近年來，蘭炭在國內(nèi)噴吹煤市場上逐漸占據(jù)一定的份額，相較于價格較高的煙煤，配加蘭炭能夠有效降低高爐燃料成本。尤其是今年國內(nèi)南方沿海如南鋼、梅鋼、寶鋼等企業(yè)，受政策和市場導向影響，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。
(字數(shù)：2404字，估計閱讀時間：5min)
1 概述
蘭炭之所以被稱為蘭炭，是因為燃燒時火焰顏色為藍色，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、化學活性高、灰分低、鋁低、硫低、磷低的等“三高四低”的優(yōu)點，逐步替代冶金焦炭使用，廣泛運用于很多重要化產(chǎn)品的生產(chǎn)。蘭炭是一種性價比比較高的炭材料，在高爐噴吹時采用蘭炭替代噴吹用煤，可以優(yōu)化資源利用結構，在節(jié)約企業(yè)資金的基礎上提升企業(yè)的綜合實力。
因蘭炭生產(chǎn)采用單一弱黏結性或不黏結性煤種，經(jīng)過低溫干餾工藝，除去煤中焦油物質和大部分揮發(fā)分后的蘭炭產(chǎn)品，強度和抗碎性能較差，因此不能代替焦炭用于高爐生產(chǎn)。但因其低廉的價格和優(yōu)良的化學性能，在高爐噴吹方面具有較強的經(jīng)濟優(yōu)勢。
近年來隨著國內(nèi)煤資源市場的變化，優(yōu)質煤的價格日益上升，并且資源供應情況比較緊張。為節(jié)約成本，噴吹混合煤中的無煙煤比例必須要降低。為此，就需要找到合適的替代燃料。國外已有采用褐煤生產(chǎn)蘭炭進行高爐噴吹試驗的先例，如前蘇聯(lián)和德國產(chǎn)的褐煤蘭炭已經(jīng)在高爐噴吹生產(chǎn)中廣泛采用，應用情況十分穩(wěn)定。甘肅酒鋼采用蘭炭替代無煙煤噴吹而進行了相關可行性分析，從可磨性，發(fā)熱量，著火點，爆炸性和燃燒率等指標角度對替代蘭炭的優(yōu)質特性得出了可行性結論。陜西龍鋼采用價格低廉蘭炭替代無煙煤進行噴吹試驗，蘭炭替代比例為10%。
2 寶鋼2號高爐噴吹蘭炭實踐
蘭炭是以高揮發(fā)分的弱黏結或不黏結性煤為原料經(jīng)中、低溫干餾炭化除去煤中焦油物質和大部分揮發(fā)分后的變焦產(chǎn)品，具有硫分低、灰分低、氣化效率高、反應性好、燃燒性能好等特點，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
（1）成分化驗：
寶鋼對4個地區(qū)的11家單位生產(chǎn)的蘭炭試樣進行了指標檢測，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，影響磨煤機最大出力的主要煤質指標是煤的可磨性。
表 可磨性
（3）爆炸性：
蘭炭的返回火焰長度在120mm-220mm，可見蘭炭的爆炸性微弱，適用于高爐噴吹。
表 返回火焰長度
（4）著火點：
因蘭炭揮發(fā)分較低，著火點偏高，除寧夏蘭炭外著火點在420-450℃的范圍內(nèi)。
表 著火溫度
（5）與無煙煤的對比：
蘭炭與無煙煤相比除水分偏高外其他差別不大，硫分偏低，可替代性質較為接近的永夏無煙煤。
表 與無煙煤的質量比較
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）對制粉的影響：
蘭炭的水分偏高可能會增加煤粉干燥消耗的熱量，蘭炭的耐磨指數(shù)偏低可能會影響磨煤機的出力。生產(chǎn)表明，蘭炭并未對磨煤機產(chǎn)生明顯的不利影響。
（3）對爐況的影響：
雖試用時間達到1個多月，但高配比的時間偏短，難以定量給出蘭炭試用對高爐燃料消耗的影響。
2.3 編者按
