提高焦炭热强度稳定率的措施与分析

曾令鹏，刘克辉，范国光，程启国

（宝武集团广东韶关钢铁有限公司，广东 韶关 512123）

随着国内大型高炉的发展，对焦炭指标的要求不再简单的局限于CSR、CRI、M40和M10，焦炭热强度稳定率对高炉运行的影响也引起了更多关注。提高焦炭热强度稳定率，是保证高炉顺行的外部条件之一[1]。2018年韶钢主供大型高炉使用的6 m焦炉焦炭热强度均值已达到69.8%，但热强度稳定率不高，反映热强度稳定率的标准偏差σn-1最高达到1.78，不利于高炉的稳定顺行，为此韶钢开展了提高焦炭热强度稳定率的攻关项目，从国内1#焦煤煤质、国内1#焦煤水分、清场含杂煤煤质、配煤比调改次数等方面，分析了对韶钢6 m焦炉焦炭热强度稳定率的影响，通过采取相应改进措施，提高了焦炭热强度稳定率，支撑了高炉的顺行高产，现介绍如下。

1 焦炭热强度稳定率的表征

焦炭热强度标准偏差σn-1是焦炭热强度稳定率重要的量化指标，热强度σn-1大小与焦炭热强度稳定率呈负相关，即σn-1数值越小，焦炭热强度稳定率越高。σn-1计算公式见式（1）～（3）。

式中：σn-1——标准偏差；

d——焦炭CSR、G、Y、Mt的日测值与平均值的差值，%、1、mm、%；

n——每个月焦炭CSR、G、Y、Mt测试的次数；

x——焦炭的CSR、G、Y、Mt日测值，%、1、mm、%；

——焦炭的CSR、G、Y、Mt的月均值，%、1、mm、%。

2018年韶钢6 m焦炉焦炭热强度σn-1见表1。2018年1季度焦炭热强度σn-1为1.64，其中2月σn-1达到1.78，说明第1季度焦炭热强度波动较大，不利于高炉炉况的稳定顺行，从而影响铁产量，增加铁水成本。因此，提高焦炭热强度稳定率，可为高炉顺行高产创造良好的外部条件[2]。

表1 2018年1、2季度韶钢6 m焦炉焦炭热强度σn-1

2 焦炭热强度稳定率的影响因素

2.1 国内1#焦煤煤质的影响

焦煤煤质的稳定对焦炭热强度的稳定率发挥重要的作用。韶钢焦煤主要以国内1#焦煤为主，配比30%～40%。由于韶钢外购的国内1#焦煤来自不同厂家，质量有一定波动，从煤岩分析看，纯单一煤质的焦煤很少，大部分焦煤不同程度地掺有瘦焦煤和瘦煤等。由于混洗不均匀，导致不同厂家或同一厂家不同批次煤的质量不稳定，对配煤结构影响较大，导致焦炭质量不稳定，在焦炭CSR和CRI上反映比较突出[3]。2018年国内 1#焦煤G、Y值 σn-1与焦炭 CSR σn-1关系见图1。由图1可知，国内1#焦煤G、Y值σn-1与焦炭CSR σn-1呈正相关关系，说明国内1#焦煤煤质越稳定，焦炭CSR越稳定。

图1 国内1#焦煤G、Y值σn-1与焦炭CSR σn-1关系

2.2 国内1#焦煤水分的影响

入炉煤水分对焦炭热强度影响较大，韶钢前期研究表明，随着入炉煤水分上升，焦炭热强度下降，水分每增加1%，焦炭CSR下降2.6%，但当全水分超过12%时，其对焦炭强度的影响幅度减弱。这是由于随着入炉煤水分的升高，入炉煤堆密度减少，焦炭的致密性变差，中心气孔、泡焦增多，影响焦炭热强度[4-5]。韶钢常用炼焦煤品种中，结焦性最好、配比最大的为国内1#焦煤；其对入炉煤水分及焦炭热强度的影响起主导作用。2018 年国内 1#焦煤Mtσn-1与焦炭 CSR σn-1关系见图2。由图2可知，国内1#焦煤Mtσn-1与焦炭CSR σn-1呈正相关关系，说明国内1#焦煤水分波动越小，焦炭CSR越稳定。

