安鋼優化配煤結構的探索與實踐

高立東 王洪順 李獻宏 張化強 韓礦

(安陽鋼鐵股份有限公司)

安鋼優化配煤結構的探索與實踐

高立東 王洪順 李獻宏 張化強 韓礦

(安陽鋼鐵股份有限公司)

介紹了安鋼焦化廠為優化配煤結構、降低煉焦成本,通過 40kg小焦爐實驗及生產工業試驗,實現了多配瘦煤和1/3焦煤,少配肥煤和焦煤的生產目標,通過一系列措施穩定提高了焦炭質量,創造了可觀的經濟效益。

配煤結構 優化措施 煉焦實踐

0 前言

安鋼焦化廠現有焦爐 8座,其中 JN43-80型焦爐 6座、JN60-6型焦爐 2座,年產焦炭近 300萬 t,每年消耗煉焦煤 400萬 t,煤源主要為山西省、河北邯邢及河南平頂山和鶴壁地區的洗精煤,煤種有 1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等。

2008年下半年以來,由于金融危機影響,國內外鋼鐵市場疲軟,高爐紛紛減產,焦爐大幅度延長結焦時間,焦化行業受到了前所未有的沖擊。公司為了降低生產成本,實行倒逼機制,全面落實降本工作,焦化將優化配比結構作為主要降本途徑。

1 優化配煤結構的必要性與可行性

從我國煤炭儲量結構可以看出,焦煤、肥煤資源已經明顯短缺,優化配煤結構,降低配煤成本勢在必行[1]。近年隨著國外優質煉焦煤大批量進入國內市場,且供量逐步放大,國內部分獨立焦化廠限產,煉焦煤供應出現了短暫富余狀態,安鋼焦化廠在使用煉焦煤上有了更大的選擇余地,可以充分選擇低灰分、低揮發分、高粘結性煤,優化現有配煤結構,降低配合煤成本。

2 優化方案的制定及生產實施

為降低生產成本,2008年下半年安鋼焦化廠利用 40kg小焦爐進行了 8套配比結構優化方案的實驗工作,具體見表 1:

表1 配煤結構優化方案及結果 %

由表 1可以看出瘦煤比例由 10%逐步增加到25%,焦炭 M40均達到 84%以上,CSR保持 54%左右,基本滿足了高爐對焦炭質量要求,但從生產焦爐與試驗焦爐的相關性以及煉鐵高爐對焦炭質量的適應過程考慮,為穩妥起見,2008年 8～12月焦化廠分別進行了瘦煤配比 15%、18%、22%、25%四階段工業生產,每個階段生產前均進行生產焦爐少批量 (5～7孔)工業試驗,具體見表 2。

表2 不同瘦煤配比工業試驗及生產數據 %

由表 2可以看出,工業試驗數據基本與生產數據相符,在提高瘦煤配比的前三個階段過程中焦炭質量檢測數據及實物質量均較好,并且高爐生產穩定順行。當瘦煤提高到 25%時,盡管工業試驗與工業生產的焦炭冷熱強度數據均較好,但煉鐵反映個別階段燃料帶不動負荷。為了保證煉鐵穩定順行,最終將瘦煤配比 22%作為最終優化配比的結果。

3 穩定焦炭質量采取的措施

為防止高瘦煤的配煤結構對高爐順行產生影響,焦化廠采取了一系列措施來穩定提高焦炭質量,具體如下:

3.1 實施干基配煤

不同礦點或同一礦點不同批次煤水分大小差異較大,采用濕基配煤經常造成各煤種實際配入煤量與理論配入煤量有偏差。為消除水分對配煤效果影響,按時從各煤盤取煤樣,進行煤種水分檢測,扣除水分后執行干基煤比,通過采用干基配煤后,使配煤比執行的準確性和穩定性得到了較大提高。

3.2 三配比與爐級匹配

安鋼煉鐵廠有 380 m3高爐 5座、450 m3高爐 2座和 2000 m3級高爐 2座,焦化廠針對不同高爐對焦炭質量要求有所區別,決定在配煤生產過程中同時執行三套不同配煤比,根據實際情況對 3個配比中優質煤的配加量做了適當調整,即 1#～4#焦爐執行一套配比為 380 m3～450 m3高爐提供燃料,優質煤配比較少;5#～6#焦爐和 7#～8#焦爐各執行一套配比分別為 2座2000 m3級高爐提供燃料,因 2000 m3級高爐對焦炭質量要求較高,優質煤配比較多,最大限度的合理使用了優質煉焦煤資源。

3.3 配合煤反射率分布的優化

生產中原來配合煤反射率分布圖顯示在 Rmax 1.5%附近經常出現一個凹口 (如圖 1所示),導致在結焦過程中存在缺陷,通過增加反射率在 Rmax 1.5%附近煤種采購及配比,使配合煤反射率曲線平滑完整,改善結焦過程,提高焦炭強度[2]。改進配煤后配合煤反射率分布如圖 2所示。

3.4 煤場煤種重新劃分

圖1 原來配合煤反射率分布

圖2 改進配煤后配合煤反射率分布

為適應生產需要,根據煤巖反射率分布、揮發分、粘結性、硫分和供煤量等[3],將原有 1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤四大類煤,重新劃分為高揮發分 1/3焦、優質 1/3焦、次質 1/3焦,優質焦煤、國有礦焦煤、中間供戶焦煤、低硫肥煤、高硫肥煤、瘦煤 9種,通過煤比調整,充分合理利用了各煤種結焦性能。

4 效果

安鋼焦化廠通過實驗室實驗及工業試驗,并采取一系列措施,生產實施后效果明顯。

1)配煤結構得到優化,短缺煤種焦煤降低 5%優化到 40%,短缺煤種肥煤降低 10%優化到 15%,極大的緩解了優質煤采購壓力。

2)焦炭整體質量穩定,焦炭M40平均值 ±1%穩定率提高了 7.93%,焦炭灰分平均值 ±0.5%穩定率提高了 4.56%,為煉鐵高爐生產順行打下基礎。

3)通過優化配煤結構,次質低價瘦煤配比由10%提高到 21%,配合煤成本降低約 22元 /t,為公司創造了可觀的經濟效益。

[1] 周師庸,黃曉煜,趙明.優化配煤結構降低配煤成本改善焦炭質量.鞍鋼技術,2000(3):1-5.

[2] 燕瑞華,高志軍,耿印權,等.鏡質組反射率分布圖在配煤煉焦中的應用[J].燃料與化工,2001,32(5):227-230.

[3] 吳利波,安豐森.加強煤場管理優化煉焦配煤.燃料與化工,2008(5):30-31.

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2009—9—9