4.3 m搗固焦爐配煤結構的優化與應用

紀同森，齊婳，王凱

（1山鋼股份濟南分公司，山東濟南 250101；2濟鋼集團國際工程技術有限公司，山東濟南 250101）

生產技術

4.3 m搗固焦爐配煤結構的優化與應用

紀同森1，齊婳1，王凱2

（1山鋼股份濟南分公司，山東濟南 250101；2濟鋼集團國際工程技術有限公司，山東濟南 250101）

濟鋼利用小焦爐試驗—單孔試驗—爐組試驗平臺，挖掘搗固焦爐的技術優勢，系統進行了配煤煉焦試驗，實現了搗固焦配煤結構中以低價煤源（氣煤、氣肥煤、瘦煤）為骨架的經濟配煤方案，配煤成本降低92元/t，且焦炭質量保持穩定，滿足了1 750 m3高爐用焦質量要求。

搗固焦爐；配煤結構；配煤成本

1 前言

近年來，隨著煉焦行業的快速發展，我國煉焦煤資源分布及儲量與需求不相適應的矛盾日益突出，配煤煉焦成本高。合理、高效利用煉焦煤資源，降低配煤成本，成為當前煉焦行業面臨的重要課題。濟鋼所需煉焦煤100%需要外購，且山東省省內煤資源主要以高揮發分的氣煤、氣肥煤為主，如何因地制宜，在穩定焦炭質量的基礎上大量配用本省的氣煤、氣肥煤，是濟鋼配煤優化的主要方向。搗固焦爐在選擇煤源方面具有頂裝焦爐無法比擬的優勢。為合理利用本地資源、降低生產成本，2012年將1#、2#、5#4.3 m頂裝焦爐改造為搗固焦爐。為保證4.3 m頂裝改搗固焦爐的生產順行及焦炭質量滿足1 750 m3高爐要求，濟鋼利用小焦爐試驗—單孔試驗—工業爐組試驗平臺，充分挖掘搗固焦爐的技術優勢，確定了適應1 750 m3高爐用焦質量要求的經濟配煤結構，實現了配煤成本的大幅下降。

2 搗固焦爐投產初期配煤結構

2.1 小焦爐試驗

小焦爐試驗方案及結果見表1。

表1 搗固煉焦的小焦爐試驗方案及試驗結果

試驗分析：

1）與方案1（3座焦爐正常生產配煤）相比，方案2～5的配煤成本有所下降，焦炭硫分也下降到0.9%左右，且經過搗固煉焦，所產焦炭的抗碎強度M30和耐磨強度M10均有所改善，從而再次證明，搗固煉焦對改善焦炭質量效果比較明顯。

2）從方案2～5的結果看，方案2的焦炭質量最好、成本相對較低，可作為搗固焦配煤結構的第一備用方案。

2.2 優選方案的應用

投產初期，選擇方案2做為搗固焦的生產方案組織工業試驗。投產初期搗固焦與原頂裝爐焦炭的質量對比見表2。

表2 投產初期搗固焦與原頂裝焦炭質量對比%

從表2可以看出，利用小焦爐試驗優選的配煤方案生產的搗固焦與頂裝焦相比，焦炭熱態強度指標基本保持穩定，而機械冷態強度指標改善1～2個百分點，且噸煤成本降低。

3 配煤結構優化試驗

根據高爐的需求以及降本增效的要求，圍繞搗固焦配煤技術路線（在降低配合煤揮發分、改善焦炭致密性的情況下，適度降低焦炭冷、熱態指標，適度放寬焦炭的硫分指標），充分利用小焦爐試驗—單孔試驗—爐組試驗平臺，系統進行低價煤代替高價煤的試驗研究，充分挖掘搗固焦的技術優勢，實現結構優化降成本。

