关于合理降低炼铁用煤的灰分和含硫量的建议
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目前,我国高炉炼铁用的焦炭、喷吹用的煤粉,以及烧结用的无烟煤的灰分和含硫量都比较高,不但远远高于国外的水平,而且也高于国内60年代达到过的水平。 1966年重点企业炼铁用焦的灰…
目前,我国高炉炼铁用的焦炭、喷吹用的煤粉,以及烧结用的无烟煤的灰分和含硫量都比较高,不但远远高于国外的水平,而且也高于国内60年代达到过的水平。
1966年重点企业炼铁用焦的灰分是12.68%,含硫是0.64%,1980年则分别上升到13.55%和0.70%,1983年分别为13.81%和0.68%;高炉喷吹用的阳泉煤灰分从1966年的13.09%上升到1980年的24.06%,1983年为22.26%;同时含硫量由0.53%上升到1980年的1.03%(根据鞍钢数据)。高炉喷吹和烧结用的晋城、焦作等地的无烟煤的质量变化情况也和阳泉煤大致相似。目前全国喷吹用煤平均灰分约为20.5%~21%。历年炼铁用煤、焦灰分和含硫见表1~表3。
国外从节能和增产考虑,特别重视提高洗精煤和焦炭的质量(见表4)。
从表4可看出,国外洗精煤和焦炭的灰分是很低的,焦炭灰分一般都控制在9%~10%以下,美国还在焦炭配煤中加入石油焦,焦炭灰分可以降低到7%以下。
对于改善我国炼铁用煤、焦的质量,我们提出下列建议。
一、提高洗煤质量,降低焦炭灰分
炭灰分高的原因是洗煤灰分高。表5列出鞍钢近年供应的洗煤中的灰分所占比例。
降低洗煤灰分是解决此问题的根本措施,第一步应将焦炭灰分降至12%以下,为此,将炼焦配煤灰分从目前的10.5%左右降到9%以下,这对整个国民经济是有利的,也是可行的。
改善炼铁用燃料质量的经济效益是非常明显的。
炼铁燃料的灰分和含硫量的高低对高炉冶炼过程的影响很大。焦炭和喷吹用无烟煤的灰分过高,不仅使燃料本身热值下降,而且,由于大量灰分在高炉内变成了炉渣,为了保持一定的炉渣碱度,还要配人大量的石灰石。(焦炭灰分中大约50%是酸性氧化物——二氧化硅),因而要消耗更多的热量,增加高炉的燃料比,并降低产量。大体的规律是:燃料的灰分变动1%,影响高炉燃料比变化2%,产量变化3%(本文计算中取2%)。焦炭和喷吹用煤的含硫量升高,则使高炉脱硫任务加重,也需提高炉渣碱度,因而渣量增加、产量降低,燃料消耗增加。一般规律是:燃料中含硫量每变动0.1%,影响燃料比变化1.5%,产量变化2%。烧结矿使用无烟煤作为燃料(部分使用焦粉),在烧结过程中,可燃物质燃烧了,灰分却留在烧结矿中进入高炉,如果燃料灰分过高,不仅烧结过程中要消耗过量的燃料,而且由于降低了烧结矿的含铁量,使高炉的燃料比升高,产量下降。大致上矿石含铁量变动1%,影响燃料比变化2%,产量变化3%(本文计算产量变化取2%)。
根据以上生产上的相关变化,我们算了降低燃料灰分和含硫量对提高炼铁生产经济效益的几笔账。
假设全国年产生铁3400万t,其中重点企业生铁产量为2500万t。又以重点企业人炉焦比540 k/t,吨铁喷煤50 kg,中、小企业平均焦比677 kg/t,吨铁喷煤10 kg作为计算的基准。这样,全国高炉每年消耗焦炭和无烟煤分别为1959万t和134万t,其中重点企业分别为1350万t和125万t。另外,全国烧结用无烟煤450万t,其中重点企业320万t。
