馬雄,張偉林
(寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部)
為保證歐冶爐能順利開(kāi)爐,生產(chǎn)中采用了添加低強(qiáng)度焦炭替代部分塊煤的燃料結(jié)構(gòu)。為了生產(chǎn)出適合歐冶爐用的低強(qiáng)度焦炭,八鋼公司在4.3m搗固焦?fàn)t進(jìn)行了試驗(yàn)探索:采用新疆氣煤、低黏性煤資源及焦粉等配煤結(jié)構(gòu)生產(chǎn)低強(qiáng)度焦炭。文章介紹了利用疆內(nèi)低黏性煤資源進(jìn)行配煤,生產(chǎn)歐冶爐用焦炭的工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程。
該弱粘煤煤礦是一座年產(chǎn)能60萬(wàn)t的深井煤礦,該煤礦原煤主要產(chǎn)品為弱粘煤原煤,通過(guò)洗選生產(chǎn)兩種精煤:1/2中粘煤和弱粘煤精煤。弱粘性煤煤質(zhì)性質(zhì)見(jiàn)表1。
選擇該煤礦的三個(gè)煤種。表1為三種試驗(yàn)煤進(jìn)廠的煤質(zhì)性質(zhì)統(tǒng)計(jì),根據(jù)國(guó)家煙煤的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),煤樣1屬于1/2中粘煤、煤樣2屬于弱粘煤、煤樣3為煤樣2的原煤。
以弱粘性煤為試驗(yàn)煤種,結(jié)合艾礦自有煤1890及氣煤、焦粉,制定了配煤方案[1],見(jiàn)表2。
根據(jù)歐冶爐焦炭質(zhì)量要求,在考慮自有焦煤1890的高粘結(jié)性的情況下,試驗(yàn)配煤方案1主要以自產(chǎn)1890、氣煤基本配煤結(jié)構(gòu),配加試驗(yàn)煤1/2中粘煤,同時(shí)回配作為惰性劑的焦粉。工業(yè)試驗(yàn)一周,通過(guò)每日對(duì)生產(chǎn)焦炭的40的檢測(cè)數(shù)據(jù)效果看,所生產(chǎn)焦炭質(zhì)量?jī)?yōu)于歐冶爐的焦炭要求。為進(jìn)一步探索配煤方案的經(jīng)濟(jì)性,在試驗(yàn)方案1的基礎(chǔ)上,增加了弱粘煤、弱粘煤原煤的配比,見(jiàn)表2中方案2及方案3。
為了減少工業(yè)試驗(yàn)期間試驗(yàn)條件的影響,要求生產(chǎn)過(guò)程中:(1)控制及穩(wěn)定配煤的合格率;(2)穩(wěn)定生產(chǎn)工藝操作,減少對(duì)焦炭質(zhì)量的影響。
3.2.1 嚴(yán)格監(jiān)控單種煤質(zhì)量
試驗(yàn)用單種煤取自焦化新區(qū)煤場(chǎng),通過(guò)火車(chē)運(yùn)輸至老區(qū)各配煤罐中。嚴(yán)禁發(fā)生混煤事故,要求每班對(duì)各單種煤罐取樣分析,跟蹤監(jiān)測(cè)各種煤質(zhì)的變化。
3.2.2 提高并穩(wěn)定配煤合格率
配煤前,需要對(duì)各單種煤進(jìn)行破碎達(dá)到要求的細(xì)度,破碎的標(biāo)準(zhǔn)要求煤塊粒度不得大于3mm。由于各單種煤破碎程度不同,從而對(duì)焦炭質(zhì)量有不同的影響,對(duì)試驗(yàn)期間各方案中單種煤的破碎細(xì)度有要求:氣煤≥80%、1890≥80%、試驗(yàn)煤≥82%(表示各種煤≤3mm的占比),同時(shí)要求各單種煤的破碎細(xì)度合格率達(dá)到95%以上。達(dá)到破碎細(xì)度要求的各單種煤按照試驗(yàn)配煤方案進(jìn)行配煤,配合后的煤經(jīng)過(guò)皮帶溜槽進(jìn)行反復(fù)混勻。表3是在生產(chǎn)過(guò)程中不同方案的配合煤的質(zhì)量指標(biāo)(檢測(cè)數(shù)據(jù)取均值)。
表3 試驗(yàn)配合煤質(zhì)量數(shù)據(jù)
對(duì)配合煤工業(yè)分析、膠質(zhì)層指數(shù)、粘結(jié)指數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析,配合煤的變化趨勢(shì)與配煤方案的調(diào)整方向一致,隨著試驗(yàn)的推進(jìn),試驗(yàn)配煤方案3與試驗(yàn)配煤方案1對(duì)比,工業(yè)指標(biāo)數(shù)據(jù)中、升高了1.06%、1.92%,粘結(jié)指數(shù)降低8%,膠質(zhì)層指數(shù)中值較低3.05mm,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。
