优化6m焦炉配煤方案

优化6m焦炉配煤方案，提高焦炭质量齐婳，李德瑾，纪同森，王华兰，彭新华（济南钢铁集团总公司，山东济南250101）摘要：济钢的两座6m焦炉投产初期焦炭强度波动，为此，以20kg小焦炉试验、岩相检测、焦炭反应性和反应后强度检测为主要试验手段，对新汶、官庄、圣佛、阳泉曲、新坡、两度、卜村等10多个煤种作了70余炉配煤炼焦试验，优化了配煤，完善了6m焦炉的用煤结构。关键词：6m焦炉；配煤方案；小焦炉试验；焦炭质量中图分类号：TQ522.16文献标识码：A文章编号：1004-4620（2006）04-0037-03OptimizingBlendingPlanof6mCokeOvenforImprovingtheCoke’sQualityQIHua,LIDe-jin,JITong-sen,WANGHua-lan,PENGXin-hua（JinanIronandSteelGroupGeneralCompany,Jinan250101,China）Abstract：Atthebeginningof6mcokeovenstarting-up,thecoke’squalitywasnotsteady.Therefore,morethan70timesofcokingtestforblendwerefinishedwithmanycoalrankssuchasXinwencoal,Guanzhuangcoal,Shengfucoal,YangquanqucoalXinpocoal,Liangducoal,Pucuncoaletc.by20kgtestoven,petrographicexaminationandusingCRIandCSRexaminationasmainmeans.Theblendingplanwasoptimizedandthecoke’squalitywasimproved.Keywords：6mcokeoven;blendingplan;testovenexperiment;coke’squality为了弥补焦炭需求缺口，济南钢铁集团总公司（简称济钢）分别于2005年3月和4月投产了两座6m焦炉。由于济钢对6m焦炉入炉煤质量要求缺乏生产经验，在投产初期，6m炉焦炭抗碎耐磨强度波动无规律，相邻班差几个百分点，质量有失控状态。因为煤源的差异，操作水平的不同，其他厂家的情况也不能照搬。2005年6～9月，济钢技术中心和焦化厂联合以煤焦实验室的20kg小焦炉试验、岩相检测及焦炭反应性和反应后强度检测等为主要试验手段，对新汶、官庄、圣佛、阳泉曲、新坡、两度、卜村等10多个煤种进行了70余炉配煤炼焦试验，优化了配煤，完善了6m焦炉的用煤结构。1主要试验设备（1）20kg试验焦炉：为电加热（硅钼棒）、炉顶直接装煤、单炉门底开式焦炉，炭化室由4块高铝整砖镶砌而成。焦炉长宽高分别为400、200、400mm；容积0.032m3。装煤量为干煤23kg；装煤水分（10±1）%；炭化室平均温度（1080±5）℃；焦饼中心温度不小于950℃；结焦时间8h。（2）HY-4岩相自动测试设备：HY-4型全自动显微镜光度计10min可测定一个样品；测定过程中可自动调节显微镜焦距，保证测定数据真实可靠；可按要求自动旋转显微镜偏光镜，测定焦炭、中间相、矿物等各相异性物质的有关参数；可根据测定对象的反射率变化范围，由计算机软件确定合适的仪器放大倍数与自动校正仪器零点；充分利用仪器的量程与分辨率；采用“多点提取”镜质组、曲线相减消除粘结物等数据处理技术，由反射率自动测定结果确定其它有关参数。（3）焦炭反应性、反应后强度测试设备：由安徽工业大学按照国标GB/T4000-1996焦炭反应性及反应后强度试验方法的标准制作，确保了试验的精密度。2试验用煤种试验用煤种主要为济钢焦化厂现用煤种，均是卸车过程中取样，其工业分析数据和岩相组分分别见表1和图1。表1试验用煤种的工业分析数据矿点Ad/%St/%Vd/%GY/mm新汶8.050.8035.799015.5官庄8.510.4134.018516.0圣佛10.210.9432.28828.0阳泉曲8.391.6128.919431.0胡屯8.501.4637.849225.0新坡10.730.8321.39026.5两度9.841.3222.368418.0新井10.061.2121.268416.5卜村10.540.5613.89405.0图1单种煤反射率分布3配煤方案及试验结果3.1配煤方案20kg小焦炉配煤炼焦试验共完成70余炉，现从中选取具有代表性配比的18炉进行分析讨论。配煤初步方案见表2。表2配煤初步方案%序号气煤1/3焦煤低硫肥煤高硫肥煤气肥煤一类焦煤二类焦煤三类焦煤瘦煤11015108715151010252015515151510330152025104203020201051020137202010610152025201071015108715151010830201515101095251352022101020201020151511725135202010125251815171010134020151510141018222020101572510817158101671825151510101710182215151010181020108151512103.2试验结果配合煤成分分析和20kg小焦炉试验结果见表3。