探讨球团回转窑喷煤技术的应用

探讨球团回转窑喷煤技术的应用

李成峰

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摘要：随着钢铁行业原燃料价格不断上涨，节约能源消耗是钢铁企业降本增效的有效手段。常规球团工序的回转窑生产过程使用高炉煤气或者转炉煤气，采用球团回转窑喷煤技术，将回转窑使用的燃料由煤粉替换掉高炉煤气或者转炉煤气，降低综合成本的同时替换掉的高炉煤气或者转炉煤气可以供煤气发电进行发电，达到资源综合利用的目的。

关键词：回转窑；喷煤；钢铁冶金行业

引言：

当前钢铁冶金行业遭遇到全球性的原料价格上涨，焦炭、矿石的价格涨幅惊人，冶炼成本普遍提高，这给回转窑炼铁业带来更大的困难。因此降低冶炼成本成了回转窑作业的重要目标，其中降低焦比尤其重要。从上世纪５０年代起，人们就在努力向回转窑内喷吹相对廉价的煤粉，以部分替代价格相对昂贵的焦炭。经过半个世纪的努力，在寻求技术创新和进步着力降低能耗，提高经济效益减少和控制污染等方面取得了很大的成绩，喷煤技术取得了巨大的成功。喷煤技术日趋成熟，同时回转窑喷煤是国家大力推广的具有节能和环保效果的重要技术措施，符合生产企业的经济利益，也符合国家的产业政策。回转窑喷煤是我国炼铁技术进步的核心标志，喷煤系统己逐渐成为回转窑必备的附属设施。

我公司球团生产线自2011年10月投产以来，采用高炉煤气与转炉煤气混合煅烧工艺。为确保公司二期煤气发电正常运行，降低公司整体成本。对球团生产线燃烧系统进行改造，改为煤粉与煤气混合煅烧工艺，煤粉由白灰煤粉制备系统生产，通过罐车拉运至球团，在球团窑头建造煤粉仓、煤粉定量喂料机、喷吹罗茨风机、燃烧器等设备设施，完成球团煤粉煅烧的工艺要求。

一、现状

1、国内外回转窑喷煤工艺发展状况

回转窑喷吹煤粉自1840-1845年法国马恩省炼铁厂喷吹木炭屑开始,1881年形成专利权｡20世纪60年代开始用于生产,经历了百余年的试验研究和完善提高｡到现在世界上90%的生铁是在采用喷吹补充燃料的回转窑上生产出来的｡其中喷吹煤粉的回转窑占80%以上｡1964年1月美国阿木克什兰厂第一套喷煤装置投入使用,同年4月中国鞍山钢铁公司和首都钢铁公司也开始了工业试验和生产｡20世纪80年代后期至90年代中期发展迅速,这十多年间中国喷吹煤粉的回转窑数量和喷吹量均处于世界领先地位｡近期由于油价上涨,喷油回转窑也逐渐被喷煤回转窑取代,特别是90年代后期,喷煤回转窑和喷煤量增加较多｡在本世纪2000年以后,我国回转窑喷煤水平发展很快,超过lOOkg/t.Fe煤比的回转窑座数达总回转窑数的半数以上｡宝钢回转窑喷煤量达203kg/t.Fe｡国外大部分回转窑喷吹中等挥发分或高挥发分的烟煤,其原因是烟煤来源容易,烟煤燃烧性与含氢量均优于无烟煤｡近年来更注意配煤和高反应性煤的应用和不同煤种搭配,煤的灰分和含硫水平都控制在与焦炭接近或在焦炭水平以下｡80%以上的厂家煤粉粒度控制在0.088mm以下,也有少数厂如英国的Scunthorpe厂喷粒煤｡其中Q.Victoria号回转窑月平均喷煤量达到201kg/t.Fe时,仍然具有高达0.93的置换比｡法国的Lonfort公司的回转窑也喷粒煤｡喷粒煤可以降低制粉车间的投资和电耗,但需要较高的富氧,需要增加制氧车间的投资和电耗,喷粒煤需选择高结晶水含量的褐煤｡

二、研究目的及意义

回转窑喷煤技术是一项钢铁企业节能降耗的有效手段。当前我国的钢铁行业发展非常迅速，在激烈的市场竞争中钢铁为了节约成本提高效益，大力引入和应用一些节能的新技术新手段。回转窑喷煤技术的应用就是其中一项非常重要的途径，是钢铁企业降比增效，节能降耗的有效手段。

三、球团生产线燃气改煤粉煅烧改造方案

根据现有球团生产线设备情况，进行煤气与烟煤混烧。白灰煤粉制备每天除自行满足生产需求外，每天可供球团40吨用量。在白灰煤粉制备现场建设罐车装料场地除尘器，煤粉通过专用防爆罐车拉运至球团窑头，球团现场建设煤粉仓，煤粉通过转子秤、罗茨风机喷吹至球团回转窑进行煅烧。球团现场变压器容量已经超出负荷无法增容，需扩大变压器。考虑到煤粉仓下料稳定，需对整体煤粉仓框架进行整体彩瓦封闭。

四、煤气转换成烟煤是燃料消耗测算

按照高炉煤气热值900千卡/ m³，转炉煤气1900千卡/ m³，进厂烟煤热值6000千卡/kg计算

小时煤气产生的热值：16000m³x900千卡/ m³+4500m³x1900千卡/m³=22950000千卡。

每小时需要烟煤：22950000千卡÷6000千卡/kg=3825kg=3.83t

五、球团燃料效益测算

1、全燃气情况下：

气体燃料情况下燃料成本：160 m³/t x0.06元/ m³+45 m³/t x0.08元/ m³=13.2元/吨。

2、煤气+煤粉情况下

（1）燃料成本：

由于白灰煤磨机只能工球团使用1.8吨/小时，根据实际情况测算需要转炉煤气7000立方或高炉煤气15000立方，按照烟煤

+转炉煤气情况下燃料成本：0.018t/t x286.32元/ t+70 m³*0.08元/ m³=10.26元/吨。附加脱硫必须全面运行，煤粉制备系统总电量1300kwh/h，单位电耗13kwh/t，单位成本4.55元/吨，总体成本14.81元/吨。燃料成本升高1.61元/吨

（2）设备、人员成本：

1）设备固定资产投资约280万元，按年生产60万吨计算，吨球团矿折旧费约0.46元/吨。

2）机物料、维修费年需60万元，按年生产60万吨计算，吨球团矿1元/吨。

3）人员8人，每人月工资4000元，全年工资为38.4万元，按年生产60万吨计算，吨球团矿0.64元/吨。

烟煤+煤气煅烧球团矿煅烧吨成本升高3.71元/吨，按月产量7万吨计算，月费用升高25.97万元。

3、煤气发电效益测算：

球团回转窑燃气生产改造喷煤、燃气混烧生产后，按照喷煤量可节约高炉煤气15000m³/h,依据发电煤气单耗3.5m³/kwh,每小时增加发电量4200kwh,月增加发电量302.4万kwh。2#机组含煤气成本，发电成本为0.325元/kwh,网购电成本0.46元/kwh,经济效益为（0.46 -0.325）元/kwh*302.4万kwh=40.82万元。

综上测算。球团使用煤粉配加煤气煅烧后成本总费用升高25.97万元/月，电厂使用球团节省煤气发电产生效益40.82万元/月。综合效益降低14.85万元/月。

六、结语

随着公司回转窑喷煤技术的应用，用煤粉替代煤气，降低了球团工序燃料成本，同时综合有效的利用煤气资源用于发电，节能降耗的同时也达到也降比增效的目的。

参考文献

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