瘦煤預粉碎技術在本鋼焦化廠的應用

六十一

（本溪鋼鐵公司 焦化廠，遼寧 本溪 117000）

0 前言

本鋼焦化廠配煤一直采用傳統的先配后粉碎工藝技術，這一配煤方式，缺點也較明顯，不能根據不同的煤種進行不同粉碎的細度處理，造成配合煤的粉碎后，顆粒3mm以上煤中，變質程度較深的瘦煤占的比例達80%以上，在運至煤倉過程中，易形成偏析，造成未粉碎的變質程度較深的大顆粒瘦煤集中到一個地方，影響焦炭質量穩定。

隨著公司形勢的發展和市場競爭日趨激烈，焦化廠如何進一步提高焦炭質量，滿足煉鐵對原料的精料要求，降低配煤成本已經成為我們研究的重要課題。目前國內常見的提高焦炭質量的工藝措施有干熄焦、型煤、預粉碎等技術。根據本鋼焦化廠生產工藝實際情況，利用現有的設備、工藝基礎，組織技術工作者對煤預粉碎工藝的實施及提高焦炭質量的可行性進行了大量的試驗和理論論證，并通過各項設備、工藝改造實現了對結焦性差的難粉碎的煤進行預粉碎的工藝，取得了顯著效果，焦炭質量M40由以前的86%提高到87%以上，M10由6.2%降到了6.0%以下，為煉鐵創造了精料條件,從而很大程度地降低了焦化配煤成本，降成本增效益工作起到了極大作用。

1 技術改造及應用分析

煉焦煤常規粉碎工藝是將各種煤按一定比例配合后一起進行粉碎處理,而預粉碎是將部分結焦性差的難粉碎的瘦煤煤在配煤前進行粉碎處理,然后再進行配煤、粉碎、送往煤塔供煉焦用（見圖1）。本鋼焦化廠是根據自由的工藝條件在兩套配煤系統中選定一個配煤槽，一系選擇6#槽，二系選擇1#槽，用500mm寬的皮帶從配煤槽漏嘴處引出去到小粉碎機，在用同樣的小皮帶引回到主皮帶。這樣需要預粉碎的瘦煤裝到指定的配煤槽，其它煤種正常裝槽使用。

圖1 采用預粉碎的備煤工

每套預粉碎裝置，增加3條500mm寬的皮帶，帶速1.6m/s，90t/h。粉碎機型號是PFCK-1212可逆反擊錘式破碎機，入料粒度≤80mm，出料粒度≤3mm占90%以上。

預粉碎能夠提高焦炭強度,是因為低變質程度、高變質程度的結焦性差的煤中，不具有粘結性的惰性組分含量較高，而惰性組分較活性組分質硬、密度大，所以難粉碎,這部分難粉碎的煤如果不進行預粉碎處理，其中無粘結性的惰性物質（煤中礦物質即灰分屬于其組成部分）只經過一次配合后粉碎（終粉）不容易被細粒化、均勻化。我廠煉焦用煤中的瘦煤是趨于貧瘦化的煤種就屬于難粉碎的煤種。這些煤種揮發分在15-17%，Y值為0，G值0-8之間，變質程度較高，基本無粘結性的煤，在煉焦過程中，這部分難粉,不結焦或結焦性差的粗顆粒，易形成焦炭裂紋中心，使焦炭強度下降且結構不均一。如果不經過預粉碎用提高終粉后煤細度，（3mm以下部分所占比例）的方式將惰性組分含量高、結焦性差的那部分煤細粒化，那么入爐配合煤中活性組分含量高，易粉碎的那部分煤將全被粉碎的過細出現自瘦化現象，破壞其結焦性，并且會因細度過大而降低入爐煤堆比重，從而降低焦炭強度。對結焦性差的惰性組分含量高的煤進行預粉碎以后，使其粗顆粒減少細顆粒增多，在終粉過程中不會將易粉碎的活性組分粉碎得過細，使惰性物細顆粒均勻地分布在活性組分中，并改善了入爐煤粒度組成，提高了入爐煤堆比重，在結焦過程中增大了膠質體膨脹壓力，使無粘結性的惰性物細顆粒易被膠質體粘結，從而減少焦炭裂紋中心，提高焦炭強度，得到結構均一的焦炭。

