八钢焦炉配加弱粘结性焦煤炼焦的探索

夏雷雷

(新疆八一钢铁股份有限公司炼铁厂)

1 概述

疫情期间，八钢公司焦煤库存急剧下降，已影响到了焦炉正常生产。为应对紧急状况，八钢焦化技术人员与采购人员积极了解外部焦煤资源状况，寻求新煤源。乌鲁木齐周边阜康地区暂存部分弱粘结性焦煤，其中弱粘结性焦煤1属中灰、高挥发分、G值仅40、粘结性极差且无法成焦，弱粘结性焦煤2属于中灰、低挥发分、低硫、弱粘结性、结焦性极差的13#瘦煤。为保证焦炉生产，针对这两种弱粘结性焦煤开展了弱粘性焦煤的炼焦试验，在60kg试验焦炉进行了试验研究，探索满足2500m3高炉用焦质量前提下的焦炉配煤结构。

2 试验研究

以八钢2500m3高炉焦炭质量指标为依据（焦炭质量：Ad＜12.8%、M40＞89.0%、粒度＞54.00mm），根据两种弱粘结性焦煤煤质指标、产量、焦煤库存量及焦炉的生产数据确定了配煤试验方案。

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℃。弱粘结性焦煤煤质指标见表1。

表1 弱粘结性焦煤煤质指标

两种弱粘性焦煤G值均极低，60kg试验焦炉炼焦时，均很难成焦，无法检测焦炭强度。结合此状况，在配煤炼焦时，将粉碎细度指标调整至84.0%。

2.2 试验结果分析

根据弱粘结性焦煤煤质性质，八钢焦炉炼焦指标、月产量以及焦煤库存极低的现状，在制定配煤方案时，通过提高弱粘结性焦煤添加比例，研究焦炭质量的变化。其中方案1为焦炉生产配比及焦炭性能指标。

表2 60kg小焦炉炼焦试验数据

在本次进行的5组试验中，以试验方案1（生产配比）为基础，逐渐提高弱粘结性焦煤1、焦煤2比例，同时哈煤、山西煤等比例做相应调整的对比试验，寻找在配加弱粘结性焦煤1、2情况下适合八钢焦炉的配煤结构。

（1）从煤质、炼焦数据中可以看出，弱粘结性焦煤1、焦煤2粘结性均极差，且单独炼焦时很难结焦，外观呈沙焦，无法检测各项强度。

（2）从焦炭质量数据看出，弱粘结性焦煤1、焦煤2配加比例逐渐增加后，与试验方案1（生产配比）对比，焦炭冷态强度、平均粒度均有不同程度降低。当弱粘结性焦煤比例配入15%时，焦炭冷态强度、平均粒度均急速下降。

（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，当弱粘结性焦煤1、焦煤2配加比例逐渐增加后，焦炭常规指标基本稳定，但焦炭强度、平均粒度均明显降低，方案4中焦炭强度处于高炉用焦质量的下限。

3 工业生产实践

根据60kg试验焦炉配煤炼焦试验结果，实际生产中提高了弱粘结性焦煤粉碎细度，粉碎细度3mm在83.0%～86.0%，并适当延长焦炉结焦时间，以保证焦炭质量稳定。生产实践中首先执行试验方案2的配煤结构，焦炭质量基本稳定，同时考虑冬季生产期间现场挂料严重影响配煤准确性。因此，方案2、3分别只执行6天，监测焦炭质量对高炉生产无明显影响后，再执行试验方案4的配煤方案。按照方案4组织生产过程中高炉炉况出现波动，崩滑料次数增加，随即快速调整为按方案5组织生产。此次生产过程中焦炉共计调整4次生产配比，生产指标见表3。

表3 6m焦炉炼焦生产的指标

实际生产过程中，焦炭质量变化较大，当执行至方案4时，焦炭M40有所降低，但仍大于8 9.0%，而M10、平均粒度均明显降低，低于2500m3高炉用焦炭的质量要求。另外，焦炭筛分过程中大块焦比例明显降低，大于60mm焦炭比例较 前 期 约 降 低1 4 %，仅 有1 6 %，但 粒 度40～60mm焦炭比例明显升高至70%与现场实物观察一致。且执行方案4时，高炉炉况出现波动，快速将焦煤1比例调至5%。

使用弱粘结性焦煤1、焦煤2生产的焦炭应用在2500m3A高炉，自产焦炭比例持续在75%，A高炉与焦炭质量相应关系见表4，图1～图4。

表4 A高炉生产相关数据

弱粘结性焦煤1、焦煤2配加炼焦时，随着比例增加，高炉炉况出现波动，虽未出现管道、悬料现象，但崩滑料次数明显增加。

图1 A高炉生产期间利用系数

图2 A高炉生产期间O/C负荷

图3 A高炉生产期间喷煤比

图4 A高炉生产期间压差

4 生产实践效果

焦炭质量及A高炉生产指标对应关系：

（1）工业生产过程中，随着弱粘结性焦煤比例逐渐增加，焦炭质量变化较大，M40/M10、平均粒度均明显降低，且M10、平均粒度已明显低于2500m3高炉用焦质量要求。同时，焦炭筛分过程中，大块焦比例较前期明显降低约14%。

（2）没有配加弱粘结性焦煤1、焦煤2时，A高炉利用系数1.83 t/m3.d，煤比96kg/t，K值4.51，压差140kPa。当配加弱粘结性焦煤1、焦煤2后，随着配加比例增加至13%后高炉炉况出现波动，虽未出现管道、悬料现象，但崩滑料次数明显增加，随后快速将弱粘结性焦煤比例降低至8%后，炉况有所好转。

5 结束语

依据60kg试验焦炉配加弱粘结性焦煤炼焦试验结果，6m焦炉炼焦生产实践对比方案表明，随着弱粘结性焦煤比例逐渐提高后，焦炭质量呈现下滑趋势，且当比例提高至13%后，高炉崩滑料次数明显增加，高炉O/C负荷降低至3.7，利用系数等各项指标也明显恶化，而当弱粘结性焦煤比例降低至8%时，焦炭质量及高炉炉况均有所好转。

在八钢现有的焦炉配煤结构下，适当调整使用弱粘结性焦煤炼焦对焦炭质量影响不大，且可满足2500m3高炉正常生产，解决了疫情期间焦炭短缺的问题。