優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)和煉焦煤資源的研究

1、總第157期2007年第1期河北冶金H EB EI M ETALLU R G YTo tal 1572007,N um ber 1優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)和煉焦煤資源的研究呂桂雙1,鄭美榮1,王福先2(11宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心,河北宣化075100;21宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司焦化廠,河北宣化075100摘要:結(jié)合宣鋼周邊地區(qū)及國(guó)內(nèi)外煉焦原料煤的資源狀況,進(jìn)行了擴(kuò)大煉焦煤資源、優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室研究,并在工業(yè)生產(chǎn)上得到成功應(yīng)用,提高了焦炭質(zhì)量,大幅度降低了煉焦成本。關(guān)鍵詞:配煤;煉焦;資源中圖分類號(hào):TF 053文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-5008(200701-0019-05O PT

2、I M IZA TI ON O F COAL BL END I N G STRUC TU R E AND CO KI NG -COAL R ESOU RC ELU G ui -shuang 1,ZH EN G M ei -rong 1,W AN G Fu -xian2(1.Technique C enter,X uanhua Iron and S teel G roup C o .,L td .,Xuanhua,H ebei,075100;2.C okingP lant,X uanhua Iron and S teel G roup C o .,L td .,X uanhua,H ebei,0

3、75100A bstract:A ccording to the coal resource for coking around Xuan S teel and abroad and at hom e,the lab re 2search about expanding coking coal resource and op ti m izing coal blending structure is conducted and used successfully in industrial p roduction .A s the result the coke quality got i m

4、 p roved,cost reduced .Key W ords:coal blending;coking;resource收稿日期:2006-12-23表8配粘結(jié)劑前后煉焦煤、配合煤質(zhì)量對(duì)比時(shí)間灰分/%揮發(fā)分/%硫分/%Y /mmG進(jìn)廠煉焦煤配NL 前(1-6月101532818001871880配NL 后(7-12月101422712801901672配合煤配NL 前(1-6月10175281790188171684配NL 后(7-12月10109271110187211076表9配粘結(jié)劑前后焦炭質(zhì)量對(duì)比灰分/%硫分/%M 40/%M 10/%CR I/%CSR/%冶金焦氣孔率/%冶金焦

5、氣孔壁厚度/m配粘結(jié)劑前16月13168017779177173515531358128018配粘結(jié)劑后712月121770176811971025604916120191由上表看出配入粘結(jié)劑后,配合煤、冶金焦質(zhì)量指標(biāo)明顯改善,其中配合煤的灰分降低0166%、硫分降低011%,膠質(zhì)層厚度Y 提高314mm;冶金焦:灰分降低0191%,硫分降低0101%;冷強(qiáng)度M 40提高212%、M 10改善017%;熱強(qiáng)度CSR 提高617%、熱反應(yīng)性CR I 改善1015%。另外配入粘結(jié)劑后配煤結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大改變,其中肥、焦煤總配比由原來的51%降低為37%,減少肥、焦煤14%,1/3焦、瘦煤總配比增加1

6、3%,配煤成本降低1716元/t 。3結(jié)論通過半年的生產(chǎn)實(shí)踐證明,由于煤粘結(jié)劑低灰、強(qiáng)粘結(jié)的特性,大大降低了配合煤的灰分,使冶金焦炭的灰分大幅度降低。另外由于粘結(jié)劑的配入,使配合煤的抗風(fēng)險(xiǎn)能力增強(qiáng),當(dāng)某種煉焦煤質(zhì)量不穩(wěn)定或質(zhì)量較差時(shí),焦炭質(zhì)量能夠相對(duì)保持穩(wěn)定。配粘結(jié)劑后,冶金焦冷強(qiáng)度、熱性能指標(biāo)得到大幅改善,為高爐順行、降低焦比起到了積極作用。建議粘結(jié)劑配比應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)、資源、成本狀況做好優(yōu)化配煤,目前宣鋼已形成了一套較為完整的優(yōu)化配煤體系,煤焦系統(tǒng)緊緊圍繞原料市場(chǎng)、資源、質(zhì)量、成本總體狀況,合理優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)適時(shí)調(diào)整配比,在保證焦炭質(zhì)量穩(wěn)定、高爐順行的基礎(chǔ)上,最大限度地降低配煤成本。91總第15

