提高焦炭熱強度穩(wěn)定率的措施與分析

曾令鵬，劉克輝，范國光，程啟國

（寶武集團廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司，廣東 韶關(guān) 512123）

隨著國內(nèi)大型高爐的發(fā)展，對焦炭指標(biāo)的要求不再簡單的局限于CSR、CRI、M40和M10，焦炭熱強度穩(wěn)定率對高爐運行的影響也引起了更多關(guān)注。提高焦炭熱強度穩(wěn)定率，是保證高爐順行的外部條件之一[1]。2018年韶鋼主供大型高爐使用的6 m焦?fàn)t焦炭熱強度均值已達到69.8%，但熱強度穩(wěn)定率不高，反映熱強度穩(wěn)定率的標(biāo)準(zhǔn)偏差σn-1最高達到1.78，不利于高爐的穩(wěn)定順行，為此韶鋼開展了提高焦炭熱強度穩(wěn)定率的攻關(guān)項目，從國內(nèi)1#焦煤煤質(zhì)、國內(nèi)1#焦煤水分、清場含雜煤煤質(zhì)、配煤比調(diào)改次數(shù)等方面，分析了對韶鋼6 m焦?fàn)t焦炭熱強度穩(wěn)定率的影響，通過采取相應(yīng)改進措施，提高了焦炭熱強度穩(wěn)定率，支撐了高爐的順行高產(chǎn)，現(xiàn)介紹如下。

1 焦炭熱強度穩(wěn)定率的表征

焦炭熱強度標(biāo)準(zhǔn)偏差σn-1是焦炭熱強度穩(wěn)定率重要的量化指標(biāo)，熱強度σn-1大小與焦炭熱強度穩(wěn)定率呈負相關(guān)，即σn-1數(shù)值越小，焦炭熱強度穩(wěn)定率越高。σn-1計算公式見式（1）～（3）。

式中：σn-1——標(biāo)準(zhǔn)偏差；

d——焦炭CSR、G、Y、Mt的日測值與平均值的差值，%、1、mm、%；

n——每個月焦炭CSR、G、Y、Mt測試的次數(shù)；

x——焦炭的CSR、G、Y、Mt日測值，%、1、mm、%；

——焦炭的CSR、G、Y、Mt的月均值，%、1、mm、%。

2018年韶鋼6 m焦?fàn)t焦炭熱強度σn-1見表1。2018年1季度焦炭熱強度σn-1為1.64，其中2月σn-1達到1.78，說明第1季度焦炭熱強度波動較大，不利于高爐爐況的穩(wěn)定順行，從而影響鐵產(chǎn)量，增加鐵水成本。因此，提高焦炭熱強度穩(wěn)定率，可為高爐順行高產(chǎn)創(chuàng)造良好的外部條件[2]。

表1 2018年1、2季度韶鋼6 m焦?fàn)t焦炭熱強度σn-1

2 焦炭熱強度穩(wěn)定率的影響因素

2.1 國內(nèi)1#焦煤煤質(zhì)的影響

焦煤煤質(zhì)的穩(wěn)定對焦炭熱強度的穩(wěn)定率發(fā)揮重要的作用。韶鋼焦煤主要以國內(nèi)1#焦煤為主，配比30%～40%。由于韶鋼外購的國內(nèi)1#焦煤來自不同廠家，質(zhì)量有一定波動，從煤巖分析看，純單一煤質(zhì)的焦煤很少，大部分焦煤不同程度地摻有瘦焦煤和瘦煤等。由于混洗不均勻，導(dǎo)致不同廠家或同一廠家不同批次煤的質(zhì)量不穩(wěn)定，對配煤結(jié)構(gòu)影響較大，導(dǎo)致焦炭質(zhì)量不穩(wěn)定，在焦炭CSR和CRI上反映比較突出[3]。2018年國內(nèi) 1#焦煤G、Y值 σn-1與焦炭 CSR σn-1關(guān)系見圖1。由圖1可知，國內(nèi)1#焦煤G、Y值σn-1與焦炭CSR σn-1呈正相關(guān)關(guān)系，說明國內(nèi)1#焦煤煤質(zhì)越穩(wěn)定，焦炭CSR越穩(wěn)定。

圖1 國內(nèi)1#焦煤G、Y值σn-1與焦炭CSR σn-1關(guān)系

2.2 國內(nèi)1#焦煤水分的影響

入爐煤水分對焦炭熱強度影響較大，韶鋼前期研究表明，隨著入爐煤水分上升，焦炭熱強度下降，水分每增加1%，焦炭CSR下降2.6%，但當(dāng)全水分超過12%時，其對焦炭強度的影響幅度減弱。這是由于隨著入爐煤水分的升高，入爐煤堆密度減少，焦炭的致密性變差，中心氣孔、泡焦增多，影響焦炭熱強度[4-5]。韶鋼常用煉焦煤品種中，結(jié)焦性最好、配比最大的為國內(nèi)1#焦煤；其對入爐煤水分及焦炭熱強度的影響起主導(dǎo)作用。2018 年國內(nèi) 1#焦煤Mtσn-1與焦炭 CSR σn-1關(guān)系見圖2。由圖2可知，國內(nèi)1#焦煤Mtσn-1與焦炭CSR σn-1呈正相關(guān)關(guān)系，說明國內(nèi)1#焦煤水分波動越小，焦炭CSR越穩(wěn)定。

