近年來，蘭炭在國(guó)內(nèi)噴吹煤市場(chǎng)上逐漸占據(jù)一定的份額，相較于價(jià)格較高的煙煤，配加蘭炭能夠有效降低高爐燃料成本。尤其是今年國(guó)內(nèi)南方沿海如南鋼、梅鋼、寶鋼等企業(yè)，受政策和市場(chǎng)導(dǎo)向影響，噴煤配加蘭炭比例逐漸提高。什么是蘭炭？它與煙煤、無(wú)煙煤的區(qū)別是什么？高爐配加蘭炭的原則和方法？配加比例的影響條件？如何在穩(wěn)定高爐爐況的前提下，提高蘭炭比例及降低成本？小編匯總了匯總了國(guó)內(nèi)多家蘭炭使用鋼鐵企業(yè)的性能分析、方案和效果，為其他有需求的企業(yè)提供有用信息。

　　

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　　1 概述

　　蘭炭之所以被稱為蘭炭，是因?yàn)槿紵龝r(shí)火焰顏色為藍(lán)色，其又可被稱為蘭炭，作為新興的一種炭材料，蘭炭具有固定碳高、比電阻高、化學(xué)活性高、灰分低、鋁低、硫低、磷低的等“三高四低”的優(yōu)點(diǎn)，逐步替代冶金焦炭使用，廣泛運(yùn)用于很多重要化產(chǎn)品的生產(chǎn)。蘭炭是一種性價(jià)比比較高的炭材料，在高爐噴吹時(shí)采用蘭炭替代噴吹用煤，可以優(yōu)化資源利用結(jié)構(gòu)，在節(jié)約企業(yè)資金的基礎(chǔ)上提升企業(yè)的綜合實(shí)力。

　　因蘭炭生產(chǎn)采用單一弱黏結(jié)性或不黏結(jié)性煤種，經(jīng)過低溫干餾工藝，除去煤中焦油物質(zhì)和大部分揮發(fā)分后的蘭炭產(chǎn)品，強(qiáng)度和抗碎性能較差，因此不能代替焦炭用于高爐生產(chǎn)。但因其低廉的價(jià)格和優(yōu)良的化學(xué)性能，在高爐噴吹方面具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

　　近年來隨著國(guó)內(nèi)煤資源市場(chǎng)的變化，優(yōu)質(zhì)煤的價(jià)格日益上升，并且資源供應(yīng)情況比較緊張。為節(jié)約成本，噴吹混合煤中的無(wú)煙煤比例必須要降低。為此，就需要找到合適的替代燃料。國(guó)外已有采用褐煤生產(chǎn)蘭炭進(jìn)行高爐噴吹試驗(yàn)的先例，如前蘇聯(lián)和德國(guó)產(chǎn)的褐煤蘭炭已經(jīng)在高爐噴吹生產(chǎn)中廣泛采用，應(yīng)用情況十分穩(wěn)定。甘肅酒鋼采用蘭炭替代無(wú)煙煤噴吹而進(jìn)行了相關(guān)可行性分析，從可磨性，發(fā)熱量，著火點(diǎn)，爆炸性和燃燒率等指標(biāo)角度對(duì)替代蘭炭的優(yōu)質(zhì)特性得出了可行性結(jié)論。陜西龍鋼采用價(jià)格低廉蘭炭替代無(wú)煙煤進(jìn)行噴吹試驗(yàn)，蘭炭替代比例為10%。

　　2 寶鋼2號(hào)高爐噴吹蘭炭實(shí)踐

　　蘭炭是以高揮發(fā)分的弱黏結(jié)或不黏結(jié)性煤為原料經(jīng)中、低溫干餾炭化除去煤中焦油物質(zhì)和大部分揮發(fā)分后的變焦產(chǎn)品，具有硫分低、灰分低、氣化效率高、反應(yīng)性好、燃燒性能好等特點(diǎn)，可作為高爐噴吹用原料資源拓展的方向。

