6m焦炉配用艾矿中煤返洗煤的生产实践

夏雷雷，王雪超

（宝钢集团八钢公司炼铁分公司）

1 前言

近年来为应对钢铁行业持续低迷的形势，八钢炼铁系统积极探索在保证焦炭质量满足2500m3高炉顺行情况下，降低炼铁成本的措施，在炼焦系统生产过程中探索使用自有煤矿艾矿中煤返洗煤，最终实现使用艾矿中煤返洗煤替代部分其它焦煤。为此，在60kg试验焦炉进行了试验研究，确定了满足八钢2500m3高炉生产用焦炭的配煤结构。

2 试验讨论

以八钢2500m3高炉焦炭质量指标为依据（焦炭质量：d＜12.80%、40＞89.0%、粒度＞54.00mm），根据艾矿中煤返洗煤煤质指标、反射率分布图、单种煤炼焦指标、月产量及现场生产数据制定了几组配煤试验方案。

2.1 试验条件

60kg试验焦炉结焦时间为17h；装煤量（湿基）44kg；配合煤细度80%～82%，装煤方式为散装；装煤时两侧炉墙温度为800℃；焦饼中心温度930℃；加热最终温度为1050℃。

2.2 单种煤相关数据

艾矿1#煤中煤返洗煤浮沉试验指标见表1。

艾矿2#煤中煤由于量少且回收率过低，最终没有返洗。艾矿1#煤中煤可选性及中煤返洗煤加工成本，灰分控制在18%为宜，此时可选性为难选。根据生产中煤情况，只返洗艾矿1#中煤，中煤产率22%，中煤返洗回收率30%。

表1 艾矿1#煤中煤返洗煤浮沉试验指标

根据艾矿1#煤中煤返洗煤浮沉试验数据，最终确定1#煤中煤返洗煤灰分控制在18%，60kg焦炉试验使用的煤样全部来自灰分为18%的艾矿1#煤中煤返洗煤（简称艾矿中煤返洗煤），艾矿中煤返洗煤煤质及炼焦数据见表2、表3及图1。

表2 艾矿中煤返洗煤煤质数据

表3 艾矿中煤返洗煤炼焦数据 %

图1 艾矿中煤返洗煤镜质组反射率分布图

由表2、3、图1数据得出：

艾矿中煤返洗煤是高灰分、高挥发分、低硫、强粘结性、结焦性较差的肥煤，且反射率分布较宽，最大平均反射率1.105%，可能混有少量焦煤。

2.3 试验数据分析

根据单种煤煤质、炼焦指标、反射率分布图、月产量及现场生产情况制定4组配煤试验方案（表4），其中方案1为生产配比。

在进行的4组试验中，以试验方案1生产配比为基础，使用艾矿中煤返洗煤3%逐渐增加至7%替代其它煤种，同时蒙古主焦煤、乌海煤、山西煤比例做相应调整的对比试验，寻找在配入艾矿中煤返洗煤情况下适合八钢焦化生产的配煤结构。

（1）从煤质数据中可以看出，艾矿中煤返洗煤由3%逐渐增加至7%时，与试验方案1对比，配合煤灰分升高明显，在5%时挥发分与值有所升高，硫分明显降低，其它指标没有明显变化。

表4 60kg小焦炉炼焦试验数据

（2）从焦炭质量数据看出，艾矿中煤返洗煤由3%逐渐增加至7%时，与试验方案1对比，焦炭冷态强度均有不同程度升高，平均粒度基本稳定，而焦炭灰分均有明显升高。当艾矿中煤返洗煤配入5%时，焦炭40明显升高，达到86.0%。

（3）经过60kg试验焦炉炼焦试验数据与6m焦炉炼焦生产数据对比分析，同配比情况下6m焦炉生产焦炭冷态强度比60kg小焦炉生产焦炭冷态强度高出6%个点。通过试验数据可以看出，当艾矿中煤返洗煤配入量由3%增加至7%时，焦炭灰分超出要求，M40、平均粒度可以达到高炉生产用焦质量要求。

3 工业生产实践

根据60kg试验焦炉配煤炼焦试验结果，试验方案3焦炭冷态强度最好，但灰分也明显升高至13.07%。为减少生产中焦炭质量波动，综合考虑多种因素原影响在2017年11月下旬生产实践中使用了试验方案2，并完全按照试验的配煤方案配比。生产过程中由于受其它焦煤库存的影响，焦炉生产中共计调整6次生产配比，具体生产指标见表5。

表5 6m焦炉炼焦生产数据

使用艾矿中煤返洗煤3%所炼焦炭在2500m3A高炉生产使用，自产焦炭比例均为75%，且高炉使用自产焦炭7个阶段与6m焦炉炼焦生产7个阶段全部对应，有关A高炉生产指标见表6，图2。

表6 八钢A高炉生产相关数据

图2 A高炉生产指标

4 生产实践效果

对6m焦炉焦炭质量及A高炉生产指标分析：

（1）6组不同生产配比中艾矿中煤返洗煤均配入3%后，相比6m焦炉未使用中煤返洗煤的生产配比配合煤灰分明显升高，其它配合煤指标没有明显变化。焦炭灰分均有所升高，生产配比方案7焦炭灰分升高至13.29%，升高0.71%。焦炭冷态强度、平均粒度与前期生产配比相对稳定。

（2）没有配入艾矿中煤返洗煤时，A高炉利用系数 1.84 t/m3.d，煤比 85kg/t，K 值 3.97，压差 135kPa。当6组生产配比中艾矿中煤返洗煤均配入3%，在此期间，A高炉使用自产干焦比例与前期相同在75%，A高炉利用系数在1.78～1.95 t/m3.d，煤比在99～123 kg/t，K 值在4.01～4.27，压差在133～138 kPa，使用艾矿中煤返洗煤期间虽然A高炉炉况有所波动，但整体状况平稳。

5 结论

（1）艾矿中煤返洗煤是高灰分、高挥发分、低硫、强粘结性、结焦性较差的肥煤，且反射率分布较宽可能混有少量焦煤。浮沉试验可知艾矿中煤返洗煤可选性为难选。中煤产率22%，中煤返洗回收率30%，且反射率分布较宽，最大平均反射率1.105%，可能混有少量焦煤。

（2）通过60kg试验焦炉炼焦试验和6m焦炉炼焦生产证明，在配煤炼焦过程中使用3%艾矿中煤返洗煤炼焦是可行的，并且焦炭各项指标（焦炭灰分除外）均达到了预期要求，符合2500m3高炉生产用焦质量标准。

（3）在6组生产配比中艾矿中煤返洗煤均配入3%时，A高炉使用自产干焦比例在75%，生产过程中A高炉利用系数1.78～1.95 t/m3.d，煤比99～123 kg/t，K 值 4.01～4.27，压差 133～138 kPa，A 高炉炉况基本处于稳定状态。