瘦煤預(yù)粉碎技術(shù)在本鋼焦化廠的應(yīng)用

六十一

（本溪鋼鐵公司 焦化廠，遼寧 本溪 117000）

0 前言

本鋼焦化廠配煤一直采用傳統(tǒng)的先配后粉碎工藝技術(shù)，這一配煤方式，缺點(diǎn)也較明顯，不能根據(jù)不同的煤種進(jìn)行不同粉碎的細(xì)度處理，造成配合煤的粉碎后，顆粒3mm以上煤中，變質(zhì)程度較深的瘦煤占的比例達(dá)80%以上，在運(yùn)至煤倉(cāng)過程中，易形成偏析，造成未粉碎的變質(zhì)程度較深的大顆粒瘦煤集中到一個(gè)地方，影響焦炭質(zhì)量穩(wěn)定。

隨著公司形勢(shì)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，焦化廠如何進(jìn)一步提高焦炭質(zhì)量，滿足煉鐵對(duì)原料的精料要求，降低配煤成本已經(jīng)成為我們研究的重要課題。目前國(guó)內(nèi)常見的提高焦炭質(zhì)量的工藝措施有干熄焦、型煤、預(yù)粉碎等技術(shù)。根據(jù)本鋼焦化廠生產(chǎn)工藝實(shí)際情況，利用現(xiàn)有的設(shè)備、工藝基礎(chǔ)，組織技術(shù)工作者對(duì)煤預(yù)粉碎工藝的實(shí)施及提高焦炭質(zhì)量的可行性進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和理論論證，并通過各項(xiàng)設(shè)備、工藝改造實(shí)現(xiàn)了對(duì)結(jié)焦性差的難粉碎的煤進(jìn)行預(yù)粉碎的工藝，取得了顯著效果，焦炭質(zhì)量M40由以前的86%提高到87%以上，M10由6.2%降到了6.0%以下，為煉鐵創(chuàng)造了精料條件,從而很大程度地降低了焦化配煤成本，降成本增效益工作起到了極大作用。

1 技術(shù)改造及應(yīng)用分析

煉焦煤常規(guī)粉碎工藝是將各種煤按一定比例配合后一起進(jìn)行粉碎處理,而預(yù)粉碎是將部分結(jié)焦性差的難粉碎的瘦煤煤在配煤前進(jìn)行粉碎處理,然后再進(jìn)行配煤、粉碎、送往煤塔供煉焦用（見圖1）。本鋼焦化廠是根據(jù)自由的工藝條件在兩套配煤系統(tǒng)中選定一個(gè)配煤槽，一系選擇6#槽，二系選擇1#槽，用500mm寬的皮帶從配煤槽漏嘴處引出去到小粉碎機(jī)，在用同樣的小皮帶引回到主皮帶。這樣需要預(yù)粉碎的瘦煤裝到指定的配煤槽，其它煤種正常裝槽使用。

圖1 采用預(yù)粉碎的備煤工

每套預(yù)粉碎裝置，增加3條500mm寬的皮帶，帶速1.6m/s，90t/h。粉碎機(jī)型號(hào)是PFCK-1212可逆反擊錘式破碎機(jī)，入料粒度≤80mm，出料粒度≤3mm占90%以上。

預(yù)粉碎能夠提高焦炭強(qiáng)度,是因?yàn)榈妥冑|(zhì)程度、高變質(zhì)程度的結(jié)焦性差的煤中，不具有粘結(jié)性的惰性組分含量較高，而惰性組分較活性組分質(zhì)硬、密度大，所以難粉碎,這部分難粉碎的煤如果不進(jìn)行預(yù)粉碎處理，其中無粘結(jié)性的惰性物質(zhì)（煤中礦物質(zhì)即灰分屬于其組成部分）只經(jīng)過一次配合后粉碎（終粉）不容易被細(xì)粒化、均勻化。我廠煉焦用煤中的瘦煤是趨于貧瘦化的煤種就屬于難粉碎的煤種。這些煤種揮發(fā)分在15-17%，Y值為0，G值0-8之間，變質(zhì)程度較高，基本無粘結(jié)性的煤，在煉焦過程中，這部分難粉,不結(jié)焦或結(jié)焦性差的粗顆粒，易形成焦炭裂紋中心，使焦炭強(qiáng)度下降且結(jié)構(gòu)不均一。如果不經(jīng)過預(yù)粉碎用提高終粉后煤細(xì)度，（3mm以下部分所占比例）的方式將惰性組分含量高、結(jié)焦性差的那部分煤細(xì)粒化，那么入爐配合煤中活性組分含量高，易粉碎的那部分煤將全被粉碎的過細(xì)出現(xiàn)自瘦化現(xiàn)象，破壞其結(jié)焦性，并且會(huì)因細(xì)度過大而降低入爐煤堆比重，從而降低焦炭強(qiáng)度。對(duì)結(jié)焦性差的惰性組分含量高的煤進(jìn)行預(yù)粉碎以后，使其粗顆粒減少細(xì)顆粒增多，在終粉過程中不會(huì)將易粉碎的活性組分粉碎得過細(xì)，使惰性物細(xì)顆粒均勻地分布在活性組分中，并改善了入爐煤粒度組成，提高了入爐煤堆比重，在結(jié)焦過程中增大了膠質(zhì)體膨脹壓力，使無粘結(jié)性的惰性物細(xì)顆粒易被膠質(zhì)體粘結(jié)，從而減少焦炭裂紋中心，提高焦炭強(qiáng)度，得到結(jié)構(gòu)均一的焦炭。

