煉鐵廠原煤質(zhì)量階段把關(guān)模型的創(chuàng)建與推行

李鐵峰，矯 濤，王學(xué)龍，王慶臣，徐春玲

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司，山東 濟(jì)南271104）

1 前 言

噴吹用煤特性對高爐的順行有重大影響，而且直接影響噴吹煤粉在高爐內(nèi)的燃燒率，進(jìn)而影響高爐噴吹煤比，制約生產(chǎn)成本。隨著生產(chǎn)的高質(zhì)量發(fā)展，高爐煤粉質(zhì)量要求日趨升高，高爐噴吹用煤需求日趨規(guī)范：灰分低、含硫低、可磨性好、燃燒性好、反應(yīng)性強(qiáng)等。萊鋼高爐噴吹用煤LQB 36—2016與LQB 036—2014 相比，調(diào)整了高爐噴吹用煤灰分和揮發(fā)分的指標(biāo)要求；增加了哈氏可磨指數(shù)、發(fā)熱量等指數(shù)的特殊要求，規(guī)范了檢驗項目、取樣及制備方法、試驗方法。

傳統(tǒng)的原煤進(jìn)廠把關(guān)對大批量的、相對質(zhì)量穩(wěn)定的大煤種把關(guān)是適宜的，但隨著生產(chǎn)成本壓力加劇，性價比較高的小批量煤種供貨商所占份額越來越多，為查缺補(bǔ)漏，勢必要加大抽檢頻次，加劇成本壓力，且把關(guān)效率較差。大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，提供了創(chuàng)新改革的有力平臺和工具，合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅能提升把關(guān)效率，更能大大減少崗位勞動強(qiáng)度，減少人財物等資源性投入。

矛盾發(fā)展式原煤階段把關(guān)模型的含義：普查原煤供貨商、高爐噴煤需求，建立階段性矛盾預(yù)控方案；定期分析確定矛盾階段，優(yōu)化階段性把關(guān)方案；發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)力量，精準(zhǔn)執(zhí)行階段性矛盾預(yù)控方案和把關(guān)方案，嚴(yán)格管控正常矛盾；適時啟動重點攻關(guān)會，分析異常矛盾，優(yōu)化把關(guān)措施，直至消除異常矛盾，實現(xiàn)原煤高效把關(guān)的目的。

2 矛盾發(fā)展式原煤階段把關(guān)

近年來，萊鋼高爐噴吹用原煤供貨商良莠不齊，管理難度大，主要原因有兩個：一是煤種多，以老區(qū)噴吹用原煤為例，2018年常用煤有長冶北、晉城北、待旺、裕泰、店上、東田良媒、山東卓興等近20家供貨商，其中Ad8.70%～15.56%、Vd5.54%～14.50%、FCd73.88%～84.93%、Std0.230%～0.910%、Mt5.40%～15.20%、Mad0.05%～2.40%，波動大且頻繁。二是原煤品質(zhì)判定條件交叉、機(jī)理復(fù)雜，需綜合考慮進(jìn)而判定。從制煤方面分析，統(tǒng)計2012年以來主要噴吹煤的工業(yè)分析，高爐噴吹用煤的可磨性指數(shù)應(yīng)在60～90，低于50 的煤質(zhì)很硬，難磨；高于80 的煤易磨，但是黏結(jié)性強(qiáng)的煤容易給磨煤和輸煤造成困難；從煤粉燃燒率分析，無煙煤燃燒率低于貧瘦煤，尤其是在噴煤量比較高時，過多的未燃煤粉不僅影響高爐順行，還會降低置換比。以萊蕪分公司原煤管理系統(tǒng)為例，介紹了主要做法。

2.1 建立階段性矛盾預(yù)控方案

第一步，普查原煤供貨商，建立供貨商名錄。矛盾無時不在、無處不在，原煤買賣雙方必然存在著諸多矛盾，如價格、成本、質(zhì)量、供貨量等。普查現(xiàn)用原煤把關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從原煤質(zhì)量、交付、價格等方面對供貨商進(jìn)行綜合評價，形成供應(yīng)商名錄；建立供方評價制度，每月一次從使用質(zhì)量、交付、價格等方面對供貨商進(jìn)行綜合評價，形成供貨商名錄。通過建立并推行供貨商名錄，暢通原煤質(zhì)量反饋渠道，日評價與月評價相結(jié)合，原煤評價與供應(yīng)商評價相結(jié)合，對驗收及使用過程出現(xiàn)異常的原煤進(jìn)行現(xiàn)場留存并對供方提出考核建議，同時將結(jié)果反饋給公司主管部門。

