潘 鶴，余志彥，曾凡輝，林建峰，李學(xué)付

（濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南250101）

濟(jì)鋼120 m2燒結(jié)機(jī)配加石油焦的工業(yè)試驗(yàn)

潘 鶴，余志彥，曾凡輝，林建峰，李學(xué)付

（濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南250101）

石油焦是石油工業(yè)的一種低價(jià)值副產(chǎn)品，具有揮發(fā)分高、灰分低、固定碳含量高（約90%）、熱值高等特點(diǎn)。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，使用石油焦替代50%的無(wú)煙末煤作燒結(jié)燃料，燒結(jié)固體燃耗降低了2.5～3.0 kg/t，年可節(jié)約成本687.6萬(wàn)～854.4萬(wàn)元。

燒結(jié)；石油焦；無(wú)煙末煤；固體燃燒

1 前言

受2008年國(guó)際金融危機(jī)的影響，鋼鐵工業(yè)受到了較大的沖擊，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整、降低成本的重要性日益突出。燒結(jié)工序是我國(guó)冶金企業(yè)的能耗大戶，工序能耗約占鋼鐵工業(yè)總能耗的10%～20%，僅次于煉鐵（＞30%）。降低燒結(jié)工序能耗，對(duì)降低煉鐵成本、增加效益具有十分重要的意義。

石油焦是石油工業(yè)的一種低價(jià)值副產(chǎn)品，具有揮發(fā)分高、灰分低、固定碳含量高（約90%）、熱值高等特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著我國(guó)加工進(jìn)口原油比例的提高，目前我國(guó)石油焦的產(chǎn)量已占有相當(dāng)比例，而其價(jià)格與煤炭的價(jià)格已相當(dāng)接近［1］。因此，采用石油焦作燃料，以降低燒結(jié)固體燃耗，實(shí)現(xiàn)降本增效。

2 工業(yè)試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)選擇

由于石油焦是化工副產(chǎn)品，硫分高，燒結(jié)過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)煙氣中硫含量升高，污染空氣。濟(jì)鋼120 m2燒結(jié)機(jī)配備有配套的脫硫設(shè)備，能夠有效地控制燒結(jié)排放的煙氣硫含量，避免造成環(huán)境污染。所以，最終確定在濟(jì)鋼第一煉鐵廠120 m2燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)方案及時(shí)間安排

根據(jù)燒結(jié)系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)組織安排，試驗(yàn)分為3個(gè)階段，其中第1階段（2009年5月28～30日）燒結(jié)燃料全部采用無(wú)煙末煤；第2階段（2009年5月31日～6月1日）燒結(jié)燃料采用石油焦和無(wú)煙末煤，比例為1∶4，只在3#120 m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，主要目的是觀察石油焦的粒度、強(qiáng)度、水分等物理性能是否可以滿足燒結(jié)工藝的需求；第3階段（2009年6月2～8日）燒結(jié)燃料采用石油焦與無(wú)煙末煤比例為1∶1，在3臺(tái)120 m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行。

2.3 試驗(yàn)原燃料條件

試驗(yàn)期間燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)期間燒結(jié)中和料化學(xué)成分見表1、表2。根據(jù)試驗(yàn)期間生產(chǎn)組織安排，燒結(jié)礦堿度按照CaO/SiO2=1.95組織試驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)期間燒結(jié)原料結(jié)構(gòu) %

表2 試驗(yàn)期間燒結(jié)用中和料成分 %

試驗(yàn)期燒結(jié)采用的燃料是無(wú)煙末煤和石油焦，其主要化學(xué)成分及價(jià)格見表3。從表3可以看出，石油焦與燒結(jié)用無(wú)煙末煤相比，具有灰粉含量低、固定碳含量高、單位固定碳價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)，其劣勢(shì)是硫分高，在燒結(jié)過(guò)程雖能大部分脫除，但燒結(jié)煙氣中硫含量會(huì)有所上升。

表3 石油焦與無(wú)煙末煤的指標(biāo)對(duì)比

3 結(jié)果分析

3.1 配加石油焦對(duì)燒結(jié)過(guò)程及燒結(jié)礦質(zhì)量的影響

根據(jù)階段2試驗(yàn)觀察，石油焦強(qiáng)度較差,質(zhì)地松軟，堆比重比焦粉略小，四輥破碎機(jī)很容易破碎，按照正常破碎間隙＜3 mm粒度可以達(dá)到83%以上。石油焦作為燃料在燒結(jié)中使用，從燒結(jié)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，垂直燒結(jié)速度略有提高，機(jī)尾燃燒帶略窄，但燒結(jié)礦液相量和內(nèi)返礦都沒有發(fā)生明顯變化。而從燒結(jié)礦的成品礦粒級(jí)和化學(xué)成分來(lái)看（見表4），燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、粒度組成等物理指標(biāo)變化不大。而燒結(jié)礦品位從第1階段的54.64%提高到第3階段的55.10%，這是由于石油焦灰分很低，導(dǎo)致燒結(jié)礦SiO2含量由5.52%降低到5.37%，燒結(jié)礦品位提高明顯。