7、7期HEB EI YEJ I N1前言2005年5月宣鋼成立了煤資源質(zhì)量?jī)?yōu)化小組,優(yōu)化小組根據(jù)配煤煉焦原理、煤的成焦特性,結(jié)合宣鋼周邊地區(qū)及國(guó)內(nèi)外煉焦原料煤的資源狀況,進(jìn)行了大量?jī)?yōu)化配煤結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大煉焦煤資源的實(shí)驗(yàn)室研究,確定了適合宣鋼目前資源狀況的高質(zhì)量、低成本的配煤結(jié)構(gòu),在生產(chǎn)中得到成功應(yīng)用。2優(yōu)化前宣鋼配煤結(jié)構(gòu)及冶金焦質(zhì)量宣鋼煉焦煤供煤基地主要以周邊地區(qū)山西、內(nèi)蒙古、開灤國(guó)有統(tǒng)配煤礦為主,其它民營(yíng)礦點(diǎn)作為主焦煤、肥煤的補(bǔ)充。這些地區(qū)1/3焦煤、氣煤、弱粘煤資源豐富,肥煤、主焦煤資源緊張采購價(jià)格高。近幾年煉焦配煤主要以肥煤、焦煤、1/3焦煤為主,弱粘性煤、瘦煤配量少,在優(yōu)化配煤實(shí)驗(yàn)研究、配煤

8、結(jié)構(gòu)等方面存在較大差距,配煤成本高、焦炭質(zhì)量指標(biāo)較差。具體配煤結(jié)構(gòu)見表1。表1煉焦配煤結(jié)構(gòu)比較%時(shí)間肥煤1/3焦煤進(jìn)口煤焦1煤瘦煤弱粘煤2003年2530-39422004年252553951 2005年1月至5月25258375-累計(jì)252743951由表1可看出:宣鋼煉焦配煤中,資源少價(jià)格高的肥煤、焦煤、進(jìn)口煤配比高達(dá)68%,而價(jià)格低的瘦煤、弱粘煤配比僅占總配比的6%。表2為宣鋼焦炭6項(xiàng)主要質(zhì)量指標(biāo)與同行的比較,存在差距較大。為此,進(jìn)一步優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大煉焦煤資源、提高焦炭質(zhì)量的研究與實(shí)踐勢(shì)在必行。表2宣鋼焦炭質(zhì)量與其它企業(yè)的比較%企業(yè)S td A d CR I CSR M40M10宣鋼

9、(2003年017913169321453158017717宣鋼(2004年018413199331953178113716宣鋼(2005年1月-5月017713168351553138010716寶鋼(2005年015711186231565128815514首鋼017612141241366118117713邯鋼015712148310710唐鋼0182131208018710中鋼(臺(tái)灣(1999年01491017920126681858512614光陽(韓國(guó),1999年01531018666150大分(日本,1999年0155111182614062150雷德卡(英國(guó),1999年0160

10、10100241006710087116123優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大煉焦煤資源311增加單種煤質(zhì)量檢驗(yàn)在2005年6月份之前,進(jìn)廠煉焦煤只進(jìn)行工業(yè)分析、G、Y值的檢驗(yàn),為了進(jìn)一步掌握各單種煤的結(jié)焦特性、顯微組分,測(cè)定煤的變質(zhì)程度、判定混煤、評(píng)價(jià)煤質(zhì),自2005年下半年增加了煤巖相分析及單種煤煉焦試驗(yàn),從而為優(yōu)選煤種、篩選煉焦煤礦點(diǎn)、指導(dǎo)配煤提供了可靠的依據(jù)。表3為主要礦點(diǎn)單種煤巖相分析、20kg小焦?fàn)t試驗(yàn)數(shù)據(jù)。表3單種煤煤巖分析數(shù)據(jù)%礦點(diǎn)煤種R m ax平均值標(biāo)準(zhǔn)方差各煤種含量公烏素烏海西唐山富家灘1/3焦煤1121401294肥66169+焦煤4128+瘦焦煤291031111801125肥煤6

11、4156+焦煤3514401888011281/3焦94197+焦煤51030179001342弱粘煤78179+焦煤17145+瘦煤1131+貧煤2144趙各莊辛置王家會(huì)孝南古交肥煤1114701299肥煤82173+焦煤9121+瘦煤4182+無煙煤31241126701236肥煤71118+焦煤21197+瘦焦煤518511286013341/3焦煤31186+肥煤55146+焦煤2100+瘦焦煤101681111101121肥煤98159+氣煤11411105401555弱粘煤24116+1/3焦煤32180+焦煤31148+無煙煤11156介休苛嵐太西穆村順峰靈石烏海西2卡布其老石旦

