焦炭质量波动原因分析及配煤趋势

摘要：酒钢焦化厂焦炭质量在全国属中等水平，2011年波动较大，本文通过对影响焦炭质量的3个因素进行了分析，并提出了相应的解决方案。

关键词：单种煤质量；焦炉；热强度；配煤

前 言

总体说来，2011年酒钢焦化厂的焦炭质量在全国属于中等水平，与具有国际先进水平的宝钢及国内领先水平的邯钢、马钢等相比，差距明显。尤其是2011年下半年，由于洗精煤市场争夺更加激烈，各单种煤的质量、数量均得不到有效保证，引起焦炭质量的波动，灰分月平均都在13％左右。

1、影响焦质量原因分析

1.1煤质量不稳定

炼焦用单种煤质量较差炼焦用煤质量的好坏，是影响焦炭质量的关键因素。

酒钢公司炼焦用煤区域比较广泛，分布区域为宁夏、内蒙、青海几大产煤区。由于资源紧张，各单种煤的气煤含量波动较大，质量水平参差不齐。

2010经全面检测分析，酒钢公司炼焦用煤存在以下问题：

（1）单种煤品质波动大。

单种煤粘结性和结焦性出现大幅度的波动，严重影响配合煤的粘结性和结焦性，影响焦炭质量。

大武口焦煤、木里焦煤的G值大幅度下降，这无疑给焦炭的熔融性、气孔与孔壁结构、机械强度、热强度带来严重影响。

（2）混煤现象严重

焦煤中大武口、平罗翔龙，肥煤中的乌达高硫、乌达中硫、中兴肥煤均存在混煤现象，属于提质焦煤。混煤成分复杂，含有气煤、无烟煤。严重干扰着炼焦配煤，更无法保障生产工艺的顺利进行与焦炭质量的稳定。

（3）单种煤绝大多数灰分含量偏高，影响配煤及焦炭的冶金焦级别。

酒钢公司所用单种煤中，灰分小于10％的只占35％，灰分在10％一11％的占45％，灰分大于11％的占20％。其中伟源、平罗灰分较高，经常在13％左右。由于煤中的灰分全部转入焦炭当中，因而焦炭灰分较高，高于全国平均水平．达不到国家一级冶金焦的标准。

（4）焦煤中很大部分煤的钾含量太高，严重影响焦炭的热性质。

酒钢公司所用单种煤，煤灰中所含钾、钠氧化物之和大多数小于l％，而且为了降低连焦成本配入的马克煤的碱金属的含量为炼焦煤中的最高。很显然，钾钠含量偏高，无疑给配煤炼焦带来很大影响。焦炭的反应性随钾、钠等碱金属含量的增加而提高。高炉内碱、钠等碱金属一部分来自焦炭，而焦炭的钾钠等碱金属全部来自于煤。所以控制煤源别是控制配合煤中的碱金属含量有着极其重要的意义。国内专家普遍认为配合煤煤灰中钾钠氧化物之和小于l％为好。

1.2 使用煤种多，配煤比经常变动

酒钢焦煤料场的各单种煤数量达到17种，为了避免长期积压导致的质量指标下降，制订了“焦化厂2011年二季度低库存地方煤及试验余煤使用方案”，从而导致配比变化频繁，有时一个星期都要调整两次，一个月至少调整4次。

1.3 焦炉老化

炉温均衡性差焦炉生产为多变量过程控制的系统生产，其工艺制度尤其是加热制度是否符合焦炉操作管理规定，严重影响焦炭质量。公司原有的两座焦炉炉龄分别达43年和40年，均出现不同程度的老化。炭化室墙裂纹、熔洞较多，串漏严重，导致焦炉温度均匀性差。炉头温度控制较难，对焦炭强度影响很大。

2、改善公司焦炭质量的途径探讨

2.1 开展资源调查

重新选定用煤基地性能优良的焦炭必须以质量稳定的煤源为基础。针对公司所用的炼焦煤现状及存在的问题，公司必须尽快进行全面深入的资源调查，寻找新的供煤基地。同时，调整采购思路，加强与大矿的直接合作，建立长期的战略伙伴关系，稳定煤源及质量。

