孟慶波
“十一五”期間,隨著我國煉鐵高爐的大型化和噴煤技術的應用對焦炭質量要求不斷提高,焦化行業通過提高焦煤和肥煤的配入比例及優化配煤技術應用、煉焦工藝的改進、管理水平的提高等,實現了焦炭質量的穩定、提高和煉焦煤資源的優化利用。焦化行業煉焦煤資源優化利用主要通過以下技術及管理措施實現。
“十一五”期間,中國焦化行業快速發展,裝備水平也大幅度提高。焦爐大型化速度很快,頂裝焦爐由過去的炭化室高4.3米發展到現在的6米、7米及7.63米,搗固焦爐在開發成功炭化室高4.3米的基礎上又開發出5.5米和6.25米大型搗固焦爐。截至2010年底,中國炭化室高≥5.5米搗固和≥6米頂裝大焦爐產能已達到1.4億噸以上。焦爐的大型化對節省優質煉焦煤資源、改善焦炭質量貢獻巨大。
截至2010年底,中國搗固焦爐產能已突破1億噸,對節省資源緊張的焦煤和肥煤資源貢獻突出。焦煤和肥煤配比分別下降8.9和5.2個百分點,氣煤、1/3焦煤和瘦煤配比分別提高4.6、3.5和6.5個百分點。
在鋼鐵聯合企業已得到推廣和普及,干熄焦產能已達到約1億噸。干熄焦技術能明顯改善焦炭質量,為改善我國鋼鐵聯合企業焦化廠焦炭質量做出了貢獻,間接節省了緊缺的焦煤和肥煤。
以煤巖配煤技術為代表的精細優化配煤技術得到推廣和應用,使我國焦化行業配煤技術水平上了一個新臺階。進場煉焦煤應用分類及合理堆放、煤場優化管理、焦炭質量指標數值化預測及配煤專家系統的開發及應用,各種規格、形式的試驗焦爐的開發、應用都促進了配煤技術向精細化、最優化方向發展。“十一五”期間,我國焦炭質量的穩步提高,一方面,得益于焦煤和肥煤配比的提高;另一方面,得益于上述精細優化配煤技術的推廣和應用。
高爐煉鐵技術的進步對焦炭質量提出了新的要求。焦炭質量研究的新進展為煉焦生產及優化配煤實現煉焦煤資源優化利用指明方向。例如:獨立焦化企業尤其是搗固煉焦企業,已從單純控制焦炭冷態機械強度到兼顧熱態性能;配煤比也從盡可能少配焦煤和肥煤以降低配煤成本,過渡到目前適當增加焦煤和肥煤配比生產滿足高爐冶煉要求的冶金焦。
搗固煉焦技術、干熄焦技術、精細化優化配煤技術的應用使優質非煉焦煤配煤煉焦成為可能。我國非煉焦煤資源豐富,部分礦區的煤炭灰、硫很低。采用上述各項技術開發此類非煉焦煤的配煤煉焦應用拓展煉焦煤資源、節省緊缺的煉焦煤意義重大。例如:配合搗固煉焦技術及精細化配煤技術某企業低灰貧煤配入量達到30%~35%,拓展了煉焦煤源并極大地降低了配煤成本。
“十一五”期間,中國焦化行業通過增加焦煤和肥煤的配入比例、采用搗固煉焦工藝及其他技術措施穩定和提高了焦炭質量。但應當看到焦炭質量并沒有隨著上述技術措施的采用而同步明顯提高,這主要是由于焦炭產量大幅增加造成煉焦煤供應緊張,煉焦煤混煤情況日益突出,配煤統計顯示焦煤和肥煤配比明顯增加,而其實際配比卻增加有限。焦化企業面臨煉焦煤供應緊張、價格攀升、質量下滑等明顯不利局面。部分大型焦化企業和沿海沿邊企業進口國外煉焦煤以彌補缺口和穩定焦炭質量。
