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宣钢配煤生产中王家岭瘦焦煤的应用

2021-05-15 200 上传者：管理员

摘要：为积极应对炼焦煤资源供应趋紧、质量下滑和价格波动等多变因素影响，河钢宣钢公司优化炼焦煤资源、配煤结构，深入市场探寻炼焦煤新资源，以小焦炉试验和煤岩分析为技术支撑，研究新资源的质量性能和各炼焦煤种的配入比例，开展配加王家岭瘦焦煤的多种配煤优选方案，在保证焦炭强度不降低的基础上，瘦煤配比提高至14%。通过对配合煤硫分和黏结指数的测算，扩大了炼焦煤资源，用普通焦煤代替部分高价低硫柳林类焦煤，降低了公司的配煤成本。

关键词：
原燃料
焦煤资源
瘦焦煤
能源结构
试验焦炉
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焦炭是现代高炉冶炼的主要原燃料，焦炭的强度指标[1]对高炉的顺行有极大的影响[2],而配煤资源[3]和配煤结构直接影响着焦炭质量和配煤成本。在炼焦生产中，由于配煤成本占焦化成本[4]的80%左右，因此炼焦企业都把降低炼焦配煤成本作为降成本的主要措施。衡量炼焦配合煤的性价比有两个尺度：结焦性能与煤料价格、供应的稳定持续性。优质炼焦煤是骨架，是保证焦炭质量[5]的基础，必须保持一定的配比。

性价比较高的低价煤虽然质量上存在一定缺陷，但价格较低，是降低配煤成本的关键。本文通过研究配加王家岭瘦焦煤[6]进行配煤结构优化，替代部分焦煤，旨在在稳定焦炭质量、确保高炉稳产顺行的情况下，降低配煤成本。通过对新引进的王家岭瘦焦煤进行单种煤性能试验和煤岩分析[7],针对王家岭瘦焦煤利用40kg试验焦炉[8],多次优化配入比例，确定了焦炭强度[9]、粒度及工业分析满足要求的配煤结构[10]。

1、配煤方案制定原则

本文研究降低配煤成本主要针对宣钢顶装焦炉炼焦工艺，宣钢瘦煤配用的是山焦集团三给瘦煤，配比为9%。笔者按照适当提高瘦煤质量、降焦煤提瘦煤配比的思路开展优化工作。通过同行业对标和资源考察，制订出的降低配煤成本的方案为提高低价瘦焦煤配比，替代部分高价焦煤配比，从而达到降低配煤成本的目的。

2、单种煤质量分析

2.1 煤质分析

目前宣钢配煤生产中的瘦煤资源为山焦的SGC和河南的HBB煤。通过资源考察引进新资源王家岭瘦焦煤，对新资源进行全面取样分析，以了解煤种的基本结焦性质，相应质量分析结果见表1。其中，价格为2020年9月成本折干基加途耗价格。

根据成焦原理，在炼焦煤成焦过程中，胶质体的形成数量和质量是关键。根据此成焦机理，黏结性是炼焦煤必须具备的性质之一，黏结性越强，黏结惰性物质的能力越强，越有利于焦炭质量。表1工业分析表明，王家岭煤挥发分为17.62%,Y值为10mm。G值为60%,属于瘦焦煤，该资源灰分、硫分略优于HBB煤，代替HBB煤后自产焦炭灰分、硫分满足要求。G值60%较HBB煤高20%,配用后配合煤黏结性提高，在稳定焦炭质量的前提下，可以适当降低焦煤配比，从而降低配煤成本。从新引进煤种王家岭瘦焦煤来看，黏结性指标明显优于现用SGC煤和HBB煤。

2.2 煤岩分析

煤岩数据见表2。从表2煤岩数据可以看出，SGC贫瘦煤质量分数为54.2%,从严格意义上来说，SGC应该属于贫瘦煤。而在最大平均反射率R¯¯¯R¯max方面，王家岭煤低于SGC煤，即变质程度低于SGC煤，王家岭煤岩分析中的焦煤质量分数11.85%高于SGC中焦煤质量分数1.07%,所以从煤岩分析来看，王家岭瘦煤性能指标优于SGC煤和HBB煤，能够替代部分焦煤，从而达到降低配煤成本的目的。

2.3 单种煤炼焦试验

试验条件：采用40kg底装小焦炉试验，该试验焦炉炭化室宽度为400mm,结焦时间为18h,加热温度最高为1050℃,入炉煤水分为10%,装炉煤细度为71%。其单种煤炼焦试验结果见表3。