如果焦炭灰分比现在下降1%,达到12.50%,硫下降0.06%,达到0.64%;喷吹煤灰分下降8%,达到12.50%,含硫下降0.5%,达到0.53%;烧结用无烟煤灰分下降10%,达到12.5%~13%;那么炼铁生产过程和钢铁厂外运输将发生变化(见表6)。
由此可见,炼铁燃料用煤灰分和含硫量降低后所获得的经济效益是很大的:
(1)增产的生铁相当于增加一座3600 m3容积高炉的生产能力。
(2)节约的燃料相当于一座年产300万t煤的煤矿和年产200万t精煤的洗煤厂的产量。
(3)节约的石灰石相当于少开一座年产170万t的石灰石矿。
(4)每年节省厂外运输量相当于73200个车皮。
(5)从经济价值看,每年节约的燃料、熔剂和运输费用约为人民币1.3亿元。
二、扩大煤炭入洗率
扩大煤炭人洗率,经济上是合理的,技术上也是可行的。
(一)炼焦煤
目前,我国年产煤炭约6亿t,其中可用于炼焦的煤占一半左右。但炼焦煤的入洗率只占炼焦煤总量的28%左右,即有70%左右的炼焦煤被当成动力煤烧掉了。这在资源利用上是极不合理的。只要适当投资,新建和扩建一些洗煤厂,扩大炼焦煤的人洗量,在洗精煤产量基本不增加的情况下,提高洗煤深度(因今后几年炼铁产量不会大幅度增加,用焦量变化不大),必能有效地降低洗精煤的灰分和含硫量。洗后的中煤再作为动力煤用。在洗煤过程中,还可将这部分煤分级,块煤供机车用(机车用块煤比用原煤可节煤20%);末煤供发电用(发电厂用末煤可以节省磨煤能耗),可使煤炭资源的利用更加合理。降低洗精煤的灰分也是完全可能的,过去也曾达到过,1 966年我国洗精煤的灰分就比1 980年低O.86%。
(二)无烟煤
我国无烟煤年产量约1亿t,占煤炭总产量的20%左右。炼铁工业需要的是低灰、低硫的末煤,目前无烟煤矿洗选设施很少,出厂的多为高灰分原煤,资源的利用不够合理。建立无烟煤洗选厂,块煤供给化肥厂(它需用块煤,目前有些化肥厂常因得不到足够的块煤而用末煤加黏结剂造块),末煤人洗后的精煤供高炉和烧结用,中煤再供民用和其他用途。这也同样是可行而合理的。
(三)商品煤
我国的商品煤主要是原煤,近几年入洗的原煤占全部煤炭产量的17%左右,大大低于国外水平,如原煤人洗率:苏联为63.4%,澳大利亚为82.9%,联邦德国为87.0%,英国为87.3%,法国为91.5%。而筛选比则国外几乎达100%。因此扩大原煤人洗比例,是十分必要的。建立冶金用无烟煤基地
(1)阳泉无烟煤末煤人洗供华北和东北各厂喷吹和烧结使用(包钢宜就近用宁夏汝其沟优质无烟煤)。
(2)晋城和焦作无烟煤人洗,作为南方各厂烧结用煤。
(3)河南新密的无烟煤是较理想的喷吹用煤,建议扩大能力,增建洗煤厂,建成喷吹用煤基地,主要供应长江沿岸的武钢、马钢、梅山、宝钢、上钢一厂、湘钢等使用。
以上几处满足炼铁(包括烧结)工业生产的要求,需要人洗无烟煤总共为1000~1200万t,建设洗煤厂的投资按每吨煤8~10元计算,共需投资额1亿元左右。这个金额与炼铁一年多一点所节约的燃料费加熔剂费大体相当,经济上也是合算的。
此外,煤质改善后可实行优质优价,使煤炭和冶金行业都能获得经济效益。
再有,部分高炉可以改喷烟煤,使其能适应多煤种,以期实现就近择优用煤。
延伸阅读
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