打破傳統(tǒng)蘭炭可磨性“瓶頸” ，正能集團“天焦”噴吹蘭炭性能 “加碼”

發(fā)布日期：2021-07-01 作者：一代天焦點擊：

引言

噴煤不僅是高爐的調(diào)劑手段，也是彌補焦炭不足的主要措施。就全世界范圍來說，煉焦用煤日益短缺且煉焦過程會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染，增加噴煤量、減少焦炭用量已經(jīng)成為高爐技術(shù)發(fā)展的必然趨勢?，F(xiàn)階段，國內(nèi)高爐主要以噴吹煙煤與無煙煤為主，但隨著無煙煤資源的匱乏，噴吹的成本也逐漸升高。相比之下，中國低階煤含量豐富，將低階煤熱解得到的半焦（蘭炭）作為高爐噴吹燃料的想法由來已久，噴吹蘭炭代替部分煙煤和無煙煤，既可以使低階煤資源得到綜合利用又可以降低鋼鐵企業(yè)成本。

能源循環(huán)高效利用

低階煤分質(zhì)利用的產(chǎn)品“蘭炭”

中國是煤炭資源豐富但油氣比較匱乏的國家，近年來，隨著中國無煙煤和煉焦煤等優(yōu)質(zhì)資源的不斷消耗，低階煤在能源結(jié)構(gòu)中的地位逐漸上升。低階煤揮發(fā)分高，燃燒性和反應(yīng)性較好，根據(jù)其特點，直接燃燒雖然是一種直觀的低階煤利用方式，但其所蘊含的潛在價值卻未被充分挖掘。根據(jù)低階煤在不同轉(zhuǎn)化階段反應(yīng)性不同的特點，通過用熱解技術(shù)可以改變低階煤的組成和結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)低階煤分級轉(zhuǎn)化、分質(zhì)利用，在制得高固定碳含量蘭炭的同時提取煤中油氣資源，是實現(xiàn)低階煤高效利用的有效途徑。

從高效清潔利用中來

應(yīng)用于“高效”生產(chǎn)

蘭炭的氣化活性優(yōu)于焦炭和無煙煤，在用于高爐噴吹時，將蘭炭和無煙煤混合噴吹還可以提高煤粉的噴吹性能并且提高安全性。憑借著高固定碳、高化學(xué)活性、低灰分、低磷、低硫等特性和其用于高爐噴吹時可以提升高爐性能的作用，目前，已成功地應(yīng)用于高爐噴吹領(lǐng)域，寶武集團、南京鋼鐵、河北鋼鐵、沙鋼、南鋼、梅鋼、中新等企業(yè)。

（1）揮發(fā)分：蘭炭的揮發(fā)分較低，與無煙煤相近，爆炸等級為 DL／T5145 中的Ⅰ級，爆炸性為難爆炸，因此蘭炭生產(chǎn)的安全性較高。

（２）灰分：由于形成蘭炭的原煤變質(zhì)程度較輕，有機物質(zhì)殘留較多，致使形成的蘭炭灰分較低，噴入高爐后有利于渣比的降低，促進燃料比的下降。

（3）硫含量：蘭炭的硫含量普遍較低，遠低于高爐噴吹煤要求的0.7％限值，相比較目前的噴吹用煤，降低了高爐的硫負荷，減少了石灰石等原料的用量，節(jié)約了成本。

（４）固定碳：蘭炭的固定碳含量與無煙煤接近，其發(fā)熱量略低于無煙煤，但高于煙煤，可以滿足高爐煉鐵生產(chǎn)的要求。

（5）可磨性：一般情況下，蘭炭比目前使用的噴吹用煤的可磨性指數(shù)要低，會對磨煤機的出力造成影響。但通過對蘭炭進行改質(zhì)改性或添加助磨劑，可獲得可磨系數(shù)與混合噴吹煤相當(dāng)，燃料反應(yīng)性、氣化性能、燃燒性能顯著優(yōu)于混合噴吹煤的清潔原料。

（6）燃燒性能：蘭炭的燃燒性能通過相關(guān)資料研究可知，蘭炭的著火溫度與煙煤相當(dāng)，比無煙煤低約250℃，燃燒性能為中等著火和極易燃燼，基本達到燃燒性能中等的煙煤水平，燃燒性能遠優(yōu)于國內(nèi)典型無煙煤。生產(chǎn)蘭炭的原煤是無黏性或弱黏性的高揮發(fā)分煙煤或者褐煤，大幅降低了高爐噴煤導(dǎo)致的風(fēng)口結(jié)焦。從燃燒性的角度上講，蘭炭代替無煙煤用于高爐噴吹，更利于煤粉在高爐風(fēng)口的燃燒。

（7）蘭炭的黏結(jié)性：蘭炭的灰熔融溫度較高，黏結(jié)性指標(biāo)為零，所以高爐噴吹蘭炭基本上不存在結(jié)焦的可能性。

（8）高爐噴吹蘭炭的經(jīng)濟效益分析：蘭炭的價格比噴吹用煤的價格要低，因此使用蘭炭代替無煙煤用于高爐噴吹，可降低高爐噴煤的原料成本，經(jīng)濟效益十分顯著。但蘭炭的實際采購價格，根據(jù)使用地與產(chǎn)地的距離遠近，存在一定的差別，具體效益需要根據(jù)各廠實際情況分析。

綜合結(jié)論：綜上分析，蘭炭作為一種潔凈燃料，代替無煙煤作為高爐噴吹燃料是可行的，在提高下游產(chǎn)品質(zhì)量檔次、節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、增加產(chǎn)量等方面，具有很高的應(yīng)用價值，特別是在國家不斷提倡綠色環(huán)保的前提下，提高蘭炭在高爐噴吹料中的比例也顯得至關(guān)重要。