　　2.1 蘭炭成分及性能指標(biāo)

　　（1）成分化驗(yàn)：

　　寶鋼對(duì)4個(gè)地區(qū)的11家單位生產(chǎn)的蘭炭試樣進(jìn)行了指標(biāo)檢測(cè)，工業(yè)分析見下表。

　　表 蘭炭工業(yè)分析

　　（2）可磨性：

　　采用哈氏可磨性指數(shù)來衡量煤的可磨性，影響磨煤機(jī)最大出力的主要煤質(zhì)指標(biāo)是煤的可磨性。

　　表 可磨性

　　（3）爆炸性：

　　蘭炭的返回火焰長(zhǎng)度在120mm-220mm，可見蘭炭的爆炸性微弱，適用于高爐噴吹。

　　表 返回火焰長(zhǎng)度

　　（4）著火點(diǎn)：

　　因蘭炭揮發(fā)分較低，著火點(diǎn)偏高，除寧夏蘭炭外著火點(diǎn)在420-450℃的范圍內(nèi)。

　　表 著火溫度

　　（5）與無(wú)煙煤的對(duì)比：

　　蘭炭與無(wú)煙煤相比除水分偏高外其他差別不大，硫分偏低，可替代性質(zhì)較為接近的永夏無(wú)煙煤。

　　表 與無(wú)煙煤的質(zhì)量比較

2.2 配加蘭炭的影響

　　（1）成分影響：

　　混合煤粉中的硫分隨蘭炭配比的增加，略有降低但降幅不明顯。噴吹煤中配加蘭炭后，亦符合高爐對(duì)噴吹煤粉的要求，且從發(fā)熱值上看有利于降低燃料消耗從硫分上看，有利于拓展高硫煤的使用空間。

　　（2）對(duì)制粉的影響：

　　蘭炭的水分偏高可能會(huì)增加煤粉干燥消耗的熱量，蘭炭的耐磨指數(shù)偏低可能會(huì)影響磨煤機(jī)的出力。生產(chǎn)表明，蘭炭并未對(duì)磨煤機(jī)產(chǎn)生明顯的不利影響。

　　（3）對(duì)爐況的影響：

　　雖試用時(shí)間達(dá)到1個(gè)多月，但高配比的時(shí)間偏短，難以定量給出蘭炭試用對(duì)高爐燃料消耗的影響。

　　2.3 編者按

　　由于寶鋼2號(hào)高爐噴吹蘭炭周期只有32天，且高配比的時(shí)間片段，無(wú)法全面測(cè)試蘭炭對(duì)高爐爐況的影響。但從寶鋼2號(hào)高爐的實(shí)際生產(chǎn)情況來看，從成分、磨煤機(jī)出力、爐況、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等來看，蘭炭的使用具備廣闊的前途。

　　3 承鋼高爐配加蘭炭實(shí)踐

　　3.1 噴煤配加情況

　　高爐于 2015 年 6 月開始噴吹蘭炭粉進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)( 煤粉中蘭炭粉配比 10% ) ，各高爐噴吹蘭炭粉期間保持了穩(wěn)定的噴吹煤粉配比。

　　表 蘭炭成分

表 高爐噴吹煤的成分

　　配加蘭炭粉后，高爐噴吹混煤的質(zhì)量有所降低。通過理論計(jì)算，蘭炭粉配比10%，煤比在140kg/t左右時(shí)，高爐燃料比會(huì)升高約0．52kg/t。

　　蘭炭粉代替洗無(wú)煙煤需考慮到混煤揮發(fā)分升高對(duì)制粉系統(tǒng)安全性的影響，需控制配比。現(xiàn)混合煤粉揮發(fā)分已經(jīng)接近安全上限25% 水平，進(jìn)一步提高蘭炭粉比例影響制粉安全，因此蘭炭粉配比暫時(shí)穩(wěn)定在 10% 的水平。

