濟鋼120 m2燒結機配加石油焦的工業試驗

潘 鶴，余志彥，曾凡輝，林建峰，李學付

（濟鋼集團有限公司，山東 濟南250101）

濟鋼120 m2燒結機配加石油焦的工業試驗

潘 鶴，余志彥，曾凡輝，林建峰，李學付

（濟鋼集團有限公司，山東 濟南250101）

石油焦是石油工業的一種低價值副產品，具有揮發分高、灰分低、固定碳含量高（約90%）、熱值高等特點。根據生產實際，使用石油焦替代50%的無煙末煤作燒結燃料，燒結固體燃耗降低了2.5～3.0 kg/t，年可節約成本687.6萬～854.4萬元。

燒結；石油焦；無煙末煤；固體燃燒

1 前言

受2008年國際金融危機的影響，鋼鐵工業受到了較大的沖擊，加快結構調整、降低成本的重要性日益突出。燒結工序是我國冶金企業的能耗大戶，工序能耗約占鋼鐵工業總能耗的10%～20%，僅次于煉鐵（＞30%）。降低燒結工序能耗，對降低煉鐵成本、增加效益具有十分重要的意義。

石油焦是石油工業的一種低價值副產品，具有揮發分高、灰分低、固定碳含量高（約90%）、熱值高等特點。近年來，隨著我國加工進口原油比例的提高，目前我國石油焦的產量已占有相當比例，而其價格與煤炭的價格已相當接近［1］。因此，采用石油焦作燃料，以降低燒結固體燃耗，實現降本增效。

2 工業試驗

2.1 試驗地點選擇

由于石油焦是化工副產品，硫分高，燒結過程中會導致燒結煙氣中硫含量升高，污染空氣。濟鋼120 m2燒結機配備有配套的脫硫設備，能夠有效地控制燒結排放的煙氣硫含量，避免造成環境污染。所以，最終確定在濟鋼第一煉鐵廠120 m2燒結機上進行試驗。

2.2 試驗方案及時間安排

根據燒結系統的實際生產組織安排，試驗分為3個階段，其中第1階段（2009年5月28～30日）燒結燃料全部采用無煙末煤；第2階段（2009年5月31日～6月1日）燒結燃料采用石油焦和無煙末煤，比例為1∶4，只在3#120 m2燒結機進行試驗，主要目的是觀察石油焦的粒度、強度、水分等物理性能是否可以滿足燒結工藝的需求；第3階段（2009年6月2～8日）燒結燃料采用石油焦與無煙末煤比例為1∶1，在3臺120 m2燒結機進行。

2.3 試驗原燃料條件

試驗期間燒結原料結構及試驗期間燒結中和料化學成分見表1、表2。根據試驗期間生產組織安排，燒結礦堿度按照CaO/SiO2=1.95組織試驗。

表1 試驗期間燒結原料結構 %

表2 試驗期間燒結用中和料成分 %

試驗期燒結采用的燃料是無煙末煤和石油焦，其主要化學成分及價格見表3。從表3可以看出，石油焦與燒結用無煙末煤相比，具有灰粉含量低、固定碳含量高、單位固定碳價格低的優勢，其劣勢是硫分高，在燒結過程雖能大部分脫除，但燒結煙氣中硫含量會有所上升。

表3 石油焦與無煙末煤的指標對比

3 結果分析

3.1 配加石油焦對燒結過程及燒結礦質量的影響

根據階段2試驗觀察，石油焦強度較差,質地松軟，堆比重比焦粉略小，四輥破碎機很容易破碎，按照正常破碎間隙＜3 mm粒度可以達到83%以上。石油焦作為燃料在燒結中使用，從燒結機現場來看，垂直燒結速度略有提高，機尾燃燒帶略窄，但燒結礦液相量和內返礦都沒有發生明顯變化。而從燒結礦的成品礦粒級和化學成分來看（見表4），燒結礦轉鼓強度、粒度組成等物理指標變化不大。而燒結礦品位從第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，導致燒結礦SiO2含量由5.52%降低到5.37%，燒結礦品位提高明顯。

表4 燒結礦成分與粒度組成對比 %

3.2 配加石油焦對固體燃耗的影響

試驗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燒結機進行試驗，試驗時間較短，燒結原料成分波動較大，該階段的試驗數據不具有代表性，不能充分說明問題。僅對第3階段和第1階段燃耗進行比較，根據試驗數據統計，第3階段燒結所使用的無煙末煤與石油焦比例約為1∶1的試驗期與全部使用末煤作為基準期相比，固體總燃耗降低了3.68 kg/t。考慮到第1階段還有部分焦爐灰參與配料的影響，保守估計，此次試驗固體總燃耗比基準期降低了2.5～3.0 kg/t。

4 經濟效益分析

4.1 燃耗降低效益

按照第3階段用石油焦替代50%的無煙末煤作為燒結燃料，根據當時的燃料價格，石油焦、無煙末煤到廠干噸價格分別為809.1元/t和779.6元/t，固體燃耗降低2.5～3.0 kg/t，3臺120 m2燒結機月產量按35萬t計算，則每月降低成本69.5萬～83.4萬元。

4.2 煙氣脫硫費用

第3階段試驗大比例使用石油焦后，燒結機煙氣SO2濃度明顯增高。2009年6月3日19：00～6月4日5：00，采取停灰停水的辦法依據在線檢測數據估算，脫硫系統煙氣SO2濃度大約升高200 mg/m3。依照日常數據統計結果，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。同時考慮到設備折舊及其他維護費用，每月增加的脫硫費用約為12.2萬元。

考慮燒結固體燃耗帶來的效益，剔除燒結煙氣脫硫費用支出，預計年效益為687.6萬～854.4萬元。

5 結論

5.1 以石油焦部分替代燒結用無煙末煤作為燒結燃料，能夠滿足燒結生產需要，有利于燒結降低固體燃料消耗，替代50%無煙末煤，使燒結固體燃耗下降2.5～3.0 kg/t。

5.2 由于石油焦灰分很低，燒結礦SiO2降低比較明顯，對提高燒結礦品位比較有利，對其他燒結礦產質量指標影響不大。

5.3 由于石油焦本身屬于高硫分燃料，其燃燒后會使燒結機尾煙氣SO2濃度明顯增高，脫硫費用會有所增加，同時，各企業需根據自身設備水平及配置情況，選擇性使用石油焦作為燒結燃料，避免造成環境污染。

［1］ 劉海嘯，張國棟，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年畢業于遼寧科技大學鋼鐵冶金專業，碩士。現為濟鋼技術中心工程師，從事燒結煉鐵技術工作。