3.1 單孔試驗

在前期小焦爐試驗的基礎上，在1#、2#、5#爐又組織進行了搗固煉焦的單孔驗證試驗。在降低焦煤、肥煤的前提下增配氣煤和瘦煤，優化搗固煉焦配煤結構，尋求經濟配比，實現噸焦成本的大幅降低。

搗固煉焦單孔試驗方案及試驗結果（晾焦臺焦炭樣的強度測定數據）見表3。

表3 單孔試驗方案及試驗結果

試驗分析：

1）從表3的單孔試驗數據看，在目前的搗固煉焦條件下，與基準方案（方案1）的焦炭質量相比，隨著氣煤、貧瘦煤配量的增加，肥煤、焦煤配量的減少，焦炭的冷態質量呈緩慢下降趨勢、熱態質量基本保持穩定。

2）表3的試驗結果表明，在目前來煤條件下，瘦煤配量由15%提高到25%、氣肥煤由28%提高到30%是可行的，可有效降低配煤成本，且焦炭質量基本變化不大（實際生產中如能經過干熄焦的質量提升，效果應更好）。

3.2 爐組優化試驗

為降低配煤煉焦成本，減少焦餅的膨脹壓力，在前期單孔試驗的基礎上，在1#、2#、5#焦爐組織進行不配肥煤、降低焦煤、提高瘦煤配量的搗固煉焦爐組優化試驗。試驗方案及配煤指標預測數據見表4。

在基準期和試驗期內，1#、2#、5#焦爐焦炭質量保持穩定，其焦炭質量數據的均值見表5。

表4 爐組優化試驗方案%

表5 爐組優化試驗的焦炭質量數據

從表5的試驗數據看：不配肥煤后，焦炭的硫分指標略有上升，主要原因在于基準期所用的肥煤是低硫肥煤，而增加的氣肥煤和瘦煤的硫分相對略偏高；焦炭的冷熱態指標與基準期相比，反應性略偏高，焦炭假密度略改善，其他指標幾乎沒有明顯的變化，基本在一個水平范圍之內。

因此，在目前搗固煉焦的條件下，不配肥煤、瘦煤配量提高到25%是切實可行的，焦炭質量保持了高度穩定，配煤成本降低，且焦炭的結焦率及致密性得到保障。

4 配煤結構優化效果分析

4.1 配煤成本明顯下降

搗固焦配煤優化結構與原頂裝焦配煤結構相比，有效降低了肥煤配量12%、焦煤配量25%，提高了省內氣煤、氣肥煤以及瘦煤等低價煤的配量，與頂裝焦噸煤成本相比，搗固焦噸煤成本降低92元/t。

4.2 焦炭質量保持穩定

搗固焦的冷態強度改善明顯，M40改善2.6%、M10改善1.0%，焦炭的熱態強度基本保持穩定。

4.3 高爐使用效果好

濟鋼煉鐵廠1 750 m3高爐目前按50%配用搗固焦，通過對高爐操作制度的調整，高爐各項指標，如焦比、煤比、燃料比等，均保持在較好水平。

Optimization and Application on Coal Blending Plans of 4.3 m Stamp-charging Coke Oven

JI Tongsen1,QI Hua1,WANG Kai2
（1 Jinan Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China; 2 Jigang International Engineering and Technology Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

Using the test platform of the small coke oven,one chamber to oven battery,Jinan branch carried out many coal blending tests to reduce cost in 4.3 m Stamp-charging Coking Oven.The coal blending plans used gas coal,gas-fat coal and thin coal as main base and the cost is reduced 92 Yuan per ton.The coke’s quality remained stable and could meet the requirements of 1 750 m3BF.

stamp-charging coke oven;coal blending plan;coal blending cost

TQ520.62

B

1004-4620（2015）02-0014-02

2014-01-24

紀同森，男，1971年生，1994年畢業于武漢鋼鐵學院煤化工專業。現為山鋼股份濟南分公司煉鐵廠高級工程師，從事煤焦技術管理工作。