2.2 完善进厂煤质量管理

（1）应用进煤检验数据，指导卸车和洗精煤分类堆放及配煤。对指标异常的煤实行单独堆放。

（2）采用煤岩分析技术，用镜质组最大反射率鉴别混煤，检测煤质、鉴定混煤，为稳定炼焦煤质量、降低焦炭生产成本起到了较好的作用。

2.3 加强焦炉维护

改善炉温均匀性针对两座老焦炉炉体存在的问题，公司继续加大护炉力度。焦化厂要充分利用好焦炉喷补设备，对炭化室炉墙进行修补，减少荒煤气串漏及难推焦。对燃烧室立火道要想办法疏通，对砖煤气道要定期进行灌浆处理。确保焦炉温度达到标准温度，焦炭均匀成熟，减少生焦和炉头焦，从而提高焦炭强度。

2.4 稳定焦炭热性质

评价焦炭质量的好坏，关键是看焦炭能否满足高炉冶炼的要求。因此，重视焦炭在高炉内的热强度十分重要。焦炭的热强度是一个极其复杂的问题，它的质量指标主要以CRI、CSR表示。即焦炭在高炉内的反应性和反应后强度。找出影响热性质的主要因素从而稳定指标，是提高公司焦炭质量的一项重要举措。

2.5 优化配煤结构，扩大炼焦煤源

我国炼焦煤在煤炭探明储量中的比例不高，且所占比例呈明显下降趋势。如在1976年炼焦煤占探明储量的36．78％，而到1990年已下降为27．73％。另外，我国各种炼焦煤储量所占比例亦不协调。1990年底探明储量为：气煤包括1／3焦煤总储量高达50．56％，焦煤占19．61％，肥煤占13．05％，瘦煤占14．79％，可见，粘结性好的焦煤和肥煤只占32．66％。为了保证焦炭质量，近阶段我国炼焦配煤中，焦煤和肥煤的使用比例约为50％左右。但我国炼焦煤的资源状况决定了在配煤中应当多使用气煤等弱粘结性煤。为此，公司应充分利用现有的40kg小焦炉，开展多配气煤等试验研究，为焦炉生产作好技术储备，以扩大炼焦煤源，缓解资源紧张对焦炭质量及高炉生产的冲击。

2.6 采用炼焦配煤新技术，改善焦炭强度

公司2012年预计耗煤400万吨，在目前洗精煤的采购都异常艰难的情况下，今后要想提高焦炭强度，靠增加优质炼焦煤配比是不现实的，必须采用炼焦配煤新技术。

炼焦煤捣固、煤水分控制、干法熄焦等配煤炼焦新工艺，都可以作为提高焦炭质量的技术措施。这些技术各有特点，世界各国分别根据本国炼焦煤资源特点和焦化厂的具体条件进行开发和应用。在我国，宝钢和重钢分别从日本引进了配型煤和煤调湿技术，还有少数焦化厂采用捣固炼焦技术。应用干熄焦技术的企业有宝钢、上海浦东煤气厂、济钢、首钢等几家。

炼焦配煤的这些新技术在我国较少采用的主要原因：一是我国多数焦化厂原设计都是采用常规备煤炼焦技术，在生产现场上无条件增加庞大的新工艺设备；二是一些技术的投资过大；三是有些技术还不适应我国炼焦煤水分高、煤泥多等特点；四是以前洗精煤资源尤其是优质炼焦煤资源紧张状况不突出。在当前乃至今后相当长的时期内，随着炼焦煤资源紧张与高炉大型化对焦炭质量要求提高之闻矛盾的日益突出，各大钢铁企业都意识到必须采用适合自己焦化厂规模、工艺、场地等具体条件的备煤炼焦新技术进行选择和开发创新，才能做到未雨绸缪，立于不败之地。采用干熄焦技术，焦炭的M40可提高3～8个百分点，M10改善0.3～0.8个百分点，干熄焦后炭粒度均匀，无水分，反应性低。大型高炉采用干熄焦工艺可降低焦比2%，提高高炉生产能力1%。

3、结束语

随着酒钢公司大高炉的达产达效及富氧大喷煤的实施和焦比的逐渐降低，对焦炭质量要求越来越高。针对公司自产焦质量现状，及大高炉生产对焦炭质量的要求，对照与国内外先进水平存在的差距，根据公司现有炼焦用煤及生产工艺存在的问题，结合当前实际，尽快改善与提高焦炭质量是一个十分必要和紧迫的问题。