專利名稱：用于高爐噴吹的貧瘦煤的優(yōu)化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤炭加工與綜合利用中的深加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種對(duì)貧瘦煤優(yōu)化處理的方法，使之能用于高爐噴吹，從而合理利用和充分發(fā)揮我國(guó)貧煤、貧瘦煤資源，促進(jìn)高爐噴煤的發(fā)展，提高煤炭企業(yè)和鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界第一產(chǎn)鐵大國(guó)，鋼產(chǎn)量已突破2億噸。但焦炭資源十分短缺，入爐焦炭?jī)r(jià)格突破1000元/噸，含稅焦炭達(dá)到1200元/噸左右，已成為制約我國(guó)煉鐵發(fā)展的戰(zhàn)略問題。高爐噴吹煤粉是從高爐風(fēng)口向爐內(nèi)直接噴吹磨細(xì)了的煤粉，以替代焦炭起提供熱量和還原劑的作用，從而降低焦比，增加高爐鐵產(chǎn)量，降低生鐵成本，減少焦?fàn)t投資和減少焦化污染。努力提高高爐的噴煤量已成為國(guó)內(nèi)高爐生存發(fā)展的關(guān)鍵途徑，高爐噴吹用煤需求量增長(zhǎng)極其迅速。1996年全國(guó)噴煤量502萬噸，而2003年則達(dá)到了1800萬噸。如此巨大的噴煤量，使高爐噴煤煤源不穩(wěn)定、煤質(zhì)得不到保證成了前所未有的新問題，并已成為限制進(jìn)一步提高高爐噴煤量、提高經(jīng)濟(jì)效益的瓶頸！現(xiàn)今我國(guó)鋼鐵企業(yè)的高爐噴吹用煤一般均采用優(yōu)質(zhì)的無煙煤為主，但無煙煤著火溫度高、燃燒性差、燃燒率低等缺點(diǎn)，并且我國(guó)國(guó)內(nèi)無煙煤儲(chǔ)量少，無煙煤供不應(yīng)求，無煙煤價(jià)格持續(xù)升高，以不能滿足高爐噴煤技術(shù)及現(xiàn)實(shí)發(fā)展的需要。貧煤、貧瘦煤是揮發(fā)份間于無煙煤和高揮發(fā)份煙煤之間的煤種，在我國(guó)煤炭資源中占有重要的地位。貧煤、貧瘦煤具有以下的優(yōu)點(diǎn)基本無結(jié)焦環(huán)，揮發(fā)分比無煙煤略高，燃燒性和反應(yīng)性比無煙煤好等特點(diǎn)，就普遍的噴吹技術(shù)而言，優(yōu)質(zhì)的貧煤、貧瘦煤煤種可以作為噴吹煤種，改善其燃燒性能，提高燃燒率，還能很大限度地提高置換比，非常有利于提高噴煤量，降低焦比和對(duì)煤炭資源的綜合利用。并且貧瘦煤的儲(chǔ)量非常豐富、資源分布較廣，價(jià)格低；距離鋼鐵廠近，運(yùn)費(fèi)低，降低煉鐵成本。
但是，針對(duì)高爐噴煤對(duì)煤質(zhì)的要求，至今為止，國(guó)內(nèi)外針對(duì)高爐噴煤種的研究大都集中在中等揮發(fā)分和高揮發(fā)分的煙煤和無煙煤等煤種。對(duì)貧煤、貧瘦煤的噴吹性能的系統(tǒng)性的研究工作少見報(bào)道，尤其是噴吹性能、富氧燃燒性能、輸送性能、噴吹粒徑等方面高爐噴吹的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)幾乎處于空白的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種對(duì)貧瘦煤優(yōu)化處理的方法，使之能用于高爐噴吹。針對(duì)高爐噴吹用煤的要求，以貧瘦煤為對(duì)象，對(duì)貧瘦煤的噴吹性能、輸送性能、燃燒性能、合理粒徑進(jìn)行分析，確定貧瘦煤的輸送性能及合理粒徑，掌握貧瘦煤的常規(guī)燃燒、富氧燃燒的特點(diǎn)；提出提高貧瘦煤噴吹量以及燃燒率的處理方法。
本發(fā)明的處理方法如下1、選用原煤煤質(zhì)特性為灰分為15％～22％，全硫含量為＜0.7％，固定碳含量在70％～85％之間，低位發(fā)熱量達(dá)到25MJ/kg～30MJ/kg，揮發(fā)分在10％～25％，爆炸性為30mm～60mm，可磨性系數(shù)為70～95的貧瘦煤作為加工高爐噴吹用煤的煤源。