图2 国内 1#焦煤 Mtσn-1与焦炭 CSR σn-1关系

2.3 清场含杂煤的影响

韶钢清场含杂煤主要包括港口的清场含杂煤及厂内煤场煤堆消堆前的垫底料。绝大部分清场含杂煤混煤较严重，黏结性及结焦性变差，质量劣化，当作单一煤种配用，对焦炭质量影响较大，必然引起焦炭热强度波动。2018年清场含杂煤配用量与焦炭CSR σn-1关系见图3，由图3可知，清场含杂煤配用量与焦炭CSR σn-1呈正相关关系，说明清场含杂煤配用量越少，焦炭CSR越稳定。

图3 清场含杂煤配用量与焦炭CSR σn-1关系

2.4 配煤比调改次数的影响

配煤比调改次数越多，配煤结构变化越大，焦炭热强度越不稳定。因此，减少配煤比调改次数，有利于焦炭热强度的稳定。2018年配煤比调改次数与焦炭CSR σn-1关系见图4。由图4可知，配煤比调改次数与焦炭CSR σn-1呈正相关关系，说明配煤比调改次数越少，焦炭CSR越稳定。

图4 配煤比调改次数与焦炭CSR σn-1关系

3 提高焦炭热强度稳定率的措施

3.1 加强对炼焦煤质量管控

加强对炼焦煤质量监控，特别是对国内1#焦煤实施批批检测，保证1#焦煤质量稳定。

缩减国内1#焦煤供应商数量，剔除质量波动较大、供应量小的供应商，仅保留几家质量稳定、供应量大、性价比高的供应商，并通过签订长协的方式来保证国内1#焦煤长期稳定供应。

定期对国内1#焦煤进行抽查并开展实验分析，全面深入掌握其质量特性，对质量波动较大的1#焦煤采取分仓配用来降低对焦炭热强度的不利影响。

3.2 加强对国内1#焦煤水分管理

严格控制国内1#焦煤装车过程中的水分带入，及时跟踪了解装车地和运输沿途天气情况，合理安排发车计划。

对于水分高的国内1#焦煤优先安排卸至煤场进行沥水，不允许直接卸至筒仓。

实施干基转湿基的精准配煤。1#焦煤结焦性佳但全水分高，通过精准配煤的精确计算，水分偏高的1#焦煤干基配入量要比未实施精准配煤前高，通过提高配煤的整体结焦性能，减小水分升高导致的焦炭强度下降。

3.3 加强对清场含杂煤管理

建立《清场含杂煤管理标准》，加强清场含杂煤管理，控制杂煤量，降低其对焦炭质量的不利影响。

开展清场含杂煤配煤炼焦攻关，科学合理制定配用方案，降低配用清场含杂煤对焦炭热强度稳定率的影响。

3.4 减少配煤比调改次数

影响配煤比调改的主要因素有资源切换、焦炭质量要求、生产需求、船期对接及平衡库存等，通过减少炼焦煤品种、优化配煤结构、提高配煤计划准确率、降低生产故障及避免船期延误等方法来减少配煤比调改次数，保持配煤结构稳定，提高焦炭热强度稳定率。

4 改进效果

通过稳定国内1#焦煤煤质、控制进厂煤水分波动、减少清场含杂煤配用量及配煤比调改次数，保持了煤质及配煤结构的稳定，从而将韶钢6 m焦炉焦炭热强度标准偏差σn-1由2018年1季度的1.64降低至4季度的0.95（见表2），极大提高了焦炭热强度稳定率，支撑了高炉的顺行高产。

表2 2018年3、4季度韶钢6 m焦炉焦炭热强度σn-1

影响焦炭热强度的因素还有天气、炼焦工艺及焦炭取样、制样方式等，尚待进一步分析。