煉鐵廠原煤質量階段把關模型的創建與推行

李鐵峰，矯 濤，王學龍，王慶臣，徐春玲

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司，山東 濟南271104）

1 前 言

噴吹用煤特性對高爐的順行有重大影響，而且直接影響噴吹煤粉在高爐內的燃燒率，進而影響高爐噴吹煤比，制約生產成本。隨著生產的高質量發展，高爐煤粉質量要求日趨升高，高爐噴吹用煤需求日趨規范：灰分低、含硫低、可磨性好、燃燒性好、反應性強等。萊鋼高爐噴吹用煤LQB 36—2016與LQB 036—2014 相比，調整了高爐噴吹用煤灰分和揮發分的指標要求；增加了哈氏可磨指數、發熱量等指數的特殊要求，規范了檢驗項目、取樣及制備方法、試驗方法。

傳統的原煤進廠把關對大批量的、相對質量穩定的大煤種把關是適宜的，但隨著生產成本壓力加劇，性價比較高的小批量煤種供貨商所占份額越來越多，為查缺補漏，勢必要加大抽檢頻次，加劇成本壓力，且把關效率較差。大數據時代已經到來，提供了創新改革的有力平臺和工具，合理運用大數據技術不僅能提升把關效率，更能大大減少崗位勞動強度，減少人財物等資源性投入。

矛盾發展式原煤階段把關模型的含義：普查原煤供貨商、高爐噴煤需求，建立階段性矛盾預控方案；定期分析確定矛盾階段，優化階段性把關方案；發揮網絡力量，精準執行階段性矛盾預控方案和把關方案，嚴格管控正常矛盾；適時啟動重點攻關會，分析異常矛盾，優化把關措施，直至消除異常矛盾，實現原煤高效把關的目的。

2 矛盾發展式原煤階段把關

近年來，萊鋼高爐噴吹用原煤供貨商良莠不齊，管理難度大，主要原因有兩個：一是煤種多，以老區噴吹用原煤為例，2018年常用煤有長冶北、晉城北、待旺、裕泰、店上、東田良媒、山東卓興等近20家供貨商，其中Ad8.70%～15.56%、Vd5.54%～14.50%、FCd73.88%～84.93%、Std0.230%～0.910%、Mt5.40%～15.20%、Mad0.05%～2.40%，波動大且頻繁。二是原煤品質判定條件交叉、機理復雜，需綜合考慮進而判定。從制煤方面分析，統計2012年以來主要噴吹煤的工業分析，高爐噴吹用煤的可磨性指數應在60～90，低于50 的煤質很硬，難磨；高于80 的煤易磨，但是黏結性強的煤容易給磨煤和輸煤造成困難；從煤粉燃燒率分析，無煙煤燃燒率低于貧瘦煤，尤其是在噴煤量比較高時，過多的未燃煤粉不僅影響高爐順行，還會降低置換比。以萊蕪分公司原煤管理系統為例，介紹了主要做法。

2.1 建立階段性矛盾預控方案

第一步，普查原煤供貨商，建立供貨商名錄。矛盾無時不在、無處不在，原煤買賣雙方必然存在著諸多矛盾，如價格、成本、質量、供貨量等。普查現用原煤把關標準，從原煤質量、交付、價格等方面對供貨商進行綜合評價，形成供應商名錄；建立供方評價制度，每月一次從使用質量、交付、價格等方面對供貨商進行綜合評價，形成供貨商名錄。通過建立并推行供貨商名錄，暢通原煤質量反饋渠道，日評價與月評價相結合，原煤評價與供應商評價相結合，對驗收及使用過程出現異常的原煤進行現場留存并對供方提出考核建議，同時將結果反饋給公司主管部門。

第二步，普查高爐噴煤需求，明確矛盾關鍵點。矛盾總是在不斷變化中的。在買方市場，賣方需求處于弱勢，買方可設定諸多強制性的標準要求；在賣方市場，賣方處于弱勢，買方僅可設定相對少量的強制性的標準要求。分析當前市場形勢，原煤市場賣方持續強勢，因此作為買方必然要采取相對保守的防御性措施，盡可能完善標準要求，從中科學選取矛盾關鍵點，才能有效設定標準要求。高爐噴吹用煤一般用粒度＜13 mm的末煤或＜6 mm粉煤，灰分＜12.5%，硫分＜1%，水分含量要盡量低，固定碳含量要高，硬度要相對較小。目前，高爐噴吹用原煤主要有煙煤、無煙煤和貧瘦煤3 大類，統籌生產需求和市場供應情況，標準設定見表1。

表1 原煤標準設定（供貨商判定依據） %

第三步，根據矛盾發展階段論原則，建立階段性預控方案。要想在矛盾發展中立于不敗之地，就必須明辨市場形勢，抓住矛盾焦點，在不同階段實行不同把關原則，進而采取不同把關措施。總體說來，目前原煤把關方式有兩類：專業把關（批量抽檢，專業判斷）和現場把關（感官觀測，經驗判斷）。相對大批量的原煤，專職把關人員只要批量抽檢，嚴謹操作，對照把關標準，就能做出準確判斷；但相對小批量的原煤（地方礦種），因批量不穩定，專職把關人員抽檢代表性相對較差，需從收料到使用全程現場把關輔助，但受現場作業環境、操作水平等因素制約，很難直接對原煤質量指標進行明確判斷。建立高爐噴吹用原煤把關階段性預控方案：1）專業把關以原煤設定標準為管控要點（Af、Vf、C固、S、H2O 等），現場把關以感官判斷為管控要點（粒度、顏色、水分、摻雜等）。2）矛盾量變階段，大批量原煤是以專業把關為主、現場把關為輔，小批量原煤是以現場把關為主，專業把關標準為輔。3）矛盾質變階段，專業把關、現場把關均為主線，大批量原煤專業把關根據現場把關發現異常情況加大抽檢頻次，小批量原煤是每車取樣抽檢。4）在引進新的供貨商前，需進行現場把關、專業抽檢。