2 預(yù)粉碎工藝的應(yīng)用前后對(duì)比分析

本鋼未使用瘦煤預(yù)粉碎技術(shù)時(shí)，瘦煤配入比例為10%，在對(duì)配用10%瘦煤煤進(jìn)行預(yù)粉碎的實(shí)際生產(chǎn)期間，我們?cè)诂F(xiàn)有研究裝備的條件下對(duì)瘦煤煤經(jīng)過預(yù)粉碎和未經(jīng)過預(yù)粉碎的入爐配合煤進(jìn)行取樣研究，大量數(shù)據(jù)說明預(yù)粉碎對(duì)改善配合煤質(zhì)量,提高焦炭強(qiáng)度有明顯作用。

配合煤粒度組成的改善。對(duì)瘦煤煤經(jīng)過預(yù)粉碎和未經(jīng)過預(yù)粉碎的配合煤做粒度組成,結(jié)果見表1。

表1 不同粉碎工藝的配合煤粒度組成

不同粒級(jí)的灰分(Ad),粘結(jié)指數(shù)(G)有變化對(duì)焦炭強(qiáng)度的影響。對(duì)瘦煤煤未經(jīng)過預(yù)粉碎和經(jīng)過預(yù)粉碎的入爐配合煤的不同粒級(jí)部分進(jìn)行全面分析,試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同粉碎工藝的配合煤各粒級(jí)組分分析結(jié)果

本鋼焦化廠配合煤的灰分在9.6%，而瘦煤的灰分9.7%，接近配合煤的灰分，它的預(yù)粉碎對(duì)各級(jí)灰分影響不大；未經(jīng)過預(yù)粉碎的配合煤小于3mm部分的G值由80降到經(jīng)過預(yù)粉碎后79,而大于5mm部分的G值由未經(jīng)預(yù)粉碎的60升高到經(jīng)過預(yù)粉碎后的65。揮發(fā)分未經(jīng)預(yù)粉碎的25.58降至25.5,大于5mm的揮發(fā)分從25.6升至25.75%，從G值和揮發(fā)分的變化情況說明瘦煤經(jīng)過預(yù)粉碎后均勻地分布到了配合煤的各粒級(jí)組成中,所以便于在形成膠質(zhì)體的過程中粘結(jié)結(jié)焦性差的瘦煤煤中的不熔融顆粒,便于形成結(jié)構(gòu)均一的焦炭,避免了因不熔融大顆粒集中而形成焦炭裂紋中心,從而穩(wěn)定提高了焦炭強(qiáng)度。

3 預(yù)粉碎工藝產(chǎn)生的效果

預(yù)粉碎系統(tǒng)對(duì)瘦煤進(jìn)行預(yù)粉碎，使其在終粉前細(xì)度就有了很大程度的提高，通過改善配合煤質(zhì)量而改善了配合煤結(jié)焦性，并使配合煤細(xì)度合格率（我廠配合煤細(xì)度規(guī)定在74%～78%）由以往的85%以下提高到95%以上，使焦炭強(qiáng)度有了較大的提高及穩(wěn)定。在單種煤煤質(zhì)、結(jié)焦時(shí)間等因素相同的條件下，采用預(yù)粉碎的兩個(gè)基本相同的配比條件下對(duì)應(yīng)的焦炭質(zhì)量對(duì)比焦炭M40提高了1.12%，M10下降了0.22%的結(jié)論。

根據(jù)鐵廠對(duì)焦炭質(zhì)量需求不變的情況下，焦化廠進(jìn)一步對(duì)預(yù)粉碎技術(shù)應(yīng)用研究，如果采用預(yù)粉碎工藝而焦炭質(zhì)量保持原有水平,本鋼焦化廠進(jìn)一步增加瘦煤配入比例，降低配合煤成本。經(jīng)過多次試驗(yàn)，焦化廠將瘦煤配入比例由10%提高至15%，降低高價(jià)的焦肥煤使用比例。焦炭質(zhì)量和未使用瘦煤預(yù)粉碎工藝質(zhì)量持平。從而大大降低生產(chǎn)成本。M40維持在86-88%之間，M10小于6%，CSR維持在66%左右。

4 經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)瘦煤煤預(yù)粉碎可使焦炭強(qiáng)度M40提高1.17%,M10改善0.15%。通過進(jìn)一步研究增加低價(jià)煤的配用量，焦化廠兩套配煤系統(tǒng)年消耗400萬(wàn)噸煤，增加5%可年消耗20萬(wàn)噸，其和焦肥煤的差價(jià)150元/t，全年可降低生產(chǎn)成本產(chǎn)生3000萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益,并且因焦炭質(zhì)量穩(wěn)定，更利于鐵廠高爐配料的操作。

［1］申明新，主編.中國(guó)煉焦煤的資源與利用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［2］陳鵬，編著.中國(guó)煤炭性質(zhì)、分類和利用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

［3］潘立慧，魏松波，主編.煉焦技術(shù)問答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.