打破傳統(tǒng)蘭炭可磨性“瓶頸”

正能集團“天焦”噴吹蘭炭性能 “加碼”

對于蘭炭在高爐的使用，其實早在2012年前后就已經(jīng)有部分鋼鐵廠率先試驗，雖確定蘭炭可以替代部分焦炭、無煙煤等，但由于傳統(tǒng)蘭炭的可磨性較差，對此部分企業(yè)望而卻步所以一直并未得到大面積、大批量的廣泛使用，直到改性蘭炭的出現(xiàn)：改質(zhì)蘭炭解決了普通蘭炭在高爐噴吹應(yīng)用中存在的難制粉、廢料排出量大、對噴吹管道磨損嚴(yán)重等問題，在工藝技術(shù)條件合適的情況下，可實現(xiàn)大比例替代無煙煤，甚至100%替代的可能性。這一研究成果意義重大，它的出現(xiàn)徹底打破了無煙煤作為稀缺戰(zhàn)略資源的壟斷地位，用于高爐噴吹，可有效降低鐵水成本，提高鋼鐵企業(yè)競爭力。

天焦噴吹蘭炭，是正能集團針對鋼鐵企業(yè)在高爐噴吹特殊需求，推出的鋼企專用蘭炭產(chǎn)品，可為鋼鐵企業(yè)在鋼鐵冶煉中減輕污染排放并大幅度降低能耗和生產(chǎn)成本。

為進一步提升“天焦”噴吹蘭炭的哈氏可磨性，正能集團與產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略合作單位西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院在完成第一階段原料煤屬性的分析研究后，獲得了定制化生產(chǎn)高可磨性噴吹蘭炭的鄂爾多斯32種原料煤的相關(guān)重要屬性的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，并在實驗室當(dāng)中獲得成功驗證，可將現(xiàn)在的正能集團“天焦”噴吹蘭炭的哈氏可磨性由原來的53左右水平提高到60±2水平，打破傳統(tǒng)蘭炭可磨性“瓶頸”，為鋼企“高效冶煉”再加速插上翅膀。

近期正能集團同西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院開始實施大批量化的實地工程試驗，驗證實驗室研究結(jié)果，獲取生產(chǎn)出與無煙煤性質(zhì)接近并優(yōu)于市場普通噴吹用蘭炭末的噴吹料，并可實現(xiàn)長周期穩(wěn)定生產(chǎn)條件。具體關(guān)注與驗證內(nèi)容包括：

（1）煤種對蘭炭指標(biāo)及性能的影響，重點關(guān)注可磨性能、工業(yè)分析、燃燒性能，管道磨蝕性能，塊狀料性能；

（2）干餾參數(shù)對產(chǎn)量及蘭炭指標(biāo)（保證工業(yè)分析穩(wěn)定，重點監(jiān)測可磨性）的影響規(guī)律；

（3）在兼顧噴吹用蘭炭性能與塊狀產(chǎn)量前提下，獲得混小料最佳篩分粒徑。

除此之外，在產(chǎn)能、供應(yīng)以及成本方面，天焦噴吹蘭炭也有著出眾的優(yōu)勢:

1）正能集團年360萬噸的蘭炭規(guī)劃產(chǎn)能，擁有持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)能力。且正能集團蘭炭產(chǎn)品篩分比例中，適用于鋼鐵企業(yè)使用的蘭炭沫的篩分比例在50%左右，遠高于行業(yè)一般10%-15%的蘭炭沫篩分比，可實現(xiàn)大批量持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。

2）正能集團的A、B、C、D四個區(qū)域可實現(xiàn)分區(qū)域定制化生產(chǎn)，滿足鋼企用戶的特殊的性能指標(biāo)需求，節(jié)約采購時間成本。

3)從采購成本看，正能集團位于內(nèi)蒙古，屬于煤炭資源富集區(qū)，境內(nèi)探明儲量1500億噸以上，且大都是生產(chǎn)蘭炭的上佳原料，周邊煤礦選塊煤的價格以及噸蘭炭成本較周邊地區(qū)要低，具有采購成本優(yōu)勢。

4)從交通運輸看：正能集團所處的圣圓煤化工基地，處于呼包鄂榆城市群、蒙晉陜經(jīng)濟區(qū)及環(huán)渤海經(jīng)濟圈輻射范圍內(nèi)，境內(nèi)規(guī)劃建設(shè)有鐵路、貨運集裝站和快速通道，運輸方便，具有貨運成本優(yōu)勢。

正能集團也是我國《高爐噴吹蘭炭技術(shù)要求》團體標(biāo)準(zhǔn)制定的主要制定者。“天焦噴吹蘭炭”已先后直接供應(yīng)或通過貿(mào)易商間接供應(yīng)于眾多鋼企：內(nèi)蒙包鋼；山東萊鋼、青島特鋼、濰坊特鋼、永鋒鋼鐵、日照鋼鐵；江蘇南鋼、沙鋼、梅鋼、華西鋼鐵；上海寶鋼；遼寧鞍鋼；河北新武安鋼鐵、唐銀鋼鐵等。

響應(yīng)國家政策號召，順應(yīng)國家經(jīng)濟發(fā)展趨勢，推進煤炭清潔化利用，助力鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排，是“天焦噴吹蘭炭”不斷研發(fā)，堅持創(chuàng)新升級的動力源泉。正能集團會一如既往的堅持不斷革新技術(shù)，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，為廣大合作伙伴提供更節(jié)能、更高效的清潔能源。

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