夏雷雷

(新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鐵廠)

1 概述

疫情期間，八鋼公司焦煤庫存急劇下降，已影響到了焦?fàn)t正常生產(chǎn)。為應(yīng)對(duì)緊急狀況，八鋼焦化技術(shù)人員與采購人員積極了解外部焦煤資源狀況，尋求新煤源。烏魯木齊周邊阜康地區(qū)暫存部分弱粘結(jié)性焦煤，其中弱粘結(jié)性焦煤1屬中灰、高揮發(fā)分、G值僅40、粘結(jié)性極差且無法成焦，弱粘結(jié)性焦煤2屬于中灰、低揮發(fā)分、低硫、弱粘結(jié)性、結(jié)焦性極差的13#瘦煤。為保證焦?fàn)t生產(chǎn)，針對(duì)這兩種弱粘結(jié)性焦煤開展了弱粘性焦煤的煉焦試驗(yàn)，在60kg試驗(yàn)焦?fàn)t進(jìn)行了試驗(yàn)研究，探索滿足2500m3高爐用焦質(zhì)量前提下的焦?fàn)t配煤結(jié)構(gòu)。

2 試驗(yàn)研究

以八鋼2500m3高爐焦炭質(zhì)量指標(biāo)為依據(jù)（焦炭質(zhì)量：Ad＜12.8%、M40＞89.0%、粒度＞54.00mm），根據(jù)兩種弱粘結(jié)性焦煤煤質(zhì)指標(biāo)、產(chǎn)量、焦煤庫存量及焦?fàn)t的生產(chǎn)數(shù)據(jù)確定了配煤試驗(yàn)方案。

2.1 試驗(yàn)條件

60kg試驗(yàn)焦?fàn)t結(jié)焦時(shí)間為17h；裝煤量（濕基）44kg；配合煤細(xì)度80%～82%，裝煤方式為散裝；裝煤時(shí)兩側(cè)爐墻溫度為800℃；焦餅中心溫度930℃；加熱最終溫度為1050℃。弱粘結(jié)性焦煤煤質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 弱粘結(jié)性焦煤煤質(zhì)指標(biāo)

兩種弱粘性焦煤G值均極低，60kg試驗(yàn)焦?fàn)t煉焦時(shí)，均很難成焦，無法檢測(cè)焦炭強(qiáng)度。結(jié)合此狀況，在配煤煉焦時(shí)，將粉碎細(xì)度指標(biāo)調(diào)整至84.0%。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)弱粘結(jié)性焦煤煤質(zhì)性質(zhì)，八鋼焦?fàn)t煉焦指標(biāo)、月產(chǎn)量以及焦煤庫存極低的現(xiàn)狀，在制定配煤方案時(shí)，通過提高弱粘結(jié)性焦煤添加比例，研究焦炭質(zhì)量的變化。其中方案1為焦?fàn)t生產(chǎn)配比及焦炭性能指標(biāo)。

表2 60kg小焦?fàn)t煉焦試驗(yàn)數(shù)據(jù)

在本次進(jìn)行的5組試驗(yàn)中，以試驗(yàn)方案1（生產(chǎn)配比）為基礎(chǔ)，逐漸提高弱粘結(jié)性焦煤1、焦煤2比例，同時(shí)哈煤、山西煤等比例做相應(yīng)調(diào)整的對(duì)比試驗(yàn)，尋找在配加弱粘結(jié)性焦煤1、2情況下適合八鋼焦?fàn)t的配煤結(jié)構(gòu)。

（1）從煤質(zhì)、煉焦數(shù)據(jù)中可以看出，弱粘結(jié)性焦煤1、焦煤2粘結(jié)性均極差，且單獨(dú)煉焦時(shí)很難結(jié)焦，外觀呈沙焦，無法檢測(cè)各項(xiàng)強(qiáng)度。

（2）從焦炭質(zhì)量數(shù)據(jù)看出，弱粘結(jié)性焦煤1、焦煤2配加比例逐漸增加后，與試驗(yàn)方案1（生產(chǎn)配比）對(duì)比，焦炭冷態(tài)強(qiáng)度、平均粒度均有不同程度降低。當(dāng)弱粘結(jié)性焦煤比例配入15%時(shí)，焦炭冷態(tài)強(qiáng)度、平均粒度均急速下降。

（3）經(jīng)過60kg試驗(yàn)焦?fàn)t煉焦試驗(yàn)數(shù)據(jù)與6m焦?fàn)t煉焦生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，同配比情況下6m焦?fàn)t生產(chǎn)焦炭冷態(tài)強(qiáng)度比60kg小焦?fàn)t生產(chǎn)焦炭冷態(tài)強(qiáng)度高出6%個(gè)點(diǎn)。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)弱粘結(jié)性焦煤1、焦煤2配加比例逐漸增加后，焦炭常規(guī)指標(biāo)基本穩(wěn)定，但焦炭強(qiáng)度、平均粒度均明顯降低，方案4中焦炭強(qiáng)度處于高爐用焦質(zhì)量的下限。