宣钢现用瘦煤SGC和HBB黏结性太低，不能成焦，无法测算冷热强度，而王家岭瘦焦煤单种煤试验冷强度M40为70.5%,反应后强度CSR为48.9%。王家岭瘦焦煤具有较好的结焦性，各项指标均优于HBB煤，代替HBB煤可改善配合煤结焦性能。因此，在优化焦煤资源的同时，配入王家岭优化瘦煤，具有满足配合煤结焦性的能力。

3、配加王家岭瘦焦煤小焦炉试验

3.1 制定配煤方案

根据王家岭瘦焦煤工业分析指标及单种煤试验数据进行配煤炼焦试验(小配比煤种可以在煤场利用铲车进行预配煤后再进行斗槽配煤),共5组配煤方案，方案见表4。

3.2 试验配合煤质量

对配加王家岭煤的5组配煤方案的配合煤进行化验分析，配合煤质量分析结果见表5。

随着王家岭瘦焦煤的不同配加比例，相应调整SGC、HBB瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤配比，最后选定以王家岭煤配入6%～8%条件下，配合煤Y值和黏结指数G值基本稳定，其他工业分析指标变化不大的5组配煤方案进行40kg小焦炉试验。

3.3 试验焦炭质量

分别对5组配煤方案进行小焦炉试验，根据试验结果进行大焦炉试生产，焦炭指标见表6。

从小焦炉试验数据可以看出，试验配比1和试验配比2的小焦炉焦炭M10分别为14%和13%,预测大焦炉焦炭M10在7.8%左右，为稳定焦炭质量，没有进行大焦炉试生产，这两组配煤方案没有实际应用。试验配比3的配煤成本最低，但是由于宣钢6m焦炉有30年炉龄，焦炉炉体维护难度大，大焦炉焦炭M10为6.4%,也不满足目前高炉要求的焦炭M10≤6.3%的技术要求，但是从成本和质量考虑，此配煤方案可以作为降低成本方案实施。试验配比4和试验配比5的大焦炉焦炭质量中冷热强度指标与生产参照指标相近，在成本压力不大时，也可用于实际生产。尽管该配比与前期配比比较，焦煤仅仅降低1%,但是该配比中对焦煤的资源进行了优化，用普通焦煤代替了部分高价柳林类焦煤，同时提高低价高硫煤配比，成本降低明显。

4、结语

在宣钢目前的配煤结构下，用6%～8%王家岭瘦焦煤替代焦煤进行配煤炼焦，弱黏结性瘦煤配比达到14%,实现了宣钢历史性突破。焦炭的冷强度没有明显变化，热强度略有降低，配煤成本可降低约15元/t。王家岭瘦焦煤灰分和硫分较低，可增配价格较低的高硫煤，用王家岭瘦焦煤平衡焦炭硫分，也能降低配煤成本。王家岭瘦焦煤价格高于SGC和HBB瘦煤，根据三者性价比制定合理的配加比例，在稳定高炉生产前提下，扩大炼焦煤资源，降低高价柳林类焦煤配比，提高低价高硫煤配比，实现焦炭质量和配煤成本的最优选择，以确保公司整体经济效益的提高。

参考文献：

[1]殷宝龙,陈建巧,庞师艳,等.莱钢焦炭指标对高炉影响权重的统计分析[J].山东冶金,2020,42(2):40.

[2]董亚存,马号明,张书科.焦炭质量变化与高炉生产操作的探讨[J].河北冶金,2005(2):19.

[3]王宏.我国炼焦煤选煤技术现状及发展趋势[J].煤炭工程,2018,50(7):18.

[4]黄先佑,王建明,刘文彬,等.降低炼焦配煤成本工业试验[J].中国冶金,2016,26(8):45.

[5]王成玉,余国普.炼焦工艺过程对焦炭质量的影响[J].燃料与化工,2017,48(4):5.

[6]黄先佑,王建明,祝永强,等.攀钢配加气煤和瘦煤炼焦试验[J].中国冶金,2019,29(12):55.

[7]郑海兰,兰正宏,张军,等.煤岩分析在炼焦生产中的应用研究[J].中国冶金,2012,22(5):21.

[8]任伟,李金莲,张立国,等.40kg焦炉制备型煤铁焦的实验研究[J].中国冶金,2015,25(4):41.

[9]高冰,张建良,左海滨,等.2000m3高炉焦炭质量评价[J].钢铁,2014,49(2):9.

[10]范国光.优化配煤结构降低配煤成本[J].燃料与化工,2013,44(6):17.

文章来源：刘颖义.王家岭瘦焦煤在宣钢配煤生产中的应用[J].中国冶金,2021,31(05):83-85.