高立東 王洪順 李獻(xiàn)宏 張化強(qiáng) 韓礦

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

安鋼優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)的探索與實(shí)踐

高立東 王洪順 李獻(xiàn)宏 張化強(qiáng) 韓礦

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

介紹了安鋼焦化廠為優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)、降低煉焦成本,通過 40kg小焦?fàn)t實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)工業(yè)試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了多配瘦煤和1/3焦煤,少配肥煤和焦煤的生產(chǎn)目標(biāo),通過一系列措施穩(wěn)定提高了焦炭質(zhì)量,創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

配煤結(jié)構(gòu) 優(yōu)化措施 煉焦實(shí)踐

0 前言

安鋼焦化廠現(xiàn)有焦?fàn)t 8座,其中 JN43-80型焦?fàn)t 6座、JN60-6型焦?fàn)t 2座,年產(chǎn)焦炭近 300萬(wàn) t,每年消耗煉焦煤 400萬(wàn) t,煤源主要為山西省、河北邯邢及河南平頂山和鶴壁地區(qū)的洗精煤,煤種有 1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等。

2008年下半年以來(lái),由于金融危機(jī)影響,國(guó)內(nèi)外鋼鐵市場(chǎng)疲軟,高爐紛紛減產(chǎn),焦?fàn)t大幅度延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間,焦化行業(yè)受到了前所未有的沖擊。公司為了降低生產(chǎn)成本,實(shí)行倒逼機(jī)制,全面落實(shí)降本工作,焦化將優(yōu)化配比結(jié)構(gòu)作為主要降本途徑。

1 優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)的必要性與可行性

從我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量結(jié)構(gòu)可以看出,焦煤、肥煤資源已經(jīng)明顯短缺,優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu),降低配煤成本勢(shì)在必行[1]。近年隨著國(guó)外優(yōu)質(zhì)煉焦煤大批量進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng),且供量逐步放大,國(guó)內(nèi)部分獨(dú)立焦化廠限產(chǎn),煉焦煤供應(yīng)出現(xiàn)了短暫富余狀態(tài),安鋼焦化廠在使用煉焦煤上有了更大的選擇余地,可以充分選擇低灰分、低揮發(fā)分、高粘結(jié)性煤,優(yōu)化現(xiàn)有配煤結(jié)構(gòu),降低配合煤成本。

2 優(yōu)化方案的制定及生產(chǎn)實(shí)施

為降低生產(chǎn)成本,2008年下半年安鋼焦化廠利用 40kg小焦?fàn)t進(jìn)行了 8套配比結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的實(shí)驗(yàn)工作,具體見表 1:

表1 配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案及結(jié)果 %

由表 1可以看出瘦煤比例由 10%逐步增加到25%,焦炭 M40均達(dá)到 84%以上,CSR保持 54%左右,基本滿足了高爐對(duì)焦炭質(zhì)量要求,但從生產(chǎn)焦?fàn)t與試驗(yàn)焦?fàn)t的相關(guān)性以及煉鐵高爐對(duì)焦炭質(zhì)量的適應(yīng)過程考慮,為穩(wěn)妥起見,2008年 8～12月焦化廠分別進(jìn)行了瘦煤配比 15%、18%、22%、25%四階段工業(yè)生產(chǎn),每個(gè)階段生產(chǎn)前均進(jìn)行生產(chǎn)焦?fàn)t少批量 (5～7孔)工業(yè)試驗(yàn),具體見表 2。

表2 不同瘦煤配比工業(yè)試驗(yàn)及生產(chǎn)數(shù)據(jù) %

由表 2可以看出,工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本與生產(chǎn)數(shù)據(jù)相符,在提高瘦煤配比的前三個(gè)階段過程中焦炭質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)及實(shí)物質(zhì)量均較好,并且高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行。當(dāng)瘦煤提高到 25%時(shí),盡管工業(yè)試驗(yàn)與工業(yè)生產(chǎn)的焦炭冷熱強(qiáng)度數(shù)據(jù)均較好,但煉鐵反映個(gè)別階段燃料帶不動(dòng)負(fù)荷。為了保證煉鐵穩(wěn)定順行,最終將瘦煤配比 22%作為最終優(yōu)化配比的結(jié)果。

3 穩(wěn)定焦炭質(zhì)量采取的措施

為防止高瘦煤的配煤結(jié)構(gòu)對(duì)高爐順行產(chǎn)生影響,焦化廠采取了一系列措施來(lái)穩(wěn)定提高焦炭質(zhì)量,具體如下:

