安钢优化配煤结构的探索与实践

高立东 王洪顺 李献宏 张化强 韩矿

(安阳钢铁股份有限公司)

安钢优化配煤结构的探索与实践

高立东 王洪顺 李献宏 张化强 韩矿

(安阳钢铁股份有限公司)

介绍了安钢焦化厂为优化配煤结构、降低炼焦成本,通过 40kg小焦炉实验及生产工业试验,实现了多配瘦煤和1/3焦煤,少配肥煤和焦煤的生产目标,通过一系列措施稳定提高了焦炭质量,创造了可观的经济效益。

配煤结构 优化措施 炼焦实践

0 前言

安钢焦化厂现有焦炉 8座,其中 JN43-80型焦炉 6座、JN60-6型焦炉 2座,年产焦炭近 300万 t,每年消耗炼焦煤 400万 t,煤源主要为山西省、河北邯邢及河南平顶山和鹤壁地区的洗精煤,煤种有 1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等。

2008年下半年以来,由于金融危机影响,国内外钢铁市场疲软,高炉纷纷减产,焦炉大幅度延长结焦时间,焦化行业受到了前所未有的冲击。公司为了降低生产成本,实行倒逼机制,全面落实降本工作,焦化将优化配比结构作为主要降本途径。

1 优化配煤结构的必要性与可行性

从我国煤炭储量结构可以看出,焦煤、肥煤资源已经明显短缺,优化配煤结构,降低配煤成本势在必行[1]。近年随着国外优质炼焦煤大批量进入国内市场,且供量逐步放大,国内部分独立焦化厂限产,炼焦煤供应出现了短暂富余状态,安钢焦化厂在使用炼焦煤上有了更大的选择余地,可以充分选择低灰分、低挥发分、高粘结性煤,优化现有配煤结构,降低配合煤成本。

2 优化方案的制定及生产实施

为降低生产成本,2008年下半年安钢焦化厂利用 40kg小焦炉进行了 8套配比结构优化方案的实验工作,具体见表 1:

表1 配煤结构优化方案及结果 %

由表 1可以看出瘦煤比例由 10%逐步增加到25%,焦炭 M40均达到 84%以上,CSR保持 54%左右,基本满足了高炉对焦炭质量要求,但从生产焦炉与试验焦炉的相关性以及炼铁高炉对焦炭质量的适应过程考虑,为稳妥起见,2008年 8～12月焦化厂分别进行了瘦煤配比 15%、18%、22%、25%四阶段工业生产,每个阶段生产前均进行生产焦炉少批量 (5～7孔)工业试验,具体见表 2。

表2 不同瘦煤配比工业试验及生产数据 %

由表 2可以看出,工业试验数据基本与生产数据相符,在提高瘦煤配比的前三个阶段过程中焦炭质量检测数据及实物质量均较好,并且高炉生产稳定顺行。当瘦煤提高到 25%时,尽管工业试验与工业生产的焦炭冷热强度数据均较好,但炼铁反映个别阶段燃料带不动负荷。为了保证炼铁稳定顺行,最终将瘦煤配比 22%作为最终优化配比的结果。

3 稳定焦炭质量采取的措施

为防止高瘦煤的配煤结构对高炉顺行产生影响,焦化厂采取了一系列措施来稳定提高焦炭质量,具体如下:

3.1 实施干基配煤

不同矿点或同一矿点不同批次煤水分大小差异较大,采用湿基配煤经常造成各煤种实际配入煤量与理论配入煤量有偏差。为消除水分对配煤效果影响,按时从各煤盘取煤样,进行煤种水分检测,扣除水分后执行干基煤比,通过采用干基配煤后,使配煤比执行的准确性和稳定性得到了较大提高。

3.2 三配比与炉级匹配

安钢炼铁厂有 380 m3高炉 5座、450 m3高炉 2座和 2000 m3级高炉 2座,焦化厂针对不同高炉对焦炭质量要求有所区别,决定在配煤生产过程中同时执行三套不同配煤比,根据实际情况对 3个配比中优质煤的配加量做了适当调整,即 1#～4#焦炉执行一套配比为 380 m3～450 m3高炉提供燃料,优质煤配比较少;5#～6#焦炉和 7#～8#焦炉各执行一套配比分别为 2座2000 m3级高炉提供燃料,因 2000 m3级高炉对焦炭质量要求较高,优质煤配比较多,最大限度的合理使用了优质炼焦煤资源。

3.3 配合煤反射率分布的优化

生产中原来配合煤反射率分布图显示在 Rmax 1.5%附近经常出现一个凹口 (如图 1所示),导致在结焦过程中存在缺陷,通过增加反射率在 Rmax 1.5%附近煤种采购及配比,使配合煤反射率曲线平滑完整,改善结焦过程,提高焦炭强度[2]。改进配煤后配合煤反射率分布如图 2所示。

3.4 煤场煤种重新划分

图1 原来配合煤反射率分布

图2 改进配煤后配合煤反射率分布

为适应生产需要,根据煤岩反射率分布、挥发分、粘结性、硫分和供煤量等[3],将原有 1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤四大类煤,重新划分为高挥发分 1/3焦、优质 1/3焦、次质 1/3焦,优质焦煤、国有矿焦煤、中间供户焦煤、低硫肥煤、高硫肥煤、瘦煤 9种,通过煤比调整,充分合理利用了各煤种结焦性能。

4 效果

安钢焦化厂通过实验室实验及工业试验,并采取一系列措施,生产实施后效果明显。

1)配煤结构得到优化,短缺煤种焦煤降低 5%优化到 40%,短缺煤种肥煤降低 10%优化到 15%,极大的缓解了优质煤采购压力。

2)焦炭整体质量稳定,焦炭M40平均值 ±1%稳定率提高了 7.93%,焦炭灰分平均值 ±0.5%稳定率提高了 4.56%,为炼铁高炉生产顺行打下基础。

3)通过优化配煤结构,次质低价瘦煤配比由10%提高到 21%,配合煤成本降低约 22元 /t,为公司创造了可观的经济效益。

[1] 周师庸,黄晓煜,赵明.优化配煤结构降低配煤成本改善焦炭质量.鞍钢技术,2000(3):1-5.

[2] 燕瑞华,高志军,耿印权,等.镜质组反射率分布图在配煤炼焦中的应用[J].燃料与化工,2001,32(5):227-230.

[3] 吴利波,安丰森.加强煤场管理优化炼焦配煤.燃料与化工,2008(5):30-31.

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2009—9—9