圖2 國內(nèi) 1#焦煤 Mtσn-1與焦炭 CSR σn-1關(guān)系

2.3 清場含雜煤的影響

韶鋼清場含雜煤主要包括港口的清場含雜煤及廠內(nèi)煤場煤堆消堆前的墊底料。絕大部分清場含雜煤混煤較嚴重，黏結(jié)性及結(jié)焦性變差，質(zhì)量劣化，當(dāng)作單一煤種配用，對焦炭質(zhì)量影響較大，必然引起焦炭熱強度波動。2018年清場含雜煤配用量與焦炭CSR σn-1關(guān)系見圖3，由圖3可知，清場含雜煤配用量與焦炭CSR σn-1呈正相關(guān)關(guān)系，說明清場含雜煤配用量越少，焦炭CSR越穩(wěn)定。

圖3 清場含雜煤配用量與焦炭CSR σn-1關(guān)系

2.4 配煤比調(diào)改次數(shù)的影響

配煤比調(diào)改次數(shù)越多，配煤結(jié)構(gòu)變化越大，焦炭熱強度越不穩(wěn)定。因此，減少配煤比調(diào)改次數(shù)，有利于焦炭熱強度的穩(wěn)定。2018年配煤比調(diào)改次數(shù)與焦炭CSR σn-1關(guān)系見圖4。由圖4可知，配煤比調(diào)改次數(shù)與焦炭CSR σn-1呈正相關(guān)關(guān)系，說明配煤比調(diào)改次數(shù)越少，焦炭CSR越穩(wěn)定。

圖4 配煤比調(diào)改次數(shù)與焦炭CSR σn-1關(guān)系

3 提高焦炭熱強度穩(wěn)定率的措施

3.1 加強對煉焦煤質(zhì)量管控

加強對煉焦煤質(zhì)量監(jiān)控，特別是對國內(nèi)1#焦煤實施批批檢測，保證1#焦煤質(zhì)量穩(wěn)定。

縮減國內(nèi)1#焦煤供應(yīng)商數(shù)量，剔除質(zhì)量波動較大、供應(yīng)量小的供應(yīng)商，僅保留幾家質(zhì)量穩(wěn)定、供應(yīng)量大、性價比高的供應(yīng)商，并通過簽訂長協(xié)的方式來保證國內(nèi)1#焦煤長期穩(wěn)定供應(yīng)。

定期對國內(nèi)1#焦煤進行抽查并開展實驗分析，全面深入掌握其質(zhì)量特性，對質(zhì)量波動較大的1#焦煤采取分倉配用來降低對焦炭熱強度的不利影響。

3.2 加強對國內(nèi)1#焦煤水分管理

嚴格控制國內(nèi)1#焦煤裝車過程中的水分帶入，及時跟蹤了解裝車地和運輸沿途天氣情況，合理安排發(fā)車計劃。

對于水分高的國內(nèi)1#焦煤優(yōu)先安排卸至煤場進行瀝水，不允許直接卸至筒倉。

實施干基轉(zhuǎn)濕基的精準(zhǔn)配煤。1#焦煤結(jié)焦性佳但全水分高，通過精準(zhǔn)配煤的精確計算，水分偏高的1#焦煤干基配入量要比未實施精準(zhǔn)配煤前高，通過提高配煤的整體結(jié)焦性能，減小水分升高導(dǎo)致的焦炭強度下降。

3.3 加強對清場含雜煤管理

建立《清場含雜煤管理標(biāo)準(zhǔn)》，加強清場含雜煤管理，控制雜煤量，降低其對焦炭質(zhì)量的不利影響。

開展清場含雜煤配煤煉焦攻關(guān)，科學(xué)合理制定配用方案，降低配用清場含雜煤對焦炭熱強度穩(wěn)定率的影響。

3.4 減少配煤比調(diào)改次數(shù)

影響配煤比調(diào)改的主要因素有資源切換、焦炭質(zhì)量要求、生產(chǎn)需求、船期對接及平衡庫存等，通過減少煉焦煤品種、優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)、提高配煤計劃準(zhǔn)確率、降低生產(chǎn)故障及避免船期延誤等方法來減少配煤比調(diào)改次數(shù)，保持配煤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，提高焦炭熱強度穩(wěn)定率。

4 改進效果

通過穩(wěn)定國內(nèi)1#焦煤煤質(zhì)、控制進廠煤水分波動、減少清場含雜煤配用量及配煤比調(diào)改次數(shù)，保持了煤質(zhì)及配煤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從而將韶鋼6 m焦?fàn)t焦炭熱強度標(biāo)準(zhǔn)偏差σn-1由2018年1季度的1.64降低至4季度的0.95（見表2），極大提高了焦炭熱強度穩(wěn)定率，支撐了高爐的順行高產(chǎn)。

表2 2018年3、4季度韶鋼6 m焦?fàn)t焦炭熱強度σn-1

影響焦炭熱強度的因素還有天氣、煉焦工藝及焦炭取樣、制樣方式等，尚待進一步分析。