12、焦煤1151001274焦煤34156+瘦焦煤56196+瘦煤8156+無煙煤01921137701198焦煤42150+瘦焦571501138201183焦煤86122+瘦焦煤131781127501306焦煤90135+肥煤4107+貧煤2112+無煙煤31471126901664氣煤27151+肥煤50157+無煙煤211921126901664氣煤33125+肥煤40138+無煙煤261371144401728氣煤48110+焦煤14176+瘦焦3163+貧煤5178+無煙煤271741135201361氣煤3133+肥煤20197+焦煤68170+貧煤1173+無煙煤51261130

13、701504氣煤3108+焦煤74169+貧煤3154+無煙煤8168古東薩拉齊瘦三給瘦煤1149301554弱粘煤25122+肥煤22102+瘦煤471431143001375肥煤20170+焦煤24154+瘦煤33137+貧煤131401184301360肥煤11148+貧煤84103+無煙煤4153表4單種煤小焦?fàn)t試驗(yàn)結(jié)果%煤種礦點(diǎn)M40M25M10焦煤黑金谷59108415810介休56158315815太西561081101010苛嵐54158115815老石旦391074101115卡布齊341567101615靈石361574101213穆村1#52158410810介休2#39

14、1280101215孝西2#351272161410成都匯力71108610910柳林64158515810肥煤辛置41157615915趙各莊471579151015孝南581583157151/3焦煤烏海西51108010915公烏素321871101415唐山371077151010瘦煤薩拉齊451571102115山路541581101510古東49157315191002河北冶金2007年第1期從表4可以看出:1/3焦煤富家灘,焦煤孝西2#、靈石、介休2#、老石旦、卡布齊混煤嚴(yán)重,單種煤煉焦試驗(yàn)結(jié)焦性差,瘦煤三給主要以貧煤為主,貧煤含量達(dá)84103%。根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果,指導(dǎo)采購部門取

15、消了孝西2#、靈石、介休2#的供煤資格,對(duì)質(zhì)量較差的焦煤如老石旦、卡布齊限量采購,開通了柳林、成都匯力主焦煤和山路瘦煤等新的供貨渠道,為進(jìn)一步優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大煉焦煤源提供保障。312擴(kuò)大煉焦煤資源31211利用國(guó)內(nèi)煤代替進(jìn)口煤為進(jìn)一步改善冶金焦質(zhì)量,緩解焦煤資源緊張狀況,宣鋼于2004年11月開辟了進(jìn)口澳洲煤資源,其特點(diǎn)是低灰、低硫、煤巖相單一,但價(jià)格較高。進(jìn)口澳洲煤屬1/3焦煤,但結(jié)焦性好,參與配煤煉焦后可有效改善焦炭的熱性能指標(biāo)。由于進(jìn)口澳洲煤煉焦的配用,使得配煤成本升高約50元/t。2005年8月份通過對(duì)山西省介休、呂梁、臨汾地區(qū)主焦煤資源、質(zhì)量及運(yùn)輸情況的調(diào)研與考察,認(rèn)為位于山西臨汾

16、地區(qū)太谷縣、呂梁地區(qū)柳林是中國(guó)優(yōu)質(zhì)主焦煤基地,確定利用山西優(yōu)質(zhì)焦煤代替進(jìn)口煤進(jìn)行優(yōu)化配煤試驗(yàn)的研究,共進(jìn)行5個(gè)方案的煉焦配煤試驗(yàn),煉焦煤配比及試驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5可看出:方案3機(jī)械強(qiáng)度完全能達(dá)到配進(jìn)口煤的焦炭質(zhì)量,滿足公司煉鐵生產(chǎn)要求。因此宣鋼自2005年12月開通了國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)焦煤渠道,停止配用進(jìn)口煤(表6。表5國(guó)內(nèi)煤代替進(jìn)口煤試驗(yàn)方案及結(jié)果方案配煤比/%肥煤1/3焦煤焦1煤焦2煤進(jìn)口煤瘦煤粘結(jié)劑20kg小焦?fàn)t焦炭強(qiáng)度指標(biāo)/%M40M25M10配煤成本/(元/t原配比1825281051225910831281772218方案1182528105(黑金谷12259158571571710方案2

