馬雄,張偉林
(寶鋼集團八鋼公司制造管理部)
為保證歐冶爐能順利開爐,生產(chǎn)中采用了添加低強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度焦炭,八鋼公司在4.3m搗固焦?fàn)t進(jìn)行了試驗探索: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)試驗過程。
該弱粘煤煤礦是一座年產(chǎn)能60萬t的深井煤礦,該煤礦原煤主要產(chǎn)品為弱粘煤原煤,通過洗選生產(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)見表1。
選擇該煤礦的三個煤種。表1為三種試驗煤進(jìn)廠的煤質(zhì)性質(zhì)統(tǒng)計,根據(jù)國家煙煤的分類標(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),配加試驗煤1/2中粘煤,同時回配作為惰性劑的焦粉。工業(yè)試驗一周,通過每日對生產(chǎn)焦炭的40的檢測數(shù)據(jù)效果看,所生產(chǎn)焦炭質(zhì)量優(yōu)于歐冶爐的焦炭要求。為進(jìn)一步探索配煤方案的經(jīng)濟性,在試驗方案1的基礎(chǔ)上,增加了弱粘煤、弱粘煤原煤的配比,見表2中方案2及方案3。
為了減少工業(yè)試驗期間試驗條件的影響,要求生產(chǎn)過程中:(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
試驗用單種煤取自焦化新區(qū)煤場,通過火車運輸至老區(qū)各配煤罐中。嚴(yán)禁發(fā)生混煤事故,要求每班對各單種煤罐取樣分析,跟蹤監(jiān)測各種煤質(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,從而對焦炭質(zhì)量有不同的影響,對試驗期間各方案中單種煤的破碎細(xì)度有要求:氣煤≥80%、1890≥80%、試驗煤≥82%(表示各種煤≤3mm的占比),同時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配煤方案進(jìn)行配煤,配合后的煤經(jīng)過皮帶溜槽進(jìn)行反復(fù)混勻。表3是在生產(chǎn)過程中不同方案的配合煤的質(zhì)量指標(biāo)(檢測數(shù)據(jù)取均值)。
表3 試驗配合煤質(zhì)量數(shù)據(jù)
對配合煤工業(yè)分析、膠質(zhì)層指數(shù)、粘結(jié)指數(shù)檢測數(shù)據(jù)分析,配合煤的變化趨勢與配煤方案的調(diào)整方向一致,隨著試驗的推進(jìn),試驗配煤方案3與試驗配煤方案1對比,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)見表3。
本次工業(yè)試驗生產(chǎn)在老區(qū)4.3m的搗固焦?fàn)t進(jìn)行。為保證試驗結(jié)果的真實有效,對生產(chǎn)工藝操作進(jìn)行嚴(yán)格控制。
3.3.1 控制入爐煤餅
本次試驗的配煤煤種是高揮發(fā)的氣煤、氣肥煤和弱粘煤,通過搗固焦?fàn)t煉焦可提高焦炭質(zhì)量。為了確保焦炭質(zhì)量,在實際生產(chǎn)過程中對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)焦時間、標(biāo)準(zhǔn)溫度、蓄熱室頂吸力等。試驗期間,焦?fàn)t生產(chǎn)結(jié)焦時間為40小時,在生產(chǎn)試驗過程中,熱工通過操作,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)溫度為機側(cè)溫度1190℃、焦側(cè)溫度1190℃,從而確保焦炭成熟。
3.3.3 加強熄焦管理
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,控制熄焦時間約為100s,要求熄焦過程中,熄焦車來回移動2~3次,以利噴灑均勻。熄焦車接焦時行車速度應(yīng)與焦餅推出速度相適應(yīng),使紅焦均勻鋪在熄焦車的整個車廂。熄焦后熄焦車應(yīng)停留40~60s,將車中多余水分瀝出。
3.3.4 焦炭質(zhì)量指標(biāo)
試驗期間對每日出爐的焦炭進(jìn)行取樣檢測,圖1為不同試驗方案下的焦炭質(zhì)量均值統(tǒng)計圖。
圖1 工業(yè)試驗期間焦炭質(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)試驗期間焦炭配煤成本變化
通過對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)過綜合對比分析,認(rèn)為方案3最優(yōu),具有性價比優(yōu)勢且焦炭質(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。
八鋼通過對低變質(zhì)弱粘性煤種煉焦生產(chǎn)歐冶爐用低強度焦炭的生產(chǎn)試驗,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。