本次工業(yè)試驗(yàn)生產(chǎn)在老區(qū)4.3m的搗固焦?fàn)t進(jìn)行。為保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)有效,對(duì)生產(chǎn)工藝操作進(jìn)行嚴(yán)格控制。
3.3.1 控制入爐煤餅
本次試驗(yàn)的配煤煤種是高揮發(fā)的氣煤、氣肥煤和弱粘煤,通過(guò)搗固焦?fàn)t煉焦可提高焦炭質(zhì)量。為了確保焦炭質(zhì)量,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)入爐煤餅有控制要求:(1)控制煤餅的大小要小于50cm。(2)煤餅搗實(shí)后的堆密度控制在1.00~1.15t/m3。
3.3.2 嚴(yán)格執(zhí)行焦?fàn)t加熱制度
加熱制度包括結(jié)焦時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)溫度、蓄熱室頂吸力等。試驗(yàn)期間,焦?fàn)t生產(chǎn)結(jié)焦時(shí)間為40小時(shí),在生產(chǎn)試驗(yàn)過(guò)程中,熱工通過(guò)操作,集氣管壓力控制在110~250 Pa,蓄熱室頂部上升氣流的負(fù)壓應(yīng)保持不變,其吸力不得低于30Pa,標(biāo)準(zhǔn)溫度為機(jī)側(cè)溫度1190℃、焦側(cè)溫度1190℃,從而確保焦炭成熟。
3.3.3 加強(qiáng)熄焦管理
老區(qū)4.3m焦?fàn)t采用的是濕法熄焦,為了控制焦炭的水分,控制熄焦時(shí)間約為100s,要求熄焦過(guò)程中,熄焦車(chē)來(lái)回移動(dòng)2~3次,以利噴灑均勻。熄焦車(chē)接焦時(shí)行車(chē)速度應(yīng)與焦餅推出速度相適應(yīng),使紅焦均勻鋪在熄焦車(chē)的整個(gè)車(chē)廂。熄焦后熄焦車(chē)應(yīng)停留40~60s,將車(chē)中多余水分瀝出。
3.3.4 焦炭質(zhì)量指標(biāo)
試驗(yàn)期間對(duì)每日出爐的焦炭進(jìn)行取樣檢測(cè),圖1為不同試驗(yàn)方案下的焦炭質(zhì)量均值統(tǒng)計(jì)圖。
圖1 工業(yè)試驗(yàn)期間焦炭質(zhì)量變化
三種配煤方案生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量均可以滿足歐冶爐工藝生產(chǎn)的需要。
圖2 工業(yè)試驗(yàn)期間焦炭配煤成本變化
通過(guò)對(duì)三種方案配煤成本進(jìn)行分析,方案1與方案3成本相差44.8元/t.焦,方案2與方案3成本相差14.8元/t焦。經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比分析,認(rèn)為方案3最優(yōu),具有性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)且焦炭質(zhì)量可以滿足歐冶爐生產(chǎn)需要。
將生產(chǎn)的低強(qiáng)度焦炭用于歐冶爐試生產(chǎn),歐冶爐爐況順行,日產(chǎn)達(dá)到3500t,各工藝參數(shù)達(dá)到預(yù)期值:熔煉率為 124.86t/h、焦比 478kg/t、煤比 250 kg/t。
八鋼通過(guò)對(duì)低變質(zhì)弱粘性煤種煉焦生產(chǎn)歐冶爐用低強(qiáng)度焦炭的生產(chǎn)試驗(yàn),為弱粘性煤煉焦配煤生產(chǎn)適應(yīng)歐冶爐用焦炭提供了技術(shù)依據(jù),為今后配煤攻關(guān)方向提供有力的支撐。該試驗(yàn)是在2015年公司老區(qū)焦化廠4.3m搗固焦?fàn)t上進(jìn)行的,為6m焦?fàn)t生產(chǎn)歐冶爐用焦炭提供了參考。