八鋼焦爐配加弱粘結性焦煤煉焦的探索

夏雷雷

(新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鐵廠)

1 概述

疫情期間，八鋼公司焦煤庫存急劇下降，已影響到了焦爐正常生產。為應對緊急狀況，八鋼焦化技術人員與采購人員積極了解外部焦煤資源狀況，尋求新煤源。烏魯木齊周邊阜康地區(qū)暫存部分弱粘結性焦煤，其中弱粘結性焦煤1屬中灰、高揮發(fā)分、G值僅40、粘結性極差且無法成焦，弱粘結性焦煤2屬于中灰、低揮發(fā)分、低硫、弱粘結性、結焦性極差的13#瘦煤。為保證焦爐生產，針對這兩種弱粘結性焦煤開展了弱粘性焦煤的煉焦試驗，在60kg試驗焦爐進行了試驗研究，探索滿足2500m3高爐用焦質量前提下的焦爐配煤結構。

2 試驗研究

以八鋼2500m3高爐焦炭質量指標為依據（焦炭質量：Ad＜12.8%、M40＞89.0%、粒度＞54.00mm），根據兩種弱粘結性焦煤煤質指標、產量、焦煤庫存量及焦爐的生產數據確定了配煤試驗方案。

2.1 試驗條件

60kg試驗焦爐結焦時間為17h；裝煤量（濕基）44kg；配合煤細度80%～82%，裝煤方式為散裝；裝煤時兩側爐墻溫度為800℃；焦餅中心溫度930℃；加熱最終溫度為1050℃。弱粘結性焦煤煤質指標見表1。

表1 弱粘結性焦煤煤質指標

兩種弱粘性焦煤G值均極低，60kg試驗焦爐煉焦時，均很難成焦，無法檢測焦炭強度。結合此狀況，在配煤煉焦時，將粉碎細度指標調整至84.0%。

2.2 試驗結果分析

根據弱粘結性焦煤煤質性質，八鋼焦爐煉焦指標、月產量以及焦煤庫存極低的現狀，在制定配煤方案時，通過提高弱粘結性焦煤添加比例，研究焦炭質量的變化。其中方案1為焦爐生產配比及焦炭性能指標。

表2 60kg小焦爐煉焦試驗數據

在本次進行的5組試驗中，以試驗方案1（生產配比）為基礎，逐漸提高弱粘結性焦煤1、焦煤2比例，同時哈煤、山西煤等比例做相應調整的對比試驗，尋找在配加弱粘結性焦煤1、2情況下適合八鋼焦爐的配煤結構。

（1）從煤質、煉焦數據中可以看出，弱粘結性焦煤1、焦煤2粘結性均極差，且單獨煉焦時很難結焦，外觀呈沙焦，無法檢測各項強度。

（2）從焦炭質量數據看出，弱粘結性焦煤1、焦煤2配加比例逐漸增加后，與試驗方案1（生產配比）對比，焦炭冷態(tài)強度、平均粒度均有不同程度降低。當弱粘結性焦煤比例配入15%時，焦炭冷態(tài)強度、平均粒度均急速下降。

（3）經過60kg試驗焦爐煉焦試驗數據與6m焦爐煉焦生產數據對比分析，同配比情況下6m焦爐生產焦炭冷態(tài)強度比60kg小焦爐生產焦炭冷態(tài)強度高出6%個點。通過試驗數據可以看出，當弱粘結性焦煤1、焦煤2配加比例逐漸增加后，焦炭常規(guī)指標基本穩(wěn)定，但焦炭強度、平均粒度均明顯降低，方案4中焦炭強度處于高爐用焦質量的下限。

3 工業(yè)生產實踐

根據60kg試驗焦爐配煤煉焦試驗結果，實際生產中提高了弱粘結性焦煤粉碎細度，粉碎細度3mm在83.0%～86.0%，并適當延長焦爐結焦時間，以保證焦炭質量穩(wěn)定。生產實踐中首先執(zhí)行試驗方案2的配煤結構，焦炭質量基本穩(wěn)定，同時考慮冬季生產期間現場掛料嚴重影響配煤準確性。因此，方案2、3分別只執(zhí)行6天，監(jiān)測焦炭質量對高爐生產無明顯影響后，再執(zhí)行試驗方案4的配煤方案。按照方案4組織生產過程中高爐爐況出現波動，崩滑料次數增加，隨即快速調整為按方案5組織生產。此次生產過程中焦爐共計調整4次生產配比，生產指標見表3。

表3 6m焦爐煉焦生產的指標

實際生產過程中，焦炭質量變化較大，當執(zhí)行至方案4時，焦炭M40有所降低，但仍大于8 9.0%，而M10、平均粒度均明顯降低，低于2500m3高爐用焦炭的質量要求。另外，焦炭篩分過程中大塊焦比例明顯降低，大于60mm焦炭比例較 前 期 約 降 低1 4 %，僅 有1 6 %，但 粒 度40～60mm焦炭比例明顯升高至70%與現場實物觀察一致。且執(zhí)行方案4時，高爐爐況出現波動，快速將焦煤1比例調至5%。

使用弱粘結性焦煤1、焦煤2生產的焦炭應用在2500m3A高爐，自產焦炭比例持續(xù)在75%，A高爐與焦炭質量相應關系見表4，圖1～圖4。

表4 A高爐生產相關數據

弱粘結性焦煤1、焦煤2配加煉焦時，隨著比例增加，高爐爐況出現波動，雖未出現管道、懸料現象，但崩滑料次數明顯增加。

圖1 A高爐生產期間利用系數

圖2 A高爐生產期間O/C負荷

圖3 A高爐生產期間噴煤比

圖4 A高爐生產期間壓差

4 生產實踐效果

焦炭質量及A高爐生產指標對應關系：

（1）工業(yè)生產過程中，隨著弱粘結性焦煤比例逐漸增加，焦炭質量變化較大，M40/M10、平均粒度均明顯降低，且M10、平均粒度已明顯低于2500m3高爐用焦質量要求。同時，焦炭篩分過程中，大塊焦比例較前期明顯降低約14%。

（2）沒有配加弱粘結性焦煤1、焦煤2時，A高爐利用系數1.83 t/m3.d，煤比96kg/t，K值4.51，壓差140kPa。當配加弱粘結性焦煤1、焦煤2后，隨著配加比例增加至13%后高爐爐況出現波動，雖未出現管道、懸料現象，但崩滑料次數明顯增加，隨后快速將弱粘結性焦煤比例降低至8%后，爐況有所好轉。

5 結束語

依據60kg試驗焦爐配加弱粘結性焦煤煉焦試驗結果，6m焦爐煉焦生產實踐對比方案表明，隨著弱粘結性焦煤比例逐漸提高后，焦炭質量呈現下滑趨勢，且當比例提高至13%后，高爐崩滑料次數明顯增加，高爐O/C負荷降低至3.7，利用系數等各項指標也明顯惡化，而當弱粘結性焦煤比例降低至8%時，焦炭質量及高爐爐況均有所好轉。

在八鋼現有的焦爐配煤結構下，適當調整使用弱粘結性焦煤煉焦對焦炭質量影響不大，且可滿足2500m3高爐正常生產，解決了疫情期間焦炭短缺的問題。