表3配合煤和20kg小焦炉试验结果％序号配合煤20kg小焦炉焦炭AdStVdGM30M10CRICSRAdSt18.891.0125.598484.311.145.140.811.50.8829.980.9925.07848311.947.041.212.30.8139.270.826.118883.211.040.147.811.70.749.010.923.548583.09.939.848.211.50.7559.310.8725.618284.59.738.947.911.30.7169.781.026.058584.710.841.350.011.50.8679.090.9525.128384.811.046.344.311.30.8289.060.823.758085.09.545.445.811.30.6999.590.7724.778685.29.241.249.112.10.70109.340.8524.418084.210.844.445.812.00.75119.010.8125.028485.09.943.745.811.90.7129.120.8925.128484.410.248.542.711.50.75139.340.8525.898383.58.945.946.911.60.73149.080.827.068285.410.444.944.612.20.71159.050.9624.388384.59.943.147.312.10.82169.210.9424.898483.010.648.242.512.70.65179.751.0826.628283.210.847.143.612.80.81189.840.9923.888684.59.645.942.711.30.823.3结果分析通过目前小焦炉试验及以前的试验数据看，济钢用炼焦煤总的情况是焦煤、肥煤质量不高，尤其肥煤粘结性差。试验结果表明，当焦煤达到35%～40%时，焦炭强度达到最佳，当焦煤配量再增加时，焦炭质量变化不明显甚至有下降的趋势，说明配合煤的粘结性明显不足。因此，在焦煤配入量达到35%～40%时，提高肥煤质量成为关键。焦煤配量40%时去掉气煤配量，使用部分强粘结性肥煤，同时提高瘦煤用量。由试验结果可以看出，焦炭强度有了明显的提高，尤其是M30提高较大，M10也有小幅度的降低。这说明在配煤粘结性提高的条件下，需要提高瘦煤的配量，以使配合煤的粘结性保持在最佳数值，防止粘结性过剩；这也从侧面说明，济钢目前所进的大部分肥煤的粘结性未达到肥煤的指标要求，严格讲不是肥煤，只能是混煤或是1/3焦煤。综上所述，在目前的配煤炼焦条件下，如果能保证气煤G不小于80，所进肥煤大部分G不小于85和Y不小于25，所来焦煤为主焦煤且G不小于80，瘦煤G不小于40；配比：气煤5%～10%，1/3焦煤为20%～25%，肥煤为18%～20%，焦煤为40%～45%，瘦煤为10%是可行的。从表3中的试验结果比较来看，抗碎强度M30在85%以上的方案是第8、9、11、14方案，耐磨强度M10在10%以下的方案是第4、5、8、9、11、13、15、18方案。从这两方面综合考虑，比较优化的方案应该是第8、9、11方案。方案9的焦炭反应性CRI最低、反应后强度CSR最高。根据以上分析，确定方案9为最优方案，根据小焦炉和大焦炉的对比试验情况，对该方案在大焦炉生产中焦炭质量进行预测（见表4），并以此方案进行工业试验。表4方案9焦炭质量预测%M40M10AdStCRICSR84.07.012.00.7327.064.04工业应用试运行采用方案9配比，在2005年8月8～11日进行了工业试验，结果见表5（结焦时间为19h）。表52005年8月8～11日工业试验结果%日期M40M10CRICSR884.8，83.2，84.06.6，7.2，7.028.562.1985.0，84.8，85.87.0，6.8，6.827.562.71084.2，83.4，84.27.2，6.6，7.025.664.31184.2，84.8，84.47.0，6.8，7.027.163.5平均84.46.9227.1863.15从表5看出，试验期间焦炭强度平均值M40为84.40％、M10为6.92％、CRI为27.18％、CSR为63.15％，达到了大高炉M40不低于84％，M10不大于7.0％，CRI不大于28％，CSR不低于63％的用焦目标。说明该方案切实可行且可在生产中正式使用。5应用效果图2、图3分别为2005年6月与9月6m焦炉焦炭每班的M40、M10的对比。80818283848586871917253341495765738189班次M40/%6月数据9月数据图22005年6月与9月6m焦炉焦炭每班M40的对比6.06.57.07.58.08.59.09.510.01917253341495765738189班次M10/%6月数据9月数据图36月与9月6m焦炉焦炭每班M10的对比虽然受煤炭市场的影响，进煤质量波动很大，但6m焦炉的生产严格按优化后的配比运行，焦炭质量逐步趋向稳定，充分显示了焦炭质量的提高及稳定性的改善。焦炭质量稳定改善后，给大高炉提供了良好的物料条件。