2、對(duì)貧瘦煤原煤采用典型的跳汰—浮選聯(lián)合方法，入選原煤粒徑上限為50mm，主要設(shè)備為槽寬B3.2m的重介斜輪分選機(jī)，10m2～28m2的+13mm跳汰機(jī)和4m3～14m3的浮選機(jī)。原煤經(jīng)過跳汰機(jī)洗選后出3種產(chǎn)品矸石、中煤和精煤(灰分為9％～13％)，選用洗選后的精煤進(jìn)一步加工成高爐噴吹用煤。
3、對(duì)貧瘦煤精煤采用紅外熱像分析和顯微組分分析研究其煤粉的形貌，了解煤粉的流動(dòng)和輸送性能，并且進(jìn)行常規(guī)燃燒、富氧燃燒試驗(yàn)，確定貧瘦煤加工成高爐噴吹用煤的粒徑為75μm以下的占70～85％，其中粒徑小于50μm占60～75％，煤粉形貌規(guī)則，用于高爐噴吹時(shí)噴吹效果好。
4、采用垂式粉碎機(jī)首先對(duì)煤粉碎到粒徑＜6mm的細(xì)粒煤，然后選用XMQ-Φ460×600球磨機(jī)對(duì)細(xì)粒煤進(jìn)行研磨、篩分，加工后煤粉的粒度滿足第3步的高爐噴吹用煤的粒徑范圍的要求，就制成了高爐噴吹煤粉。
經(jīng)過以上加工處理后的貧瘦煤的煤質(zhì)和噴吹性能各項(xiàng)指標(biāo)為灰分為9％～12％，全硫含量為0.3％～0.5％，固定碳含量在75％～87％，低位發(fā)熱量達(dá)到27MJ/kg～30MJ/kg，揮發(fā)分在10％～17％，爆炸性為15mm～40mm時(shí)，均滿足國(guó)家高爐噴吹用煤標(biāo)準(zhǔn)，可以直接作為高爐噴吹用煤煤粉。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)針對(duì)高爐噴煤對(duì)煤質(zhì)的要求，系統(tǒng)地研究了貧瘦煤的煤質(zhì)特征和噴吹性能，為開發(fā)貧瘦煤作為高爐噴吹用煤煤源打下了技術(shù)基礎(chǔ)。
(2)采用顯微結(jié)構(gòu)及形貌分析與輸送試驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究確定貧瘦煤的合理粒徑及輸送性能，從機(jī)理層面上展示了合理粒徑及輸送性能的依據(jù)，不僅為工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，而且開辟了研究噴吹煤粉合理粒徑及輸送性能的途徑。
(3)采用紅外熱像分析和顯微組分燃燒分析等先進(jìn)手段，針對(duì)高爐噴吹特點(diǎn)從常規(guī)燃燒、富氧燃燒到工業(yè)試驗(yàn)全面系統(tǒng)地研究了貧瘦煤的燃燒性能，填補(bǔ)了貧瘦煤燃燒及富氧燃燒性能參數(shù)上的空白。
綜上所述，本發(fā)明對(duì)于我國(guó)合理利用貧瘦煤資源，穩(wěn)定噴吹用煤煤源，促進(jìn)高爐噴煤技術(shù)的發(fā)展，節(jié)省煉鐵成本，減少焦?fàn)t投資和減少焦化對(duì)環(huán)境的污染都具有重大的意義，給煤炭企業(yè)和鋼鐵企業(yè)帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
1、煤源選用山西潞安礦業(yè)集團(tuán)產(chǎn)的貧瘦煤表1潞安貧瘦煤原煤煤質(zhì)

2、潞安貧瘦煤經(jīng)過洗選后，對(duì)其精煤采用紅外熱像分析和顯微組分分析研究和常規(guī)燃燒、富氧燃燒試驗(yàn)，確定潞安貧瘦煤加工成高爐噴吹用煤的最佳粒徑范圍為75μm占70～80％，粒徑為50μm占65～75％時(shí)，煤粉形貌規(guī)則，用于高爐噴吹時(shí)噴吹效果好。垂式粉碎機(jī)對(duì)煤粉碎和用XMQ-Φ460×600球磨機(jī)對(duì)煤研磨、篩分后，加工后煤粉的粒度滿足高爐噴吹潞安貧瘦煤的最佳粒徑范圍的要求。
3、采用以上方法加工處理后的潞安高爐噴吹貧瘦煤的煤質(zhì)情況表2處理后的潞安高爐噴吹貧瘦煤的煤質(zhì)指標(biāo)

