本技术发明属于钢铁工艺中炼铁
技术领域：
，特别涉及一种干法除尘灰用于高炉喷煤配入比例确定方法。
背景技术：
：喷吹煤粉工艺作为调节炉况和降低炼铁生产成本的最主要举措，已经在不同的冶金企业采用，随着喷吹煤比不断提升，发挥越来越大的作用。伴随着现今技术和装备水平的进步，同时考虑经济性冶炼的要求，喷吹煤种的选择也已经从过去单一的无烟煤喷吹，转变到今天烟煤、无烟煤、贫煤、瘦煤、褐煤以及cdq粉等多煤种混合配制、混合喷吹，并且在取得较好应用效果基础上，大幅度拓宽了煤种使用范围，降低配煤成本，使得资源得到了更好的利用。出于绿色、可循环发展经济的需要，国家对于环保工作愈加重视，而冶金企业作为耗能和粉尘排放大户，对此方面的要求也是更加严格。为应对环保要求，使得企业都只能采用以“干熄焦、干法除尘”为代表的新工艺，在提升生产效率的同时，达到节省水资源、减少大气外派污染的效果。但冶金企业中的不同工艺中数量众多环保设备的投入及使用，每年要不可避免的产生大量工艺粉尘，如烧结电厂除尘灰、高炉干法布袋灰、高炉炉前除尘灰、高炉矿、焦槽除尘灰等等，而这些新产生的粉尘产物堆放和处理，形成了一个新难题，成为冶金工作者重点研究的领域之一。高炉冶炼工艺中，采用干法除尘工艺后，每年都要产生大量的干法除尘灰，无论堆放还是其它工艺处理，令冶金企业十分困扰。对于高炉干法除尘灰，由于是高炉炼铁工艺中的除尘产物，除了含有一定量的脉石成分以外，就是含有较高的铁、碳元素。而干法除尘灰，大部分还是工艺回配方式加以利用，如与其它除尘产物混合后，与精矿、粉矿一起进行烧结配料后，重新回到烧结工艺中去；或者将除尘灰作为某种原料，进行炮泥、助燃剂以及提锌等产业使用，但对于除尘灰应用于这些工艺是否合理，能否达到最佳除尘灰利用效果，尚无准确的结论。高炉作为现有利用效率最高的单体容器，其功能是实现多物种的综合利用，但核心的作用还是以碳炼铁，而这恰恰与除尘灰的自身成分相吻合。干法除尘灰作为冶炼工艺中二次产物，既是一种工业粉尘，也是一种资源，如将其合理利用，除了有利于环保工作，每年还可为企业产生巨大的效益。现有技术中，利用不同的喷吹工艺，将不同种类的除尘灰视作喷吹用煤，起到发热值和还原剂的技术(见中国专利“焦炉除尘灰的气力输送及高炉喷吹的工艺及系统”专利申请号：cn102502262b，“一种转炉除尘灰用于高炉喷吹的优化方法”专利申请号：cn105925740a，“一种焦化除尘灰焦粉高炉喷吹增效利用系统及工艺”专利申请号：cn108300824a，“混合喷吹煤粉”专利申请号：cn106811254a，“一种高炉风口喷吹旋风灰固废回收利用的方法”专利申请号：cn101942535b等)。此类技术，采用与高炉喷吹煤粉进行混合，并于与煤粉一并进入高炉，降低了混合煤粉爆炸性，提高了混合煤粉燃烧率，实现了高炉稳定顺行的基础，降低了喷吹成本和生铁成本，较大限度的利用钢铁厂废弃物资源，可以说此类技术是作为除尘灰最好的利用方法。但还存在一些问题，如喷吹除尘灰种类的选择、除尘灰的配加比例以及除尘灰配加后与高炉操作关系的建立，这些问题在这些技术中并没有给出答案。再有就是采用除尘灰回配烧结系统的一些技术(见中国专利“一种利用烧结工艺处理含铁粉尘的方法”专利申请号：cn109022762a，“将工业固废物料烧结成高炉冶炼烧结矿的生产方法”专利申请号：cn103045856a等)。通过将除尘灰与其它物料综合一起，送至烧结机进行烧结，可以提升烧结矿强度及平均粒度，使得烧结矿的低温还原粉化被明显抑制，烧结矿质量改善明显，这些技术虽然应用较为成熟，但除尘灰中的铁、碳利用效率偏低，经济上未达到应用最优化。