表4 燒結(jié)礦成分與粒度組成對(duì)比 %

3.2 配加石油焦對(duì)固體燃耗的影響

試驗(yàn)期間的燃料消耗情況：第1階段為63.26 kg/t，第 2 階段為 64.25 kg/t，第 3 階段為 59.58 kg/t。由于第2階段只在3#120 m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間較短，燒結(jié)原料成分波動(dòng)較大，該階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不具有代表性，不能充分說(shuō)明問(wèn)題。僅對(duì)第3階段和第1階段燃耗進(jìn)行比較，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，第3階段燒結(jié)所使用的無(wú)煙末煤與石油焦比例約為1∶1的試驗(yàn)期與全部使用末煤作為基準(zhǔn)期相比，固體總?cè)己慕档土?.68 kg/t?？紤]到第1階段還有部分焦?fàn)t灰參與配料的影響，保守估計(jì)，此次試驗(yàn)固體總?cè)己谋然鶞?zhǔn)期降低了2.5～3.0 kg/t。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 燃耗降低效益

按照第3階段用石油焦替代50%的無(wú)煙末煤作為燒結(jié)燃料，根據(jù)當(dāng)時(shí)的燃料價(jià)格，石油焦、無(wú)煙末煤到廠干噸價(jià)格分別為809.1元/t和779.6元/t，固體燃耗降低2.5～3.0 kg/t，3臺(tái)120 m2燒結(jié)機(jī)月產(chǎn)量按35萬(wàn)t計(jì)算，則每月降低成本69.5萬(wàn)～83.4萬(wàn)元。

4.2 煙氣脫硫費(fèi)用

第3階段試驗(yàn)大比例使用石油焦后，燒結(jié)機(jī)煙氣SO2濃度明顯增高。2009年6月3日19：00～6月4日5：00，采取?；彝Ｋ霓k法依據(jù)在線檢測(cè)數(shù)據(jù)估算，脫硫系統(tǒng)煙氣SO2濃度大約升高200 mg/m3。依照日常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，脫硫所需要的CaO與脫去煙氣中硫的比為2，生石灰CaO含量為81%，煙氣流量為66萬(wàn)m3/h，煙氣溫度為110℃，則脫除煙氣多增加的200 mg/m3SO2，每天需多消耗生石灰6.8 t。同時(shí)考慮到設(shè)備折舊及其他維護(hù)費(fèi)用，每月增加的脫硫費(fèi)用約為12.2萬(wàn)元。

考慮燒結(jié)固體燃耗帶來(lái)的效益，剔除燒結(jié)煙氣脫硫費(fèi)用支出，預(yù)計(jì)年效益為687.6萬(wàn)～854.4萬(wàn)元。

5 結(jié)論

5.1 以石油焦部分替代燒結(jié)用無(wú)煙末煤作為燒結(jié)燃料，能夠滿足燒結(jié)生產(chǎn)需要，有利于燒結(jié)降低固體燃料消耗，替代50%無(wú)煙末煤，使燒結(jié)固體燃耗下降2.5～3.0 kg/t。

5.2 由于石油焦灰分很低，燒結(jié)礦SiO2降低比較明顯，對(duì)提高燒結(jié)礦品位比較有利，對(duì)其他燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)影響不大。

5.3 由于石油焦本身屬于高硫分燃料，其燃燒后會(huì)使燒結(jié)機(jī)尾煙氣SO2濃度明顯增高，脫硫費(fèi)用會(huì)有所增加，同時(shí)，各企業(yè)需根據(jù)自身設(shè)備水平及配置情況，選擇性使用石油焦作為燒結(jié)燃料，避免造成環(huán)境污染。

［1］ 劉海嘯，張國(guó)棟，趙巍,等.石油焦用作耐火材料高溫窯燃料的探索［J］.耐火材料，2008，42（6）:470-472.

Industrial Test of Sinter with Addition of Petroleum Coke in Jinan Steel’s 120 m2Sinter Machines

PAN He,YU Zhi-yan,ZENG Fan-hui,LIN Jian-feng,LI Xue-fu
（Jinan Iron and Steel Group Corporation,Jinan 250101,China）

Petroleum coke is a low value byproduct of petroleum industry and possesses the characteristics of high volatile,low ash,high fixed carbon content and high heat value etc.According to production practice,petroleum coke was regard as sinter fuel instead of 50%of anthracite power.Experimental results showed that solid fuel consumption decreased by 2.5 to 3.0 kg/t in sinter,and the cost can be saved by 6.876 million to 8.544 million Yuan per year.

sintering;petroleum coke;anthracite power;solid fuel consumption

TF046.4

A

1004-4620（2010）04-0051-02

2010-03-31

潘鶴，男，1981年生，2007年畢業(yè)于遼寧科技大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)，碩士?，F(xiàn)為濟(jì)鋼技術(shù)中心工程師，從事燒結(jié)煉鐵技術(shù)工作。