贾建军：神木兰炭，钢铁冶炼节焦降耗新原料

贾建军，神木煤化工产业办主任

兰炭，学名半焦，是由不粘、弱粘煤通过中低温干馏工艺制取的碳素产品。2008年被工信部列入国家产业政策目录焦炭序列。2010年国家质检总局与国家标准委联合发布兰炭国标--《兰炭用煤技术条件》、《兰炭产品技术条件》、《兰炭产品品种及等级划分》3个标准。

陕西神木县是兰炭的发源地。上世纪八十年代，神木群众将当地优质侏罗纪煤明火堆烧过烟后用水熄灭，把这种产品供给铁合金、电石企业应用，产品沿用俗语称为“兰炭”。随着工艺技术的不断提升，兰炭生产历经土法堆烧，小机焦炉到单炉5万吨、7.5万吨、10万吨总规模60万吨及以上大型兰炭生产工艺技术，逐步迈进了循环综合利用的现代化、科学化、规范化发展轨道。兰炭按粒径的不同分为四种规格即大料、中料、小料和兰炭沫。它具有固定碳高、比电阻高、反应性高、中高发热量、特低灰、特低硫、特低磷的特点，而且价格远低于冶金焦，性价比优势明显，铁合金、电石、化肥等企业对之予以高度认可。神木的原煤质量非常好，用它生产的兰炭品质卓越，是行业之冠。兰炭第一个地方标准--陕西省地方标准·兰炭（DB61/362008），以及兰炭国标（GB/T25210～12-2010），都是依据神木兰炭质量指标为基础制定的。2012年5月国家工商局为神木县政府颁发了“神木兰炭”国家地理标志证明商标，这是我国第二个以一次性能源产品注册成功的地理商标。

神木县将兰炭作为地方性的标志产业进行精心打造，坚持产学研工科贸结合，努力建设全国一流的兰炭生产和技术研发基地。神木兰炭在做大铁合金、电石、化肥市场的同时，以其特有的品质，努力向钢铁冶炼应用拓展。兰炭作为一个新产品对它的认识也有一个过程。最近，专家认为，兰炭高固定碳，在高炉内可作为热量、还原剂、渗碳剂等，替代焦炭节焦降耗。同时，兰炭特低灰、特低硫，在提高高炉产量、降低焦比、减少脱硫能耗等方面有良好的效果。兰炭的高反应性，对大块焦炭起到很好的保护作用，减少碳消耗，在提高高炉的透气性、铁矿石的还原率、高炉的生产能力方面也有积极的作用。兰炭进入钢铁冶炼行业，对钢铁冶炼节焦降耗，提质增效，提升效益，以及缓解日益紧缺的焦煤资源都具有重要意义。2009年，神木县政府委托中钢鞍山热能研究院开展了“用神木兰炭沫进行高炉喷吹应用试验”。试验在中钢鞍山炼铁总厂3200立方米高炉进行，通过配比5%、10%、15%、喷吹兰炭沫均取得成功，试验认为神木兰炭特低灰、特低硫、特低磷、可磨性适宜、爆炸性低、反应性高等突出特点，完全满足高炉喷吹用煤技术要求，是一种非常理想的高炉喷吹原料。据我们了解酒钢喷吹比例达到20%。2010年，中钢鞍山热能研究院开展了“神木兰炭沫作为含碳球团还原剂试验”、“神木兰炭沫作为铁矿烧结燃料试验”，试验表明：用神木兰炭粉作为含碳球团还原剂气化性优于焦粉和无烟煤粉，由原来两步还原转变为一步还原，缩短了还原时间，提高了含碳球团的生产率；神木兰炭良好的燃烧性和高的挥发性完全可以代替焦粉或无烟煤作烧结燃料生产高碱度烧结矿。最近，河北的敬业钢铁集团已开始使用兰炭进行烧结矿、球团矿生产。2010年南京炼铁总厂曾在高炉炼铁中做过添加适量兰炭进行炼铁的试验，试验认为兰炭高固定碳，低有害金属元素对于炼铁可有效降低成本，但其强度不足、反应性高的特点，对炼铁生产有较大影响。专家建议对兰炭进行改性，改善兰炭热性能，降低反应性，提高反应后强度。随即，神木县与重庆大学合作开展了“神木兰炭ZBS改性试验”并取得成功。2011年，神木县政府委托鞍山热能研究院进行了“神木兰炭替代小块冶金焦用于高炉炼铁试验”，试验认为是可行的，昨天孟庆波院长在大会上做了这方面的介绍。目前，神木兰炭改性试验正在进行工业化生产应用；神木兰炭替代小块冶金焦炼铁应用，在河北敬业集团第一炼铁厂580立方米高炉上试用了3000吨兰炭，使用效果良好，该厂下一步计划将予以大量应用。鞍山热能院孟庆波副院长指出：日本新日铁公司（NEDO）开发的铁焦生产技术，将铁焦与矿石混合装入高炉，促进还原反应。其铁焦的使用量相当于普通高炉内碳素溶解吸热反应所需焦炭的1/3。高炉内的透气性由普通焦炭来保证，而超高反应性的铁焦分担了高炉内还原气体的功能。选择高反应活性的神木兰炭替代小块焦与矿石混合装入高炉与铁焦具有相似的作用。

