瘦煤预粉碎技术在本钢焦化厂的应用

六十一

（本溪钢铁公司 焦化厂，辽宁 本溪 117000）

0 前言

本钢焦化厂配煤一直采用传统的先配后粉碎工艺技术，这一配煤方式，缺点也较明显，不能根据不同的煤种进行不同粉碎的细度处理，造成配合煤的粉碎后，颗粒3mm以上煤中，变质程度较深的瘦煤占的比例达80%以上，在运至煤仓过程中，易形成偏析，造成未粉碎的变质程度较深的大颗粒瘦煤集中到一个地方，影响焦炭质量稳定。

随着公司形势的发展和市场竞争日趋激烈，焦化厂如何进一步提高焦炭质量，满足炼铁对原料的精料要求，降低配煤成本已经成为我们研究的重要课题。目前国内常见的提高焦炭质量的工艺措施有干熄焦、型煤、预粉碎等技术。根据本钢焦化厂生产工艺实际情况，利用现有的设备、工艺基础，组织技术工作者对煤预粉碎工艺的实施及提高焦炭质量的可行性进行了大量的试验和理论论证，并通过各项设备、工艺改造实现了对结焦性差的难粉碎的煤进行预粉碎的工艺，取得了显著效果，焦炭质量M40由以前的86%提高到87%以上，M10由6.2%降到了6.0%以下，为炼铁创造了精料条件,从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极大作用。

1 技术改造及应用分析

炼焦煤常规粉碎工艺是将各种煤按一定比例配合后一起进行粉碎处理,而预粉碎是将部分结焦性差的难粉碎的瘦煤煤在配煤前进行粉碎处理,然后再进行配煤、粉碎、送往煤塔供炼焦用（见图1）。本钢焦化厂是根据自由的工艺条件在两套配煤系统中选定一个配煤槽，一系选择6#槽，二系选择1#槽，用500mm宽的皮带从配煤槽漏嘴处引出去到小粉碎机，在用同样的小皮带引回到主皮带。这样需要预粉碎的瘦煤装到指定的配煤槽，其它煤种正常装槽使用。

图1 采用预粉碎的备煤工

每套预粉碎装置，增加3条500mm宽的皮带，带速1.6m/s，90t/h。粉碎机型号是PFCK-1212可逆反击锤式破碎机，入料粒度≤80mm，出料粒度≤3mm占90%以上。

预粉碎能够提高焦炭强度,是因为低变质程度、高变质程度的结焦性差的煤中，不具有粘结性的惰性组分含量较高，而惰性组分较活性组分质硬、密度大，所以难粉碎,这部分难粉碎的煤如果不进行预粉碎处理，其中无粘结性的惰性物质（煤中矿物质即灰分属于其组成部分）只经过一次配合后粉碎（终粉）不容易被细粒化、均匀化。我厂炼焦用煤中的瘦煤是趋于贫瘦化的煤种就属于难粉碎的煤种。这些煤种挥发分在15-17%，Y值为0，G值0-8之间，变质程度较高，基本无粘结性的煤，在炼焦过程中，这部分难粉,不结焦或结焦性差的粗颗粒，易形成焦炭裂纹中心，使焦炭强度下降且结构不均一。如果不经过预粉碎用提高终粉后煤细度，（3mm以下部分所占比例）的方式将惰性组分含量高、结焦性差的那部分煤细粒化，那么入炉配合煤中活性组分含量高，易粉碎的那部分煤将全被粉碎的过细出现自瘦化现象，破坏其结焦性，并且会因细度过大而降低入炉煤堆比重，从而降低焦炭强度。对结焦性差的惰性组分含量高的煤进行预粉碎以后，使其粗颗粒减少细颗粒增多，在终粉过程中不会将易粉碎的活性组分粉碎得过细，使惰性物细颗粒均匀地分布在活性组分中，并改善了入炉煤粒度组成，提高了入炉煤堆比重，在结焦过程中增大了胶质体膨胀压力，使无粘结性的惰性物细颗粒易被胶质体粘结，从而减少焦炭裂纹中心，提高焦炭强度，得到结构均一的焦炭。