3 工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐

根據(jù)60kg試驗(yàn)焦?fàn)t配煤煉焦試驗(yàn)結(jié)果，實(shí)際生產(chǎn)中提高了弱粘結(jié)性焦煤粉碎細(xì)度，粉碎細(xì)度3mm在83.0%～86.0%，并適當(dāng)延長(zhǎng)焦?fàn)t結(jié)焦時(shí)間，以保證焦炭質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)實(shí)踐中首先執(zhí)行試驗(yàn)方案2的配煤結(jié)構(gòu)，焦炭質(zhì)量基本穩(wěn)定，同時(shí)考慮冬季生產(chǎn)期間現(xiàn)場(chǎng)掛料嚴(yán)重影響配煤準(zhǔn)確性。因此，方案2、3分別只執(zhí)行6天，監(jiān)測(cè)焦炭質(zhì)量對(duì)高爐生產(chǎn)無明顯影響后，再執(zhí)行試驗(yàn)方案4的配煤方案。按照方案4組織生產(chǎn)過程中高爐爐況出現(xiàn)波動(dòng)，崩滑料次數(shù)增加，隨即快速調(diào)整為按方案5組織生產(chǎn)。此次生產(chǎn)過程中焦?fàn)t共計(jì)調(diào)整4次生產(chǎn)配比，生產(chǎn)指標(biāo)見表3。

表3 6m焦?fàn)t煉焦生產(chǎn)的指標(biāo)

實(shí)際生產(chǎn)過程中，焦炭質(zhì)量變化較大，當(dāng)執(zhí)行至方案4時(shí)，焦炭M40有所降低，但仍大于8 9.0%，而M10、平均粒度均明顯降低，低于2500m3高爐用焦炭的質(zhì)量要求。另外，焦炭篩分過程中大塊焦比例明顯降低，大于60mm焦炭比例較 前 期 約 降 低1 4 %，僅 有1 6 %，但 粒 度40～60mm焦炭比例明顯升高至70%與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物觀察一致。且執(zhí)行方案4時(shí)，高爐爐況出現(xiàn)波動(dòng)，快速將焦煤1比例調(diào)至5%。

使用弱粘結(jié)性焦煤1、焦煤2生產(chǎn)的焦炭應(yīng)用在2500m3A高爐，自產(chǎn)焦炭比例持續(xù)在75%，A高爐與焦炭質(zhì)量相應(yīng)關(guān)系見表4，圖1～圖4。

表4 A高爐生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)

弱粘結(jié)性焦煤1、焦煤2配加煉焦時(shí)，隨著比例增加，高爐爐況出現(xiàn)波動(dòng)，雖未出現(xiàn)管道、懸料現(xiàn)象，但崩滑料次數(shù)明顯增加。

圖1 A高爐生產(chǎn)期間利用系數(shù)

圖2 A高爐生產(chǎn)期間O/C負(fù)荷

圖3 A高爐生產(chǎn)期間噴煤比

圖4 A高爐生產(chǎn)期間壓差

4 生產(chǎn)實(shí)踐效果

焦炭質(zhì)量及A高爐生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系：

（1）工業(yè)生產(chǎn)過程中，隨著弱粘結(jié)性焦煤比例逐漸增加，焦炭質(zhì)量變化較大，M40/M10、平均粒度均明顯降低，且M10、平均粒度已明顯低于2500m3高爐用焦質(zhì)量要求。同時(shí)，焦炭篩分過程中，大塊焦比例較前期明顯降低約14%。

（2）沒有配加弱粘結(jié)性焦煤1、焦煤2時(shí)，A高爐利用系數(shù)1.83 t/m3.d，煤比96kg/t，K值4.51，壓差140kPa。當(dāng)配加弱粘結(jié)性焦煤1、焦煤2后，隨著配加比例增加至13%后高爐爐況出現(xiàn)波動(dòng)，雖未出現(xiàn)管道、懸料現(xiàn)象，但崩滑料次數(shù)明顯增加，隨后快速將弱粘結(jié)性焦煤比例降低至8%后，爐況有所好轉(zhuǎn)。

5 結(jié)束語

依據(jù)60kg試驗(yàn)焦?fàn)t配加弱粘結(jié)性焦煤煉焦試驗(yàn)結(jié)果，6m焦?fàn)t煉焦生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)比方案表明，隨著弱粘結(jié)性焦煤比例逐漸提高后，焦炭質(zhì)量呈現(xiàn)下滑趨勢(shì)，且當(dāng)比例提高至13%后，高爐崩滑料次數(shù)明顯增加，高爐O/C負(fù)荷降低至3.7，利用系數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)也明顯惡化，而當(dāng)弱粘結(jié)性焦煤比例降低至8%時(shí)，焦炭質(zhì)量及高爐爐況均有所好轉(zhuǎn)。

在八鋼現(xiàn)有的焦?fàn)t配煤結(jié)構(gòu)下，適當(dāng)調(diào)整使用弱粘結(jié)性焦煤煉焦對(duì)焦炭質(zhì)量影響不大，且可滿足2500m3高爐正常生產(chǎn)，解決了疫情期間焦炭短缺的問題。