由于寶鋼2號高爐噴吹蘭炭周期只有32天，且高配比的時間片段，無法全面測試蘭炭對高爐爐況的影響。但從寶鋼2號高爐的實際生產(chǎn)情況來看，從成分、磨煤機出力、爐況、經(jīng)濟技術指標等來看，蘭炭的使用具備廣闊的前途。
3 承鋼高爐配加蘭炭實踐
3.1 噴煤配加情況
高爐于 2015 年 6 月開始噴吹蘭炭粉進行工業(yè)試驗( 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，高爐噴吹混煤的質量有所降低。通過理論計算，蘭炭粉配比10%，煤比在140kg/t左右時，高爐燃料比會升高約0．52kg/t。
蘭炭粉代替洗無煙煤需考慮到混煤揮發(fā)分升高對制粉系統(tǒng)安全性的影響，需控制配比?，F(xiàn)混合煤粉揮發(fā)分已經(jīng)接近安全上限25% 水平，進一步提高蘭炭粉比例影響制粉安全，因此蘭炭粉配比暫時穩(wěn)定在 10% 的水平。
3.2 高爐經(jīng)濟技術指標的影響
表 經(jīng)濟技術指標的變化
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燃料消耗的影響，實際影響燃料比升高1．2kg/t。按當前入爐燃料價格計算，蘭炭粉價格比洗無煙煤低138元/t，配加10%蘭炭粉后燃料比最大允許升高2．8kg/t，實際升高了1．2kg/t，試驗期間噴吹蘭炭粉創(chuàng)效1．1元/t鐵;反推蘭炭粉與洗無煙煤的合理差價最低80元/t。
3.3 對噴煤工序的影響
高爐噴吹蘭炭粉期間，噴煤工序中發(fā)現(xiàn)磨機出力降低了 1. 5 t/h，且對噴煤管道和設備磨損較大，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行試驗，并對結果進行分析對比，找出最優(yōu)結果。
表 煤粉成分
表 高爐噴吹煤指標要求
表 試驗方案
表 各試驗方案工業(yè)分析
表 不同方案可磨性指數(shù)、著火點和爆炸性結果
由試驗得出的結果如下：
(1)單獨龍鋼煙煤的返回火焰長度為220mm，單獨泰和蘭炭的返回火焰長度為140mm，龍鋼煙煤和泰和蘭炭混合試樣的返回火焰長度介于二者之間，配加50%蘭炭時效果最佳。但是，蘭炭比例為30%、40%、50%時，返回火焰長度基本接近，波動幅度不大。
(2)單獨龍鋼煙煤的著火點為373℃，單獨蘭炭的著火點為441.8℃，龍鋼煙煤和泰和蘭炭混合試樣的著火點介于二者之間，配加30%蘭炭時效果最佳。
(3)單獨煙煤的可磨性指數(shù)為57.352，單獨蘭炭的可磨性指數(shù)為60.817，混合試樣的可磨性指數(shù)介于二者之間，配加50%蘭炭時效果最佳。但是，蘭炭比例為30%、40%、50%時，哈氏可磨性指數(shù)很接近，波動幅度不大。
(4)蘭炭的加入可以降低試樣的灰熔點，配加30%蘭炭時效果最佳。綜合考慮加入蘭炭對噴煤爆炸性、著火點、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
在蘭炭替代無煙煤使用過程中，有利于高爐噴吹原料的資源結構優(yōu)化，大大節(jié)約了優(yōu)質煤的使用，在提高煤比同時，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)濟效益。但應注意，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：
（1）高爐噴吹配料中添加蘭炭的研究，王欣桐
?。?）寶鋼2號高爐噴吹蘭炭生產(chǎn)試驗，張典波等
?。?）高爐配加低價燃料的生產(chǎn)實踐，張之曉
?。?）高爐噴吹蘭炭的實驗研究，楊雙平等