17、182726104(黑金谷1325710811591571216方案3172726104(黑金谷142601083.58.571112方案4152826104(黑金谷1425315831081570216注:黑金谷指標(biāo):Ad8166%,V daf21138%,Y1810mm,G87。表6國(guó)內(nèi)煤代替進(jìn)口煤配煤前后的焦炭指標(biāo)%A d A daf M40M10CR I CSR 配進(jìn)口煤121770177821261925135916配國(guó)內(nèi)煤12179017682117102511591931212配用高硫肥煤煉焦試驗(yàn)通過試驗(yàn)室研究,發(fā)現(xiàn)配合煤中添加礦化物作為活化劑,能夠提高配合煤的結(jié)焦性或在保持焦炭

18、質(zhì)量不變的前提下增加弱粘煤的配量。其試驗(yàn)情況見表7、表8。表7配礦化物煉焦試驗(yàn)結(jié)果%編號(hào)配煤比肥煤1/3焦煤弱粘煤焦1煤焦2煤瘦煤礦化物粘結(jié)劑20kg小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度指標(biāo)M40M25M10預(yù)測(cè)焦炭強(qiáng)度M40M1011731-241115-26315831010158110710 21731-2410151102671087108108315610 3172831724101501326810831511158115618 4152651726101501326315841010158110710表8配礦化物各方案對(duì)應(yīng)的焦炭質(zhì)量指標(biāo)%編號(hào)配合煤檢驗(yàn)指標(biāo)灰分揮發(fā)分硫分20kg小焦?fàn)t焦炭工業(yè)分析灰

19、分揮發(fā)分硫分1101252714201881310501830177 2101152711711291219201801103 3101142714911111219101920191 4101092714311081218411210190從上表看出,配用礦化物后,焦炭冷、熱強(qiáng)度明顯提高。在保持焦炭質(zhì)量不變的前提下能夠配入517%的弱粘煤,但是同時(shí)焦炭硫分也相應(yīng)升高達(dá)0191%,不能滿足公司生產(chǎn)要求。通過市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),高硫肥煤烏海西粘結(jié)性好、礦化物含量較高,且價(jià)格較1/3焦煤低70元/t,為進(jìn)一步提高冶金焦強(qiáng)度、降低配煤成本,進(jìn)行了配加5%高硫肥煤代替資源緊張的優(yōu)質(zhì)肥煤的煉焦試驗(yàn)(表911,

20、并成功用于宣鋼生產(chǎn)。配用高硫肥煤焦炭強(qiáng)度M40上升014%,M10降低012%,熱強(qiáng)度提高019%,配煤成本降低了915元/t。表95%高硫肥煤質(zhì)量指數(shù)A d/%V daf/%S td/%礦化物/%Y/mm G911228135117301782493表10本試驗(yàn)各煤種配比%肥煤5%高硫肥1/3焦焦1焦2瘦煤粘結(jié)劑15526201012212總第157期HEB EI YEJ I N表11配加5%高硫肥煤試驗(yàn)前后的焦炭指標(biāo)%焦炭質(zhì)量A dS tdM 40M 10CR ICSR配前121970177821261925135916配后12196017982166172413601831214配弱粘煤

21、煉焦為了擴(kuò)大煉焦煤資源,進(jìn)一步降低配煤成本,2006年3月組織進(jìn)行了配加宣東煤、弱粘煤的配煤煉焦試驗(yàn),利用當(dāng)?shù)匦麞|煤、弱粘煤代替內(nèi)蒙古1/3焦煤。試驗(yàn)結(jié)果見表12。表12配宣東煤、弱粘煤煉焦試驗(yàn)結(jié)果%編號(hào)配煤比肥煤1/3焦煤宣東煤焦1煤焦2煤瘦煤弱粘煤瀝青20kg 小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度指標(biāo)M 40M 25M 10預(yù)測(cè)焦炭強(qiáng)度M 40M 10原配比15+52630101228210614方案115+518530101232581586109107810615方案215+520330101232591086109107815615方案315+52153010122611083151010791561

22、8方案415+52630101232631583159158115616方案1、2、3同時(shí)配用宣東煤、弱粘煤,M 40低不能滿足公司煉鐵生產(chǎn)要求;方案4只配3%弱粘煤,預(yù)測(cè)大焦?fàn)t冶金焦強(qiáng)度M 40為8115%,M 10為616%,能滿足公司煉鐵生產(chǎn)要求。2006年4月焦化廠在公司試驗(yàn)配比的基礎(chǔ)上,按配用4%弱粘煤組織生產(chǎn),配煤成本與原配比降低814元/t 。期間冶金焦質(zhì)量穩(wěn)定,冷強(qiáng)度M 408310%,M 10616%;熱性能指標(biāo)CR I 2813%,CSR 5811%。2006年6月公司為進(jìn)一步提高煉鐵原料質(zhì)量,冶金焦熱強(qiáng)度攻關(guān)指標(biāo)由58%提高到60%,生產(chǎn)上隨即停配了弱粘煤,“煤資源質(zhì)量?jī)?yōu)