　　3.2 高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的影響

　　表 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的變化

　　噴吹蘭炭粉前后，高爐燃料比升高4．33kg/t、煤比降低3．31kg/t，扣除鐵損和品位變化對(duì)燃料消耗的影響，實(shí)際影響燃料比升高1．2kg/t。按當(dāng)前入爐燃料價(jià)格計(jì)算，蘭炭粉價(jià)格比洗無(wú)煙煤低138元/t，配加10%蘭炭粉后燃料比最大允許升高2．8kg/t，實(shí)際升高了1．2kg/t，試驗(yàn)期間噴吹蘭炭粉創(chuàng)效1．1元/t鐵;反推蘭炭粉與洗無(wú)煙煤的合理差價(jià)最低80元/t。

　　3.3 對(duì)噴煤工序的影響

　　高爐噴吹蘭炭粉期間，噴煤工序中發(fā)現(xiàn)磨機(jī)出力降低了 1. 5 t/h，且對(duì)噴煤管道和設(shè)備磨損較大，頻繁發(fā)生跑粉現(xiàn)象。

　　4 龍鋼煙煤配加蘭炭性能的研究

　　采用龍鋼煙煤和泰和蘭煤進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比，找出最優(yōu)結(jié)果。

　　表 煤粉成分

表 高爐噴吹煤指標(biāo)要求

表 試驗(yàn)方案

表 各試驗(yàn)方案工業(yè)分析

表 不同方案可磨性指數(shù)、著火點(diǎn)和爆炸性結(jié)果

由試驗(yàn)得出的結(jié)果如下：

　　(1)單獨(dú)龍鋼煙煤的返回火焰長(zhǎng)度為220mm，單獨(dú)泰和蘭炭的返回火焰長(zhǎng)度為140mm，龍鋼煙煤和泰和蘭炭混合試樣的返回火焰長(zhǎng)度介于二者之間，配加50%蘭炭時(shí)效果最佳。但是，蘭炭比例為30%、40%、50%時(shí)，返回火焰長(zhǎng)度基本接近，波動(dòng)幅度不大。

　　(2)單獨(dú)龍鋼煙煤的著火點(diǎn)為373℃，單獨(dú)蘭炭的著火點(diǎn)為441.8℃，龍鋼煙煤和泰和蘭炭混合試樣的著火點(diǎn)介于二者之間，配加30%蘭炭時(shí)效果最佳。

　　(3)單獨(dú)煙煤的可磨性指數(shù)為57.352，單獨(dú)蘭炭的可磨性指數(shù)為60.817，混合試樣的可磨性指數(shù)介于二者之間，配加50%蘭炭時(shí)效果最佳。但是，蘭炭比例為30%、40%、50%時(shí)，哈氏可磨性指數(shù)很接近，波動(dòng)幅度不大。

　　(4)蘭炭的加入可以降低試樣的灰熔點(diǎn)，配加30%蘭炭時(shí)效果最佳。綜合考慮加入蘭炭對(duì)噴煤爆炸性、著火點(diǎn)、可磨性及灰熔融特性的影響，采用龍鋼煙煤∶泰和蘭炭=7∶3搭配組成的混合煤用作高爐噴煤可以獲得更優(yōu)良的冶金性能。

　　5 總結(jié)

　　在蘭炭替代無(wú)煙煤使用過程中，有利于高爐噴吹原料的資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，大大節(jié)約了優(yōu)質(zhì)煤的使用，在提高煤比同時(shí)，降低噴吹用煤的使用成本，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效益，適合繼續(xù)在生產(chǎn)上采用，以獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。但應(yīng)注意，在配入蘭炭后，高爐透氣性指數(shù)和高爐利用系數(shù)略有降低。

　　參考文獻(xiàn)：

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　?。?）高爐噴吹蘭炭的實(shí)驗(yàn)研究，楊雙平等