“十二五”期間,我國經濟將繼續保持較快發展速度。鋼鐵行業將繼續維持較高的生產量,但增長速度會明顯放慢。同時,鋼鐵行業結構調整、淘汰落后產能步伐將加快。焦化行業作為鋼鐵行業的原燃料供應和能源轉換中心也將維持較高產量。隨著鋼鐵行業結構調整和煉鐵技術的進步,對焦炭質量要求會逐步提高(包括質量指標和指標的穩定性)。煉焦煤資源緊張和價格攀升的局面會長期存在,甚至會逐步加重。煉焦行業實現煉焦煤資源優化利用是焦化行業與鋼鐵行業可持續發展的必然選擇。
煉焦煤資源優化利用的發展趨勢是:一是加強高爐用焦炭質量研究和煉焦配煤技術研究,為煉焦煤資源優化利用提供理論依據;二是調整產業結構,提高煉焦裝備水平,采用煉焦新技術;三是推廣優化配煤技術及提高煉焦生產管理水平;四是拓展煉焦煤資源,適度進口國外優質煉焦煤彌補國內缺口和局部不足。配合技術措施配加非煉焦煤及添加劑、物煉焦。
一是加強冶金焦質量與高爐煉鐵關系研究,為焦化生產提供明確的焦炭質量要求。高爐爐容、噴煤量及其技術、經濟指標等決定了對冶金焦質量的要求。針對具體的高爐生產合適質量的焦炭,可實現煉焦煤資源優化利用,避免因焦炭質量指標不對稱和過剩而造成的優質煉焦煤的過多消耗。

二是加強煉焦技術基礎研究,為充分合理利用煉焦煤資源和推廣現有煉焦新技術及開發新工藝、新技術奠定理論基礎。隨著煉焦裝備技術水平的不斷提高和產能的快速增加及煉焦煤價格的快速攀升使煉焦生產進入精細化時代。煉焦煤質的復雜性和煉焦工藝技術的多變性要求進一步加強煉焦技術基礎研究。應加強煉焦煤質研究和配煤理論研究,實現優化配煤;加強現有煉焦新技術與煉焦配煤及焦炭質量關系研究,使煉焦新工藝技術與煤資源相匹配,最大限度地發揮新工藝的優勢、限制其短處,實現煉焦煤資源的合理利用;根據煉焦技術基礎研究結果和高爐用焦質量要求,開發能充分利用煉焦煤資源的煉焦新工藝、新技術,實現煉焦技術的突破與跨越。
三是調整產業結構,進一步推廣現有煉焦新技術。中國煉焦行業產能過剩與存在落后產能的情況并存。行業兼并重組、結構調整勢在必行。結合產業結構調整有針對性地采用適當的現有煉焦新技術,實現產業結構調整與工藝、技術優化,合理利用煉焦煤資源。
四是開發、應用煉焦新技術實現煉焦煤資源與煉焦行業及鋼鐵行業協調、可持續發展。開發和推廣降低優質焦煤、肥煤配入比例的煉焦新技術,使焦化生產用煤比例與煉焦煤種賦存和生產比例匹配性逐步提高,延長煉焦煤資源利用年限。
五是開展非煉焦煤及添加劑/物配煤煉焦技術研究,拓展煉焦原料來源、節省煉焦煤、降低配煤成本。在世界范圍煉焦煤儲量少,且煉焦煤種賦存比例是優質焦煤和肥煤少,中國的情況亦是如此。開展非煉焦煤煤質改性替代煉焦煤、甚至改性制取“強粘結性人造肥煤”實現非煉焦煤煉焦;結合煉焦新工藝、新裝備及優化配煤等新技術添加非煉焦煤進行煉焦;添加添加物和廢棄物進行配煤煉焦,是未來拓展煉焦原料來源、實現低成本、可持續煉焦生產的重要途徑。
六是重視煉焦煤資源規劃。加強煉焦煤資源勘探、合理開采、提高入洗率和洗選水平,協調焦化行業與煉焦煤供應行業的關系,加強煉焦煤相關標準的制修訂、質量管理和行業自律,限制和取締為謀取不合理利益的混洗和混煤現象,逐步穩定、提高國內煉焦煤質量,以利于焦化企業優化利用煉焦煤。適度進口國外優質煉焦煤彌補國內缺口、調劑品種、平抑價格,適當利用國外煉焦煤資源。鼓勵焦化企業與上游煤炭企業結成聯盟或投資入股,保障煉焦煤供應,更應鼓勵企業走出去拓展海外煉焦煤資源。