從上面比較可以看出，經(jīng)過處理后的潞安高爐噴吹貧瘦煤煤質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)要優(yōu)于國(guó)家高爐噴吹煤標(biāo)準(zhǔn)，完全符合高爐噴吹用煤的要求，可以直接用于高爐噴吹。
4、實(shí)施效果這樣制備的高爐噴吹貧瘦煤在天鐵煉鐵廠進(jìn)行試用，高爐噴吹取得良好的效果。
權(quán)利要求
1.一種用于高爐噴吹的貧瘦煤的優(yōu)化處理方法，針對(duì)高爐噴吹用煤的要求，以貧瘦煤為對(duì)象，對(duì)貧瘦煤的噴吹性能、輸送性能、燃燒性能、合理粒徑進(jìn)行分析，確定貧瘦煤的輸送性能及合理粒徑，掌握貧瘦煤的常規(guī)燃燒、富氧燃燒的特點(diǎn)；提出提高貧瘦煤噴吹量以及燃燒率的處理方法；其特征在于具體處理方法如下a、選用原煤煤質(zhì)特性為灰分為15％～22％，全硫含量為＜0.7％，固定碳含量在70％～85％之間，低位發(fā)熱量達(dá)到25MJ/kg～30MJ/kg，揮發(fā)分在10％～25％，爆炸性為30mm～60mm，可磨性系數(shù)為70～95的貧瘦煤作為加工高爐噴吹用煤的煤源；b、對(duì)貧瘦煤原煤采用典型的跳汰一浮選聯(lián)合方法，入選原煤粒徑上限為50mm，主要設(shè)備為槽寬B3.2m的重介斜輪分選機(jī)，10m2～28m2的+13mm跳汰機(jī)和4m3～14m3的浮選機(jī)；原煤經(jīng)過跳汰機(jī)洗選后的產(chǎn)品為矸石、中煤和精煤，灰分為9％～13％，選用洗選后的精煤進(jìn)一步加工成高爐噴吹用煤；c、對(duì)貧瘦煤精煤采用紅外熱像分析和顯微組分分析研究其煤粉的形貌，了解煤粉的流動(dòng)和輸送性能，并且進(jìn)行常規(guī)燃燒、富氧燃燒試驗(yàn)，確定貧瘦煤加工成高爐噴吹用煤的粒徑為75μm以下的占70～85％，其中粒徑小于50μm占60～75％，煤粉形貌規(guī)則；d、采用垂式粉碎機(jī)首先對(duì)煤粉碎到粒徑＜6mm的細(xì)粒煤，然后選用XMQ-Φ460×600球磨機(jī)對(duì)細(xì)粒煤進(jìn)行研磨、篩分，加工后煤粉的粒度滿足第c步的高爐噴吹用煤的粒徑范圍的要求，就制成了高爐噴吹煤粉；e、經(jīng)過以上加工處理后的貧瘦煤的煤質(zhì)和噴吹性能各項(xiàng)指標(biāo)為灰分為9％～12％，全硫含量為0.3％～0.5％，固定碳含量在75％～87％，低位發(fā)熱量達(dá)到27MJ/kg～30MJ/kg，揮發(fā)分在10％～17％，爆炸性為15mm～40mm時(shí)，均滿足國(guó)家高爐噴吹用煤標(biāo)準(zhǔn)，可以直接作為高爐噴吹用煤煤粉。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于高爐噴吹的貧瘦煤的優(yōu)化處理方法，針對(duì)高爐噴吹用煤的要求，以貧瘦煤為對(duì)象，對(duì)貧瘦煤的噴吹性能、輸送性能、燃燒性能、合理粒徑進(jìn)行分析，確定貧瘦煤的輸送性能及合理粒徑，掌握貧瘦煤的常規(guī)燃燒、富氧燃燒的特點(diǎn)；提出提高貧瘦煤噴吹量以及燃燒率的處理方法。對(duì)貧瘦煤原煤采用典型的跳汰－浮選聯(lián)合方法，經(jīng)加工處理后的貧瘦煤的煤質(zhì)和噴吹性能各項(xiàng)指標(biāo)為灰分為9％～12％，全硫含量為0.3％～0.5％，固定碳含量在75％～87％，低位發(fā)熱量達(dá)到27MJ/kg～30MJ/kg，揮發(fā)分在10％～17％，爆炸性為15mm～40mm時(shí)，均滿足國(guó)家高爐噴吹用煤標(biāo)準(zhǔn)，可以直接作為高爐噴吹用煤煤粉。
文檔編號(hào)C21B5/00GK1680607SQ20041003086
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者劉仁生 申請(qǐng)人:劉仁生