神木兰炭除产品性价比优势之外，还具其他区域兰炭不可替代的优势：

一是原料优势。神木地处世界八大煤田之一-神府东胜煤田腹地，县内煤炭探明储量500亿吨。煤质优良，属不粘、弱粘长焰烟煤，特低灰、特低硫、特低磷、特低铝，中高发热量，是驰名世界的“神华煤”主打产品，也是生产兰炭的最佳煤种。神木是全国第一产煤大县，国家规划的13个亿吨级煤炭基地，神木有2个，2011年全县煤炭产量1.8亿吨。预计十二五末神木煤炭产量达2.2亿吨，优质、丰富的原料煤，是神木兰炭得天独厚的自然赋予。

二是技术优势。神木是兰炭产业发源地，国内许多科研单位，中科院、煤科总院、鞍山热能研究院、西南化工院、西安冶金设计院、大连理工大、上海圣邦等，都在神木有兰炭及相关研究合作项目—粉煤兰炭、煤焦油加氢、兰炭尾气合成天然气等。目前成熟的兰炭生产工艺，都是在神木研发成功并推广的，兰炭准入标准也是依托神木兰炭实践制定的。神木本土也培养出了大批兰炭建设管理人才队伍。神木三江公司，拥有24项国家专利，其建设发展已经走出国门，先后为哈萨克斯坦、不丹等国家成功建设大型兰炭生产线。神木恒源煤化公司小粒煤干馏、蒸汽熄焦等技术取得国家专利，领先国内行业领域。神木兰炭已初步形成以创新兰炭生产技术为主线，延长产业链条，以研发兰炭应用技术为手段，拓展应用市场，产学研集合的技术创新发展模式。

三是管理优势。近年来，神木兰炭技术创新，领先全行业，同时，管理经营也在跨越发展，150多户小兰炭企业关闭取缔，整合重组为23户60万吨以上大型兰炭企业，管理科学规范。陕煤集团、延长集团等大型企业已与多户兰炭企业参股合作。目前，全县大型兰炭企业达30多户，生产总规模达到2600万吨，占全国兰炭产能三分之一多。完全能满足大客户的需求，顺应国内外产业集中趋势，20多户大型兰炭企业进一步整合，成立神木县兰炭集团公司，推行集团化发展，兰炭统一标准生产，统一销售，提升市场应对能力。同时，成立神木兰炭行业协会，提升行业企业自我服务管理水平。政府设立了兰炭产业专职服务管理机构--神木县煤化工产业办，具体负责兰炭项目技术研发推广、园区规划建设、产品市场开拓、物流组织建设等工作。产业管理服务机制体制，日臻完善。

四是物流优势。神木地处秦晋蒙宁接壤区，区位优势鲜明，是东西部产业、金融、物流链接的咽喉要地。县内外交通便捷，包（头）茂（名）高速直通南北，神（木）忻（州）高速横贯东西，一级、二级公路遍布城乡，道路内网成环，外网成链；西（安）包（头）铁路、神（木）黄（骅港）铁路链接东西南北；距县城百公里内南北有鄂尔多斯、榆阳2个机场。为促进兰炭产业发展，神木规划建设了8个兰炭工业园区，总规划面积达40平方公里，园区道路基础设施、三产服务业日臻完善。神木兰炭集团和中铁西安铁路局正在依托西包铁路和神木兰炭园区，建设国内最大最先进的兰炭物流园，发展兰炭电子交易、期货交易等，全面提升神木兰炭的市场化水平。

神木兰炭，正在开创钢铁冶炼节焦降耗新模式。