还有一些关于除尘灰在其它领域应用的技术(见中国专利“一种高炉喷煤助燃剂及其制备方法与应用”专利申请号：cn103451333b，“一种改善高炉喷吹用煤粉流动性的添加剂及其使用方法”专利申请号：cn108707708a，“一种高炉除尘灰的资源化利用方法”专利申请号：cn104402097b，“一种含锌高炉除尘灰再资源化处理方法”专利申请号：cn103866131b，“一种从炼铁高炉除尘灰中提取氧化锌的方法”专利申请号：cn104418381b等)，通过将除尘灰作为工业成品的部分原料，制作诸如助燃剂、耐火材料制品等产品，解决了高炉除尘灰环境污染与占地问题，实现除尘灰多领域应用，提升除尘灰应用附加值，也具有较好的发展前景。但此类技术，受限于产品数量，除尘灰产量较大的情况下，利用数量有限。其它的就是国内外可以查阅到的一些文献资料(见期刊《钢铁钒钛》“海砂矿和高炉粉尘复合造块还原试验”2015年，5卷，1期，88～89，《中国冶金》“长钢9号高炉布袋灰与煤混喷的最佳配比选择”2011年，25卷，5期，32～34，《钢铁》“高炉喷吹除尘灰的研究”2008年，43卷，9期，89～91等)，此类文献资料有论述到，高炉干法灰由于含碳高、热值高可以与煤混合后进行高炉喷吹，还有说明了除尘灰中的碳是过剩的，喷入到高炉后，焦比会降低，还消除了环境堆放污染和安全因素。而喷吹煤粉工艺作为外部物料进入高炉内部的输送方式之一，可以实现将不同物料直接投放到高炉下部，从而加以利用。在此基础上，若以混合煤粉作为输送载体，将干法除尘灰喷入到高炉下部高温区，能够效率最高的利用其中有益的铁、碳成分，充分发挥除尘灰的助燃等作用，将完美的实现二者结合使用，从而达到最佳的利用效果。技术实现要素：为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种干法除尘灰用于高炉喷煤配入比例确定方法。改善混合煤粉的燃烧效果同时，提升除尘灰中铁、碳元素利用效果，实现干法除尘灰的最优化应用，为冶金企业增加效益。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：一种干法除尘灰用于高炉喷煤配入比例确定方法，包括如下步骤：(1)选用单一储煤仓进行存放干法除尘灰，(2)生产中，将储煤仓中干法除尘灰投放到运煤主皮带已有煤粉上部，再覆盖煤粉，(3)进入中速磨将煤粉和除尘灰二者研磨，并加以混匀，后通过喷吹罐流化、加压，采用气力输送方式，通过喷煤枪将混合煤粉喷入到高炉风口和回旋区内，(4)依据混合煤粉中干法除尘灰配加质量比例的需要，以干法除尘灰中的碳元素含量、铁元素含量，以及混合煤粉中碳元素含量、混合煤粉平均粒度组成、鼓入热风温度、富氧率作为基础参考数据，采用如下的方法进行干法除尘灰用于高炉喷煤配入比例确定。公式中符号：prbl为混合煤粉中除尘灰配入质量比例，％；thl为除尘灰中铁元素质量百分含量，％；ldzc为混合煤粉平均粒度组成，mm；chl为除尘灰中碳元素质量百分含量，％；fc为混合煤粉中碳元素质量百分含量，％；rfwd为高炉生产中鼓入热风温度，℃；fyl为高炉生产中富氧率，％；m1为系数，取值范围为9.04×10-2～1.13×10-2；m2为系数，取值范围为0.32～0.41，量纲为mm-1；m3为系数，取值范围为78.21～94.48；m4为系数，取值范围为22.45～24.96，量纲为℃-4.3；m5为系数，取值范围为4.35～4.68。所述高炉干法灰为高炉冶炼工艺下的干法布袋除尘灰。本发明应用范围为有效炉容为350m3～6500m3的高炉。所述煤粉为烟煤、无烟煤、贫煤、瘦煤、贫瘦煤、褐煤中的一种或几种。所述气力输送采用浓相输送方式，气固比控制范围为40kg/m3～300kg/m3。