济钢120 m2烧结机配加石油焦的工业试验

潘 鹤，余志彦，曾凡辉，林建峰，李学付

（济钢集团有限公司，山东 济南250101）

济钢120 m2烧结机配加石油焦的工业试验

潘 鹤，余志彦，曾凡辉，林建峰，李学付

（济钢集团有限公司，山东 济南250101）

石油焦是石油工业的一种低价值副产品，具有挥发分高、灰分低、固定碳含量高（约90%）、热值高等特点。根据生产实际，使用石油焦替代50%的无烟末煤作烧结燃料，烧结固体燃耗降低了2.5～3.0 kg/t，年可节约成本687.6万～854.4万元。

烧结；石油焦；无烟末煤；固体燃烧

1 前言

受2008年国际金融危机的影响，钢铁工业受到了较大的冲击，加快结构调整、降低成本的重要性日益突出。烧结工序是我国冶金企业的能耗大户，工序能耗约占钢铁工业总能耗的10%～20%，仅次于炼铁（＞30%）。降低烧结工序能耗，对降低炼铁成本、增加效益具有十分重要的意义。

石油焦是石油工业的一种低价值副产品，具有挥发分高、灰分低、固定碳含量高（约90%）、热值高等特点。近年来，随着我国加工进口原油比例的提高，目前我国石油焦的产量已占有相当比例，而其价格与煤炭的价格已相当接近［1］。因此，采用石油焦作燃料，以降低烧结固体燃耗，实现降本增效。

2 工业试验

2.1 试验地点选择

由于石油焦是化工副产品，硫分高，烧结过程中会导致烧结烟气中硫含量升高，污染空气。济钢120 m2烧结机配备有配套的脱硫设备，能够有效地控制烧结排放的烟气硫含量，避免造成环境污染。所以，最终确定在济钢第一炼铁厂120 m2烧结机上进行试验。

2.2 试验方案及时间安排

根据烧结系统的实际生产组织安排，试验分为3个阶段，其中第1阶段（2009年5月28～30日）烧结燃料全部采用无烟末煤；第2阶段（2009年5月31日～6月1日）烧结燃料采用石油焦和无烟末煤，比例为1∶4，只在3#120 m2烧结机进行试验，主要目的是观察石油焦的粒度、强度、水分等物理性能是否可以满足烧结工艺的需求；第3阶段（2009年6月2～8日）烧结燃料采用石油焦与无烟末煤比例为1∶1，在3台120 m2烧结机进行。

2.3 试验原燃料条件

试验期间烧结原料结构及试验期间烧结中和料化学成分见表1、表2。根据试验期间生产组织安排，烧结矿碱度按照CaO/SiO2=1.95组织试验。

表1 试验期间烧结原料结构 %

表2 试验期间烧结用中和料成分 %

试验期烧结采用的燃料是无烟末煤和石油焦，其主要化学成分及价格见表3。从表3可以看出，石油焦与烧结用无烟末煤相比，具有灰粉含量低、固定碳含量高、单位固定碳价格低的优势，其劣势是硫分高，在烧结过程虽能大部分脱除，但烧结烟气中硫含量会有所上升。

表3 石油焦与无烟末煤的指标对比

3 结果分析

3.1 配加石油焦对烧结过程及烧结矿质量的影响

根据阶段2试验观察，石油焦强度较差,质地松软，堆比重比焦粉略小，四辊破碎机很容易破碎，按照正常破碎间隙＜3 mm粒度可以达到83%以上。石油焦作为燃料在烧结中使用，从烧结机现场来看，垂直烧结速度略有提高，机尾燃烧带略窄，但烧结矿液相量和内返矿都没有发生明显变化。而从烧结矿的成品矿粒级和化学成分来看（见表4），烧结矿转鼓强度、粒度组成等物理指标变化不大。而烧结矿品位从第1阶段的54.64%提高到第3阶段的55.10%，这是由于石油焦灰分很低，导致烧结矿SiO2含量由5.52%降低到5.37%，烧结矿品位提高明显。

表4 烧结矿成分与粒度组成对比 %

3.2 配加石油焦对固体燃耗的影响

试验期间的燃料消耗情况：第1阶段为63.26 kg/t，第 2 阶段为 64.25 kg/t，第 3 阶段为 59.58 kg/t。由于第2阶段只在3#120 m2烧结机进行试验，试验时间较短，烧结原料成分波动较大，该阶段的试验数据不具有代表性，不能充分说明问题。仅对第3阶段和第1阶段燃耗进行比较，根据试验数据统计，第3阶段烧结所使用的无烟末煤与石油焦比例约为1∶1的试验期与全部使用末煤作为基准期相比，固体总燃耗降低了3.68 kg/t。考虑到第1阶段还有部分焦炉灰参与配料的影响，保守估计，此次试验固体总燃耗比基准期降低了2.5～3.0 kg/t。

4 经济效益分析

4.1 燃耗降低效益

按照第3阶段用石油焦替代50%的无烟末煤作为烧结燃料，根据当时的燃料价格，石油焦、无烟末煤到厂干吨价格分别为809.1元/t和779.6元/t，固体燃耗降低2.5～3.0 kg/t，3台120 m2烧结机月产量按35万t计算，则每月降低成本69.5万～83.4万元。

4.2 烟气脱硫费用

第3阶段试验大比例使用石油焦后，烧结机烟气SO2浓度明显增高。2009年6月3日19：00～6月4日5：00，采取停灰停水的办法依据在线检测数据估算，脱硫系统烟气SO2浓度大约升高200 mg/m3。依照日常数据统计结果，脱硫所需要的CaO与脱去烟气中硫的比为2，生石灰CaO含量为81%，烟气流量为66万m3/h，烟气温度为110℃，则脱除烟气多增加的200 mg/m3SO2，每天需多消耗生石灰6.8 t。同时考虑到设备折旧及其他维护费用，每月增加的脱硫费用约为12.2万元。

考虑烧结固体燃耗带来的效益，剔除烧结烟气脱硫费用支出，预计年效益为687.6万～854.4万元。

5 结论

5.1 以石油焦部分替代烧结用无烟末煤作为烧结燃料，能够满足烧结生产需要，有利于烧结降低固体燃料消耗，替代50%无烟末煤，使烧结固体燃耗下降2.5～3.0 kg/t。

5.2 由于石油焦灰分很低，烧结矿SiO2降低比较明显，对提高烧结矿品位比较有利，对其他烧结矿产质量指标影响不大。

5.3 由于石油焦本身属于高硫分燃料，其燃烧后会使烧结机尾烟气SO2浓度明显增高，脱硫费用会有所增加，同时，各企业需根据自身设备水平及配置情况，选择性使用石油焦作为烧结燃料，避免造成环境污染。

［1］ 刘海啸，张国栋，赵巍,等.石油焦用作耐火材料高温窑燃料的探索［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

潘鹤，男，1981年生，2007年毕业于辽宁科技大学钢铁冶金专业，硕士。现为济钢技术中心工程师，从事烧结炼铁技术工作。