第二步，普查高爐噴煤需求，明確矛盾關(guān)鍵點。矛盾總是在不斷變化中的。在買方市場，賣方需求處于弱勢，買方可設(shè)定諸多強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)要求；在賣方市場，賣方處于弱勢，買方僅可設(shè)定相對少量的強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)要求。分析當(dāng)前市場形勢，原煤市場賣方持續(xù)強(qiáng)勢，因此作為買方必然要采取相對保守的防御性措施，盡可能完善標(biāo)準(zhǔn)要求，從中科學(xué)選取矛盾關(guān)鍵點，才能有效設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)要求。高爐噴吹用煤一般用粒度＜13 mm的末煤或＜6 mm粉煤，灰分＜12.5%，硫分＜1%，水分含量要盡量低，固定碳含量要高，硬度要相對較小。目前，高爐噴吹用原煤主要有煙煤、無煙煤和貧瘦煤3 大類，統(tǒng)籌生產(chǎn)需求和市場供應(yīng)情況，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定見表1。

表1 原煤標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定（供貨商判定依據(jù)） %

第三步，根據(jù)矛盾發(fā)展階段論原則，建立階段性預(yù)控方案。要想在矛盾發(fā)展中立于不敗之地，就必須明辨市場形勢，抓住矛盾焦點，在不同階段實行不同把關(guān)原則，進(jìn)而采取不同把關(guān)措施?？傮w說來，目前原煤把關(guān)方式有兩類：專業(yè)把關(guān)（批量抽檢，專業(yè)判斷）和現(xiàn)場把關(guān)（感官觀測，經(jīng)驗判斷）。相對大批量的原煤，專職把關(guān)人員只要批量抽檢，嚴(yán)謹(jǐn)操作，對照把關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就能做出準(zhǔn)確判斷；但相對小批量的原煤（地方礦種），因批量不穩(wěn)定，專職把關(guān)人員抽檢代表性相對較差，需從收料到使用全程現(xiàn)場把關(guān)輔助，但受現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境、操作水平等因素制約，很難直接對原煤質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行明確判斷。建立高爐噴吹用原煤把關(guān)階段性預(yù)控方案：1）專業(yè)把關(guān)以原煤設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)為管控要點（Af、Vf、C固、S、H2O 等），現(xiàn)場把關(guān)以感官判斷為管控要點（粒度、顏色、水分、摻雜等）。2）矛盾量變階段，大批量原煤是以專業(yè)把關(guān)為主、現(xiàn)場把關(guān)為輔，小批量原煤是以現(xiàn)場把關(guān)為主，專業(yè)把關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為輔。3）矛盾質(zhì)變階段，專業(yè)把關(guān)、現(xiàn)場把關(guān)均為主線，大批量原煤專業(yè)把關(guān)根據(jù)現(xiàn)場把關(guān)發(fā)現(xiàn)異常情況加大抽檢頻次，小批量原煤是每車取樣抽檢。4）在引進(jìn)新的供貨商前，需進(jìn)行現(xiàn)場把關(guān)、專業(yè)抽檢。

2.2 優(yōu)化階段性把關(guān)方案

分析原煤把關(guān)數(shù)據(jù)，明確辨識矛盾量變（允許波動范圍內(nèi)）與矛盾質(zhì)變（允許波動范圍外）的實際所在階段。每月召開一次攻關(guān)會議，分析原煤實際質(zhì)量和把關(guān)效果，確定矛盾階段，進(jìn)而優(yōu)化階段性把關(guān)方案。2019年3月27日廠燃料、爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化及質(zhì)量提升會紀(jì)要（摘錄）：老區(qū)貧瘦煤（裕泰25%）：無煙煤=7∶3；二區(qū)貧瘦煤（裕泰27%）60%，無煙煤40%。兩區(qū)配煤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，未做調(diào)整，裕泰煤兩區(qū)使用比例達(dá)到25%以上，二區(qū)達(dá)到27%，煤粉質(zhì)量穩(wěn)定。裕泰煤性價比高，配比≮25%，提高用量后，同意每周增加1 d 進(jìn)煤時間，各把關(guān)收料部門做好配合。西陽村煤、長治北煤、店上煤H2O波動較大。

因此，可確定為現(xiàn)階段仍處于矛盾量變階段，應(yīng)采用把關(guān)方案。大批量原煤是以專業(yè)把關(guān)為主、現(xiàn)場把關(guān)為輔；小批量原煤是以現(xiàn)場把關(guān)為主，專業(yè)把關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為輔，其中“西陽村煤、長治北煤、店上煤”要重點關(guān)注。