所述选用的干法除尘灰中，碳元素含量的质量比例控制范围为20％～65％。所述选用的干法除尘灰中，铁元素含量的质量比例控制范围为15％～50％。所述混合煤粉平均粒度组成的控制范围为0.025mm～0.085mm。所述高炉生产中鼓入热风温度的控制范围为800℃～1350℃。所述高炉生产中富氧率的控制范围为0％～20％。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明按照此方法以混合煤粉作为载体，采用除尘灰与煤粉混配的方式，以除尘灰自身成分和高炉不同运行状态的操作指标作为技术参考数据，确定混合煤粉中干法除尘灰配加比的方法，可以起到改善混合煤粉的燃烧效果同时，提升除尘灰中铁、碳元素利用效果，实现干法除尘灰的最优化应用，为冶金企业增加效益。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：一种干法除尘灰用于高炉喷煤配入比例确定方法，包括如下步骤：(1)选用单一储煤仓进行存放干法除尘灰，(2)生产中，将储煤仓中干法除尘灰投放到运煤主皮带已有煤粉上部，再覆盖煤粉，(3)进入中速磨将煤粉和除尘灰二者研磨，并加以混匀，后通过喷吹罐流化、加压，采用气力输送方式，通过喷煤枪将混合煤粉喷入到高炉风口和回旋区内，(4)依据混合煤粉中干法除尘灰配加质量比例的需要，以干法除尘灰中的碳元素含量、铁元素含量，以及混合煤粉中碳元素含量、混合煤粉平均粒度组成、鼓入热风温度、富氧率作为基础参考数据，采用如下的方法进行干法除尘灰用于高炉喷煤配入比例确定。公式中符号：prbl为混合煤粉中除尘灰配入质量比例，％；thl为除尘灰中铁元素质量百分含量，％；ldzc为混合煤粉平均粒度组成，mm；chl为除尘灰中碳元素质量百分含量，％；fc为混合煤粉中碳元素质量百分含量，％；rfwd为高炉生产中鼓入热风温度，℃；fyl为高炉生产中富氧率，％；m1为系数，取值范围为9.04×10-2～1.13×10-2；m2为系数，取值范围为0.32～0.41，量纲为mm-1；m3为系数，取值范围为78.21～94.48；m4为系数，取值范围为22.45～24.96，量纲为℃-4.3；m5为系数，取值范围为4.35～4.68。所述高炉干法灰为高炉冶炼工艺下的干法布袋除尘灰。本发明的应用范围为有效炉容为350m3～6500m3的高炉。所述煤粉为烟煤、无烟煤、贫煤、瘦煤、贫瘦煤、褐煤中的一种或几种。所述气力输送采用浓相输送方式，气固比控制范围为40kg/m3～300kg/m3。所述选用的干法除尘灰中，碳元素含量的质量比例控制范围为20％～65％。所述选用的干法除尘灰中，铁元素含量的质量比例控制范围为15％～50％。所述混合煤粉平均粒度组成的控制范围为0.025mm～0.085mm。所述高炉生产中鼓入热风温度的控制范围为800℃～1350℃。所述高炉生产中富氧率的控制范围为0％～20％。以下列举5个实施例对本发明具体实施方式的具体说明，具体内容如下所示：实施例1以某钢铁厂有效炉容450m3高炉应用为例说明：1.1混合煤粉中干法除尘灰的配入比例高炉喷吹用混合煤粉中干法除尘灰的配入比例情况见表1。表1高炉喷吹用混合煤粉中助燃剂配加比例项目数值除尘灰中铁元素含量(％)27除尘灰中碳元素含量(％)33混合煤粉中挥发分含量(％)21混合煤粉平均粒度组成(mm)0.057鼓入热风温度(℃)1150富氧率(％)1.3混合煤粉中干法除尘灰的配入比例(％)3.5采用单一储煤仓进行存放干法除尘灰，生产中，将储煤仓中干法除尘灰投放到运煤主皮带已有煤粉上部，再覆盖煤粉，进入中速磨将煤粉和除尘灰二者研磨，并加以混匀，后通过喷吹罐流化、加压，采用气力输送方式，通过喷煤枪将混合煤粉喷入到高炉风口和回旋区内。