2.2 優化階段性把關方案

分析原煤把關數據，明確辨識矛盾量變（允許波動范圍內）與矛盾質變（允許波動范圍外）的實際所在階段。每月召開一次攻關會議，分析原煤實際質量和把關效果，確定矛盾階段，進而優化階段性把關方案。2019年3月27日廠燃料、爐料結構優化及質量提升會紀要（摘錄）：老區貧瘦煤（裕泰25%）：無煙煤=7∶3；二區貧瘦煤（裕泰27%）60%，無煙煤40%。兩區配煤結構穩定，未做調整，裕泰煤兩區使用比例達到25%以上，二區達到27%，煤粉質量穩定。裕泰煤性價比高，配比≮25%，提高用量后，同意每周增加1 d 進煤時間，各把關收料部門做好配合。西陽村煤、長治北煤、店上煤H2O波動較大。

因此，可確定為現階段仍處于矛盾量變階段，應采用把關方案。大批量原煤是以專業把關為主、現場把關為輔；小批量原煤是以現場把關為主，專業把關標準為輔，其中“西陽村煤、長治北煤、店上煤”要重點關注。

2.3 利用網絡進行分級動態管理

1）從收料、質檢到生產、技術和管理，實行全員、全面、全過程把關，精準執行階段性矛盾預控方案和把關方案。兩區煤場分別日存煤量5 000 t 以上（無煙煤與貧瘦煤比例3∶7），進場原煤定置存放，配好的原煤通過中速磨研磨成細粉，噴吹進入高爐。分析整體流程，在原煤進場前、進場后定置存放期、配煤過程中，均有把關空間，收料、質檢應重點放在原煤進場前，生產、技術和管理應重點放在定置存放期、配煤過程中。2）從實物、指標，對原煤質量進行分級判定、不定期匯總，實施動態管理。結合原煤設定標準，根據感官判斷，對原煤實物質量進行逐項（粒度、顏色、水分、摻雜等）打分。設置合理權重，綜合計算，進而對原煤質量進行分級判定、不定期匯總，將定性的實物質量轉化為定量化指標進行管理，實現了有效的大數據采集。3）從局域網、微信群、電話溝通、會議溝通，確保嚴格管控正常矛盾到位。適應當前日常工作生活節奏日益加快的實際需求，因快捷、公示的作用，微信群處理日常矛盾問題的把關效果日益凸顯。通過將日常矛盾問題隨時發送到微信群，24 h內相關人員自主協調解決，24 h 內未能解決的問題即轉化為重大矛盾問題。但重大矛盾問題的解決還有賴于局域網、會議溝通，發現重大問題要通過企業局域網盡快報送，主管科室組織會議，協調解決并做好可追溯記錄；對牽扯涉密信息的敏感性異常矛盾問題，在微信群監督、局域網追溯和會議協調的基礎上，可隨時電話溝通，在保護涉密信息的基礎上保證交流暢通。

2.4 適時啟動重點攻關會

發揮科學統計力量，精準分析把關焦點問題，發現異常矛盾，迅速啟動重點攻關，分析優化把關措施，直至消除異常矛盾。以2019年老區待旺煤分析為例，待旺煤屬地方礦種，小批量、波動大、波動頻繁，綜合性價比高，一般采取車車取樣，2019年每月1次采集FCD數據制作控制見圖1。

從圖1可得出：2019年1、3、7、8、10、11月份，規格限收窄，移動極差≤3.0，指標較好，此階段現場把關可不作為重點關注對象；其他月份在控制圖繪制過程中，一旦出現移動極差＞3.0，可立即通知現場把關重點關注。一旦出現移動極差持續上升（5次以上），立即組織召開重點攻關會，分析原因并確定整改措施，會后跟蹤分析改進效果，直至異常問題消除。

圖1 2019年每月1次采集FCD數據

3 實施效果

通過科學分析矛盾發展階段，實現了原煤質量精準把關，為提升高爐噴吹質量，進而為穩定高爐生產創造了有利條件。2019年，噴吹煤粉S≤0.3%、灰分＜12%，固定碳（平均值）老區78.78%、二區78.70%，3#中速磨的產量達到45 t/h以上，作業效率達到90%以上。2#制粉系統與1#制粉系統產能合并后生產能力達到40 t/h 以上，噸鐵高爐燃料比低于530 kg；準確率噴吹誤差平均＜0.3 t/h，且準確率誤差累計超過0.5 t/h記錄為零，創歷史最好水平。

借鑒矛盾發展的辯證關系理論，通過普查原煤供貨商、高爐噴煤需求，建立階段性矛盾預控方案，在不同的矛盾階段采取不同的優化把關方法，發現異常矛盾適時啟動重點攻關，發揮網絡力量實現大數據采集等系列改善，使原煤質量管控水平得到顯著提高，不僅提升了把關效率，也大幅壓縮了原煤把關運行成本。