23、化小組”根據(jù)公司不同時(shí)期的原料方針及時(shí)進(jìn)行配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化。31215配貧瘦三給煤的煉焦試驗(yàn)三給貧瘦煤巖相分析主要以貧煤為主,貧煤含量高達(dá)84103%,該煤G 值低、Y 值測(cè)不出,按國(guó)家煤炭分類標(biāo)準(zhǔn)煤種應(yīng)為貧瘦煤。為保證焦炭熱強(qiáng)度大于60%,2006年4-6月份三給貧瘦煤基本不能配入,貧瘦煤庫存高達(dá)11662t,造成煤場(chǎng)貨位緊張,給原料采購、生產(chǎn)組織及卸車帶來較大困難。為合理利用有限的煉焦煤資源,穩(wěn)定原料供貨渠道,“煤資源質(zhì)量?jī)?yōu)化小組”在保焦炭熱強(qiáng)度大于60%的前提下,組織進(jìn)行了配加三給貧瘦煤的20kg 小焦?fàn)t實(shí)驗(yàn)(表13。表13配用貧瘦煤的煉焦試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)配煤比/%肥煤1/3焦煤焦1煤焦2煤瘦煤

24、山路薩拉齊三給瀝青20kg 小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度指標(biāo)/%M 40M 25M 10預(yù)測(cè)焦炭強(qiáng)度/%M 40M 10成本(元/t 計(jì)劃配比18+52130101426801307018+521301077026210841091082106166801307118+523326455259158216111579157146811907218+523326563263108410101582156196811907315+524346563263158515910831061568111通過以上試驗(yàn)證實(shí):合理優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)在適量減少焦2煤,增加焦1煤、肥煤配比的基礎(chǔ)上配加3%貧瘦三給煤,焦炭冷、熱強(qiáng)度

25、能滿足公司生產(chǎn)要求。綜合考慮推薦073為生產(chǎn)配比,肥煤(15+5%、1/3焦煤24%、焦1為34%、焦2為6%、瘦煤11%、三給3%、瀝青2%。宣鋼自2006年7月開始按073配比組織生產(chǎn),期間焦炭冷、熱強(qiáng)度穩(wěn)定,與前期相比強(qiáng)度指標(biāo)有所提高,平均M 408419%、M 10516%,熱性能CR I 2213%、CSR 63184%,均較好地完成了公司的攻關(guān)計(jì)劃。31216增配內(nèi)蒙古瘦焦煤的煉焦試驗(yàn)為合理利用內(nèi)蒙古煉焦煤資源、優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)、降低配煤成本,技術(shù)中心重點(diǎn)進(jìn)行了增配內(nèi)蒙古煤的煉焦試驗(yàn),為公司下一步充分利用內(nèi)蒙古煉焦煤資源提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本次試驗(yàn)在2006年8月份生產(chǎn)配比的基礎(chǔ)上進(jìn)行了增配

26、內(nèi)蒙古煤的煉焦試驗(yàn)(表14。22河北冶金2007年第1期表14增配內(nèi)蒙古煤煉焦試驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目配煤比/%肥煤1/3焦煤焦1煤焦2煤瘦焦瘦煤貧瘦瀝青20kg小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度指標(biāo)/%M40M25M10焦炭熱性能/%CR I CSR成本(元/t生產(chǎn)配比16+524354113268415 80#15+724326113259128410102414561367919預(yù)測(cè)指數(shù)8010618221461 93#16+52433611326217856172319571668219預(yù)測(cè)指數(shù)821551* 94#16+7233441132671584157152417551768015預(yù)測(cè)指數(shù)85106102261 95#14+723328113260831510152214581867713預(yù)測(cè)指數(shù)817102064 97#16+524314411326284159102517531667919預(yù)測(cè)指數(shù)82614235910 98#14+723328142568492714551167713預(yù)測(cè)指數(shù)78614256010 100#15+7233243113263138592314591467814預(yù)測(cè)指數(shù)8461421