1.2高炉应用效果高炉喷吹混合煤粉中配入干法除尘灰应用效果对比见表2。表2高炉应用效果项目喷煤比(kg/t)入炉焦比(kg/t)燃料比(kg/t)吨铁成本(元/吨)应用前113.4410.7563.42203.8应用后116.7407.9560.22199.3效果+3.3-2.8-3.2-4.5依据此方法，依托冶金企业现有装备条件，以混合煤粉作为载体，采用除尘灰与煤粉混配的方式，以除尘灰自身成分和高炉不同运行状态的操作指标作为技术参考数据，来确定混合煤粉中干法除尘灰配加比的方法，在某钢铁厂有效炉容450m3高炉喷吹煤粉工艺应用后，提升喷吹煤比3.3kg/t，降低入炉焦比2.8kg/t，降低吨铁燃料消耗3.2kg/t，减少吨铁制造成本4.5元/吨，可以起到在改善混合煤粉的燃烧效果同时，提升除尘灰中铁、碳元素利用效果，实现干法除尘灰的最优化应用，为冶金企业增加效益。实施例2以某钢铁厂有效炉容1280m3高炉应用为例说明：2.1混合煤粉中干法除尘灰的配入比例高炉喷吹用混合煤粉中干法除尘灰的配入比例情况见表3。表3高炉喷吹用混合煤粉中助燃剂配加比例采用单一储煤仓进行存放干法除尘灰，生产中，将储煤仓中干法除尘灰投放到运煤主皮带已有煤粉上部，再覆盖煤粉，进入中速磨将煤粉和除尘灰二者研磨，并加以混匀，后通过喷吹罐流化、加压，采用气力输送方式，通过喷煤枪将混合煤粉喷入到高炉风口和回旋区内。2.2高炉应用效果高炉喷吹混合煤粉中配入干法除尘灰应用效果对比见表4。表4高炉应用效果项目喷煤比(kg/t)入炉焦比(kg/t)燃料比(kg/t)吨铁成本(元/吨)应用前123.4381.4541.32080.9应用后127.4378.0537.22075.3效果+4.0-3.4-4.1-5.6依据此方法，依托冶金企业现有装备条件，以混合煤粉作为载体，采用除尘灰与煤粉混配的方式，以除尘灰自身成分和高炉不同运行状态的操作指标作为技术参考数据，来确定混合煤粉中干法除尘灰配加比的方法，在某钢铁厂有效炉容1280m3高炉喷吹煤粉工艺应用后，提升喷吹煤比4.0kg/t，降低入炉焦比3.4kg/t，降低吨铁燃料消耗4.1kg/t，减少吨铁制造成本5.6元/吨，可以起到在改善混合煤粉的燃烧效果同时，提升除尘灰中铁、碳元素利用效果，实现干法除尘灰的最优化应用，为冶金企业增加效益。实施例3以某钢铁厂有效炉容2580m3高炉应用为例说明：3.1混合煤粉中干法除尘灰的配入比例高炉喷吹用混合煤粉中干法除尘灰的配入比例情况见表5。表5高炉喷吹用混合煤粉中助燃剂配加比例采用单一储煤仓进行存放干法除尘灰，生产中，将储煤仓中干法除尘灰投放到运煤主皮带已有煤粉上部，再覆盖煤粉，进入中速磨将煤粉和除尘灰二者研磨，并加以混匀，后通过喷吹罐流化、加压，采用气力输送方式，通过喷煤枪将混合煤粉喷入到高炉风口和回旋区内。3.2高炉应用效果高炉喷吹混合煤粉中配入干法除尘灰应用效果对比见表6。表6高炉应用效果项目喷煤比(kg/t)入炉焦比(kg/t)燃料比(kg/t)吨铁成本(元/吨)应用前133.3342.0530.42003.0应用后136.9338.8527.21998.4效果+3.6-3.2-3.2-4.6依据此方法，依托冶金企业现有装备条件，以混合煤粉作为载体，采用除尘灰与煤粉混配的方式，以除尘灰自身成分和高炉不同运行状态的操作指标作为技术参考数据，来确定混合煤粉中干法除尘灰配加比的方法，在某钢铁厂有效炉容2580m3高炉喷吹煤粉工艺应用后，提升喷吹煤比3.6kg/t，降低入炉焦比3.2kg/t，降低吨铁燃料消耗3.2kg/t，减少吨铁制造成本4.6元/吨，可以起到在改善混合煤粉的燃烧效果同时，提升除尘灰中铁、碳元素利用效果，实现干法除尘灰的最优化应用，为冶金企业增加效益。