3.1 實(shí)施干基配煤

不同礦點(diǎn)或同一礦點(diǎn)不同批次煤水分大小差異較大,采用濕基配煤經(jīng)常造成各煤種實(shí)際配入煤量與理論配入煤量有偏差。為消除水分對(duì)配煤效果影響,按時(shí)從各煤盤取煤樣,進(jìn)行煤種水分檢測(cè),扣除水分后執(zhí)行干基煤比,通過采用干基配煤后,使配煤比執(zhí)行的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性得到了較大提高。

3.2 三配比與爐級(jí)匹配

安鋼煉鐵廠有 380 m3高爐 5座、450 m3高爐 2座和 2000 m3級(jí)高爐 2座,焦化廠針對(duì)不同高爐對(duì)焦炭質(zhì)量要求有所區(qū)別,決定在配煤生產(chǎn)過程中同時(shí)執(zhí)行三套不同配煤比,根據(jù)實(shí)際情況對(duì) 3個(gè)配比中優(yōu)質(zhì)煤的配加量做了適當(dāng)調(diào)整,即 1#～4#焦?fàn)t執(zhí)行一套配比為 380 m3～450 m3高爐提供燃料,優(yōu)質(zhì)煤配比較少;5#～6#焦?fàn)t和 7#～8#焦?fàn)t各執(zhí)行一套配比分別為 2座2000 m3級(jí)高爐提供燃料,因 2000 m3級(jí)高爐對(duì)焦炭質(zhì)量要求較高,優(yōu)質(zhì)煤配比較多,最大限度的合理使用了優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源。

3.3 配合煤反射率分布的優(yōu)化

生產(chǎn)中原來(lái)配合煤反射率分布圖顯示在 Rmax 1.5%附近經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)凹口 (如圖 1所示),導(dǎo)致在結(jié)焦過程中存在缺陷,通過增加反射率在 Rmax 1.5%附近煤種采購(gòu)及配比,使配合煤反射率曲線平滑完整,改善結(jié)焦過程,提高焦炭強(qiáng)度[2]。改進(jìn)配煤后配合煤反射率分布如圖 2所示。

3.4 煤場(chǎng)煤種重新劃分

圖1 原來(lái)配合煤反射率分布

圖2 改進(jìn)配煤后配合煤反射率分布

為適應(yīng)生產(chǎn)需要,根據(jù)煤巖反射率分布、揮發(fā)分、粘結(jié)性、硫分和供煤量等[3],將原有 1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤四大類煤,重新劃分為高揮發(fā)分 1/3焦、優(yōu)質(zhì) 1/3焦、次質(zhì) 1/3焦,優(yōu)質(zhì)焦煤、國(guó)有礦焦煤、中間供戶焦煤、低硫肥煤、高硫肥煤、瘦煤 9種,通過煤比調(diào)整,充分合理利用了各煤種結(jié)焦性能。

4 效果

安鋼焦化廠通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)及工業(yè)試驗(yàn),并采取一系列措施,生產(chǎn)實(shí)施后效果明顯。

1)配煤結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化,短缺煤種焦煤降低 5%優(yōu)化到 40%,短缺煤種肥煤降低 10%優(yōu)化到 15%,極大的緩解了優(yōu)質(zhì)煤采購(gòu)壓力。

2)焦炭整體質(zhì)量穩(wěn)定,焦炭M40平均值 ±1%穩(wěn)定率提高了 7.93%,焦炭灰分平均值 ±0.5%穩(wěn)定率提高了 4.56%,為煉鐵高爐生產(chǎn)順行打下基礎(chǔ)。

3)通過優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu),次質(zhì)低價(jià)瘦煤配比由10%提高到 21%,配合煤成本降低約 22元 /t,為公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 周師庸,黃曉煜,趙明.優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)降低配煤成本改善焦炭質(zhì)量.鞍鋼技術(shù),2000(3):1-5.

[2] 燕瑞華,高志軍,耿印權(quán),等.鏡質(zhì)組反射率分布圖在配煤煉焦中的應(yīng)用[J].燃料與化工,2001,32(5):227-230.

[3] 吳利波,安豐森.加強(qiáng)煤場(chǎng)管理優(yōu)化煉焦配煤.燃料與化工,2008(5):30-31.

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2009—9—9