2 预粉碎工艺的应用前后对比分析

本钢未使用瘦煤预粉碎技术时，瘦煤配入比例为10%，在对配用10%瘦煤煤进行预粉碎的实际生产期间，我们在现有研究装备的条件下对瘦煤煤经过预粉碎和未经过预粉碎的入炉配合煤进行取样研究，大量数据说明预粉碎对改善配合煤质量,提高焦炭强度有明显作用。

配合煤粒度组成的改善。对瘦煤煤经过预粉碎和未经过预粉碎的配合煤做粒度组成,结果见表1。

表1 不同粉碎工艺的配合煤粒度组成

不同粒级的灰分(Ad),粘结指数(G)有变化对焦炭强度的影响。对瘦煤煤未经过预粉碎和经过预粉碎的入炉配合煤的不同粒级部分进行全面分析,试验结果见表2。

表2 不同粉碎工艺的配合煤各粒级组分分析结果

本钢焦化厂配合煤的灰分在9.6%，而瘦煤的灰分9.7%，接近配合煤的灰分，它的预粉碎对各级灰分影响不大；未经过预粉碎的配合煤小于3mm部分的G值由80降到经过预粉碎后79,而大于5mm部分的G值由未经预粉碎的60升高到经过预粉碎后的65。挥发分未经预粉碎的25.58降至25.5,大于5mm的挥发分从25.6升至25.75%，从G值和挥发分的变化情况说明瘦煤经过预粉碎后均匀地分布到了配合煤的各粒级组成中,所以便于在形成胶质体的过程中粘结结焦性差的瘦煤煤中的不熔融颗粒,便于形成结构均一的焦炭,避免了因不熔融大颗粒集中而形成焦炭裂纹中心,从而稳定提高了焦炭强度。

3 预粉碎工艺产生的效果

预粉碎系统对瘦煤进行预粉碎，使其在终粉前细度就有了很大程度的提高，通过改善配合煤质量而改善了配合煤结焦性，并使配合煤细度合格率（我厂配合煤细度规定在74%～78%）由以往的85%以下提高到95%以上，使焦炭强度有了较大的提高及稳定。在单种煤煤质、结焦时间等因素相同的条件下，采用预粉碎的两个基本相同的配比条件下对应的焦炭质量对比焦炭M40提高了1.12%，M10下降了0.22%的结论。

根据铁厂对焦炭质量需求不变的情况下，焦化厂进一步对预粉碎技术应用研究，如果采用预粉碎工艺而焦炭质量保持原有水平,本钢焦化厂进一步增加瘦煤配入比例，降低配合煤成本。经过多次试验，焦化厂将瘦煤配入比例由10%提高至15%，降低高价的焦肥煤使用比例。焦炭质量和未使用瘦煤预粉碎工艺质量持平。从而大大降低生产成本。M40维持在86-88%之间，M10小于6%，CSR维持在66%左右。

4 经济效益

对瘦煤煤预粉碎可使焦炭强度M40提高1.17%,M10改善0.15%。通过进一步研究增加低价煤的配用量，焦化厂两套配煤系统年消耗400万吨煤，增加5%可年消耗20万吨，其和焦肥煤的差价150元/t，全年可降低生产成本产生3000万元的经济效益,并且因焦炭质量稳定，更利于铁厂高炉配料的操作。

［1］申明新，主编.中国炼焦煤的资源与利用[M].北京：化学工业出版社，2007.

［2］陈鹏，编著.中国煤炭性质、分类和利用[M].北京：化学工业出版社，2001.

［3］潘立慧，魏松波，主编.炼焦技术问答[M].北京：冶金工业出版社，2007.