2.3 利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分級動態(tài)管理

1）從收料、質(zhì)檢到生產(chǎn)、技術(shù)和管理，實行全員、全面、全過程把關(guān)，精準(zhǔn)執(zhí)行階段性矛盾預(yù)控方案和把關(guān)方案。兩區(qū)煤場分別日存煤量5 000 t 以上（無煙煤與貧瘦煤比例3∶7），進(jìn)場原煤定置存放，配好的原煤通過中速磨研磨成細(xì)粉，噴吹進(jìn)入高爐。分析整體流程，在原煤進(jìn)場前、進(jìn)場后定置存放期、配煤過程中，均有把關(guān)空間，收料、質(zhì)檢應(yīng)重點放在原煤進(jìn)場前，生產(chǎn)、技術(shù)和管理應(yīng)重點放在定置存放期、配煤過程中。2）從實物、指標(biāo)，對原煤質(zhì)量進(jìn)行分級判定、不定期匯總，實施動態(tài)管理。結(jié)合原煤設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)感官判斷，對原煤實物質(zhì)量進(jìn)行逐項（粒度、顏色、水分、摻雜等）打分。設(shè)置合理權(quán)重，綜合計算，進(jìn)而對原煤質(zhì)量進(jìn)行分級判定、不定期匯總，將定性的實物質(zhì)量轉(zhuǎn)化為定量化指標(biāo)進(jìn)行管理，實現(xiàn)了有效的大數(shù)據(jù)采集。3）從局域網(wǎng)、微信群、電話溝通、會議溝通，確保嚴(yán)格管控正常矛盾到位。適應(yīng)當(dāng)前日常工作生活節(jié)奏日益加快的實際需求，因快捷、公示的作用，微信群處理日常矛盾問題的把關(guān)效果日益凸顯。通過將日常矛盾問題隨時發(fā)送到微信群，24 h內(nèi)相關(guān)人員自主協(xié)調(diào)解決，24 h 內(nèi)未能解決的問題即轉(zhuǎn)化為重大矛盾問題。但重大矛盾問題的解決還有賴于局域網(wǎng)、會議溝通，發(fā)現(xiàn)重大問題要通過企業(yè)局域網(wǎng)盡快報送，主管科室組織會議，協(xié)調(diào)解決并做好可追溯記錄；對牽扯涉密信息的敏感性異常矛盾問題，在微信群監(jiān)督、局域網(wǎng)追溯和會議協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，可隨時電話溝通，在保護(hù)涉密信息的基礎(chǔ)上保證交流暢通。

2.4 適時啟動重點攻關(guān)會

發(fā)揮科學(xué)統(tǒng)計力量，精準(zhǔn)分析把關(guān)焦點問題，發(fā)現(xiàn)異常矛盾，迅速啟動重點攻關(guān)，分析優(yōu)化把關(guān)措施，直至消除異常矛盾。以2019年老區(qū)待旺煤分析為例，待旺煤屬地方礦種，小批量、波動大、波動頻繁，綜合性價比高，一般采取車車取樣，2019年每月1次采集FCD數(shù)據(jù)制作控制見圖1。

從圖1可得出：2019年1、3、7、8、10、11月份，規(guī)格限收窄，移動極差≤3.0，指標(biāo)較好，此階段現(xiàn)場把關(guān)可不作為重點關(guān)注對象；其他月份在控制圖繪制過程中，一旦出現(xiàn)移動極差＞3.0，可立即通知現(xiàn)場把關(guān)重點關(guān)注。一旦出現(xiàn)移動極差持續(xù)上升（5次以上），立即組織召開重點攻關(guān)會，分析原因并確定整改措施，會后跟蹤分析改進(jìn)效果，直至異常問題消除。

圖1 2019年每月1次采集FCD數(shù)據(jù)

3 實施效果

通過科學(xué)分析矛盾發(fā)展階段，實現(xiàn)了原煤質(zhì)量精準(zhǔn)把關(guān)，為提升高爐噴吹質(zhì)量，進(jìn)而為穩(wěn)定高爐生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。2019年，噴吹煤粉S≤0.3%、灰分＜12%，固定碳（平均值）老區(qū)78.78%、二區(qū)78.70%，3#中速磨的產(chǎn)量達(dá)到45 t/h以上，作業(yè)效率達(dá)到90%以上。2#制粉系統(tǒng)與1#制粉系統(tǒng)產(chǎn)能合并后生產(chǎn)能力達(dá)到40 t/h 以上，噸鐵高爐燃料比低于530 kg；準(zhǔn)確率噴吹誤差平均＜0.3 t/h，且準(zhǔn)確率誤差累計超過0.5 t/h記錄為零，創(chuàng)歷史最好水平。

借鑒矛盾發(fā)展的辯證關(guān)系理論，通過普查原煤供貨商、高爐噴煤需求，建立階段性矛盾預(yù)控方案，在不同的矛盾階段采取不同的優(yōu)化把關(guān)方法，發(fā)現(xiàn)異常矛盾適時啟動重點攻關(guān)，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)力量實現(xiàn)大數(shù)據(jù)采集等系列改善，使原煤質(zhì)量管控水平得到顯著提高，不僅提升了把關(guān)效率，也大幅壓縮了原煤把關(guān)運(yùn)行成本。