2 預粉碎工藝的應用前后對比分析

本鋼未使用瘦煤預粉碎技術時，瘦煤配入比例為10%，在對配用10%瘦煤煤進行預粉碎的實際生產期間，我們在現有研究裝備的條件下對瘦煤煤經過預粉碎和未經過預粉碎的入爐配合煤進行取樣研究，大量數據說明預粉碎對改善配合煤質量,提高焦炭強度有明顯作用。

配合煤粒度組成的改善。對瘦煤煤經過預粉碎和未經過預粉碎的配合煤做粒度組成,結果見表1。

表1 不同粉碎工藝的配合煤粒度組成

不同粒級的灰分(Ad),粘結指數(G)有變化對焦炭強度的影響。對瘦煤煤未經過預粉碎和經過預粉碎的入爐配合煤的不同粒級部分進行全面分析,試驗結果見表2。

表2 不同粉碎工藝的配合煤各粒級組分分析結果

本鋼焦化廠配合煤的灰分在9.6%，而瘦煤的灰分9.7%，接近配合煤的灰分，它的預粉碎對各級灰分影響不大；未經過預粉碎的配合煤小于3mm部分的G值由80降到經過預粉碎后79,而大于5mm部分的G值由未經預粉碎的60升高到經過預粉碎后的65。揮發分未經預粉碎的25.58降至25.5,大于5mm的揮發分從25.6升至25.75%，從G值和揮發分的變化情況說明瘦煤經過預粉碎后均勻地分布到了配合煤的各粒級組成中,所以便于在形成膠質體的過程中粘結結焦性差的瘦煤煤中的不熔融顆粒,便于形成結構均一的焦炭,避免了因不熔融大顆粒集中而形成焦炭裂紋中心,從而穩定提高了焦炭強度。

3 預粉碎工藝產生的效果

預粉碎系統對瘦煤進行預粉碎，使其在終粉前細度就有了很大程度的提高，通過改善配合煤質量而改善了配合煤結焦性，并使配合煤細度合格率（我廠配合煤細度規定在74%～78%）由以往的85%以下提高到95%以上，使焦炭強度有了較大的提高及穩定。在單種煤煤質、結焦時間等因素相同的條件下，采用預粉碎的兩個基本相同的配比條件下對應的焦炭質量對比焦炭M40提高了1.12%，M10下降了0.22%的結論。

根據鐵廠對焦炭質量需求不變的情況下，焦化廠進一步對預粉碎技術應用研究，如果采用預粉碎工藝而焦炭質量保持原有水平,本鋼焦化廠進一步增加瘦煤配入比例，降低配合煤成本。經過多次試驗，焦化廠將瘦煤配入比例由10%提高至15%，降低高價的焦肥煤使用比例。焦炭質量和未使用瘦煤預粉碎工藝質量持平。從而大大降低生產成本。M40維持在86-88%之間，M10小于6%，CSR維持在66%左右。

4 經濟效益

對瘦煤煤預粉碎可使焦炭強度M40提高1.17%,M10改善0.15%。通過進一步研究增加低價煤的配用量，焦化廠兩套配煤系統年消耗400萬噸煤，增加5%可年消耗20萬噸，其和焦肥煤的差價150元/t，全年可降低生產成本產生3000萬元的經濟效益,并且因焦炭質量穩定，更利于鐵廠高爐配料的操作。

［1］申明新，主編.中國煉焦煤的資源與利用[M].北京：化學工業出版社，2007.

［2］陳鵬，編著.中國煤炭性質、分類和利用[M].北京：化學工業出版社，2001.

［3］潘立慧，魏松波，主編.煉焦技術問答[M].北京：冶金工業出版社，2007.