实施例4以某钢铁厂有效炉容3200m3高炉应用为例说明：4.1混合煤粉中干法除尘灰的配入比例高炉喷吹用混合煤粉中干法除尘灰的配入比例情况见表7。表7高炉喷吹用混合煤粉中助燃剂配加比例项目数值除尘灰中铁元素含量(％)27除尘灰中碳元素含量(％)36混合煤粉中挥发分含量(％)26混合煤粉平均粒度组成(mm)0.040鼓入热风温度(℃)1220富氧率(％)3.1混合煤粉中干法除尘灰的配入比例(％)2.5采用单一储煤仓进行存放干法除尘灰，生产中，将储煤仓中干法除尘灰投放到运煤主皮带已有煤粉上部，再覆盖煤粉，进入中速磨将煤粉和除尘灰二者研磨，并加以混匀，后通过喷吹罐流化、加压，采用气力输送方式，通过喷煤枪将混合煤粉喷入到高炉风口和回旋区内。4.2高炉应用效果高炉喷吹混合煤粉中配入干法除尘灰应用效果对比见表8。表8高炉应用效果项目喷煤比(kg/t)入炉焦比(kg/t)燃料比(kg/t)吨铁成本(元/吨)应用前147.7322.4504.41932.8应用后151.3319.2501.01927.4效果+3.6-3.2-3.4-5.4依据此方法，依托冶金企业现有装备条件，以混合煤粉作为载体，采用除尘灰与煤粉混配的方式，以除尘灰自身成分和高炉不同运行状态的操作指标作为技术参考数据，来确定混合煤粉中干法除尘灰配加比的方法，在某钢铁厂有效炉容3200m3高炉喷吹煤粉工艺应用后，提升喷吹煤比3.6kg/t，降低入炉焦比3.2kg/t，降低吨铁燃料消耗3.4kg/t，减少吨铁制造成本5.4元/吨，可以起到在改善混合煤粉的燃烧效果同时，提升除尘灰中铁、碳元素利用效果，实现干法除尘灰的最优化应用，为冶金企业增加效益。实施例5以某钢铁厂有效炉容4038m3高炉应用为例说明：5.1混合煤粉中干法除尘灰的配入比例高炉喷吹用混合煤粉中干法除尘灰的配入比例情况见表9。表9高炉喷吹用混合煤粉中助燃剂配加比例项目数值除尘灰中铁元素含量(％)29除尘灰中碳元素含量(％)35混合煤粉中挥发分含量(％)18混合煤粉平均粒度组成(mm)0.039鼓入热风温度(℃)1235富氧率(％)4.0混合煤粉中干法除尘灰的配入比例(％)2.5采用单一储煤仓进行存放干法除尘灰，生产中，将储煤仓中干法除尘灰投放到运煤主皮带已有煤粉上部，再覆盖煤粉，进入中速磨将煤粉和除尘灰二者研磨，并加以混匀，后通过喷吹罐流化、加压，采用气力输送方式，通过喷煤枪将混合煤粉喷入到高炉风口和回旋区内。5.2高炉应用效果高炉喷吹混合煤粉中配入干法除尘灰应用效果对比见表10。表10高炉应用效果项目喷煤比(kg/t)入炉焦比(kg/t)燃料比(kg/t)吨铁成本(元/吨)应用前155.4300.3496.41838.9应用后158.8296.6492.41833.1效果+3.8-3.7-4.0-5.8依据此方法，依托冶金企业现有装备条件，以混合煤粉作为载体，采用除尘灰与煤粉混配的方式，以除尘灰自身成分和高炉不同运行状态的操作指标作为技术参考数据，来确定混合煤粉中干法除尘灰配加比的方法，在某钢铁厂有效炉容4038m3高炉喷吹煤粉工艺应用后，提升喷吹煤比3.8kg/t，降低入炉焦比3.7kg/t，降低吨铁燃料消耗4.0kg/t，减少吨铁制造成本5.8元/吨，可以起到在改善混合煤粉的燃烧效果同时，提升除尘灰中铁、碳元素利用效果，实现干法除尘灰的最优化应用，为冶金企业增加效益。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3