的生存和发展具有重要意义。

褐煤燃烧性好，价格低廉的特点使其成为潜在的高炉喷吹燃料，但是其爆炸性强、发热值低的缺点是限制其用于高炉喷吹的关键因素。因此，如何优化配煤结构消除褐煤用于高炉喷吹时的爆炸性，提高褐煤喷吹时混煤的发热值是褐煤喷吹的重点问题。

20世纪80年代我国已经开展过有关褐煤用于高炉喷吹的研究，如文献1(周锡功.昆明工学院学报.1985,(1):47-56)所述，昆明工学院炼铁教研室曾在易门34m3高炉上设计褐煤喷吹的工业试验装置，其目的在于探索褐煤用于高炉喷吹的可能性。对褐煤具有强爆炸性的问题，文献1提出在工艺设计上采取可靠的防爆措施，才能实现褐煤的安全喷吹。但其仅从工艺设计角度研究了如何消除褐煤爆炸性，没有对如何通过配煤来消除褐煤爆炸性进行分析讨论，增加了褐煤防爆装置的装备费用，不利于降低冶炼成本。

文献2(彭程健.炼铁.1982,(1)：34-41)中比较了不同种褐煤与烟煤、无烟煤的成分和爆炸性测定结果，发现褐煤具有强爆炸性。并对可能影响褐煤爆炸性强弱的因素进行实验研究，发现挥发分含量、粒度、惰性物质的配入、温度、系统中氧浓度和煤粉的悬浮浓度对褐煤爆炸性影响较大。通过合理控制褐煤的粒度，配加惰性物质等手段可以控制褐煤的爆炸性处于较低水平。但其仅对褐煤的爆炸性进行了详细的讨论研究，忽略了褐煤发热值低，用于高炉喷吹后可能降低风口前理论燃烧温度，降低煤焦置换比，给高炉操作带来困难，同样不利于高炉生产的稳定顺行。

申请号为201210166056.5的中国专利公开了一种长焰煤干馏生产高炉喷吹煤的方法，选用低灰为8％、低硫为0.5％的长焰煤或褐煤或不粘煤或弱粘煤或气煤或1/2中粘煤，采用4*55孔顶装焦炉，在700～900℃或900～1100℃下干馏，使其挥发分降到20％以下，再将干馏物质置于半焦用格子型球磨机中球磨，即得小于0.01毫米的高炉喷煤煤粉。但该专利并为就如何采用褐煤原煤进行喷吹进行研究，采用褐煤干馏喷吹过程中，干馏得到的半焦可磨性可能较差，会成为限制褐煤半焦喷吹的关键因素。

为了克服以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新的高炉喷吹褐煤的优化配煤方法。此方法通过使用一种高挥发分、强爆炸性、低成本的褐煤与无烟煤进行配煤用于高炉喷吹，兼顾混合煤的爆炸性、燃烧性和发热值进行优化配煤。煤粉在高炉风口回旋区燃烧放热直接影响风口理论燃烧温度，对高炉热状态影响明显。喷吹煤粉的主要目的之一就是使用价格便宜的煤粉来代替价格昂贵的焦炭燃烧放出热量，因而，除了需要保证混煤具有较好的燃烧性外，还需要控制混煤具有较高的发热量。煤粉的爆炸性对中速磨磨煤过程的安全性有重要影响，爆炸性性强的煤粉在温度、氧气浓度等条件满足的情况下会发生严重的爆炸事故，因此，必须将混煤的爆炸性控制在安全范围内。

发明内容

本发明提供一种高炉喷吹褐煤的优化配煤方法，用于高炉喷吹燃料结构优化，拓展可用于高炉喷吹的新型燃料，改善冶炼条件，降低冶炼成本。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种高炉喷吹褐煤的优化配煤方法，所述方法采用挥发分含量高于35％，长管式煤粉爆炸性测试实验中返回火焰长度大于600mm的褐煤与无烟煤均匀混合为混煤，所述褐煤与无烟煤的质量比为20％～50％：50％～80％，所述褐煤与所述无烟煤的质量总和为100％，通过长管式煤粉爆炸性测定装置对混煤进行测定，测定的混煤返回火焰长度小于100mm时，将混煤在磨机中磨成粉。

进一步的，所述混煤发热量控制在6500卡～7200卡，挥发分含量18～24％。