4.3 m捣固焦炉配煤结构的优化与应用

纪同森，齐婳，王凯

（1山钢股份济南分公司，山东济南 250101；2济钢集团国际工程技术有限公司，山东济南 250101）

生产技术

4.3 m捣固焦炉配煤结构的优化与应用

纪同森1，齐婳1，王凯2

（1山钢股份济南分公司，山东济南 250101；2济钢集团国际工程技术有限公司，山东济南 250101）

济钢利用小焦炉试验—单孔试验—炉组试验平台，挖掘捣固焦炉的技术优势，系统进行了配煤炼焦试验，实现了捣固焦配煤结构中以低价煤源（气煤、气肥煤、瘦煤）为骨架的经济配煤方案，配煤成本降低92元/t，且焦炭质量保持稳定，满足了1 750 m3高炉用焦质量要求。

捣固焦炉；配煤结构；配煤成本

1 前言

近年来，随着炼焦行业的快速发展，我国炼焦煤资源分布及储量与需求不相适应的矛盾日益突出，配煤炼焦成本高。合理、高效利用炼焦煤资源，降低配煤成本，成为当前炼焦行业面临的重要课题。济钢所需炼焦煤100%需要外购，且山东省省内煤资源主要以高挥发分的气煤、气肥煤为主，如何因地制宜，在稳定焦炭质量的基础上大量配用本省的气煤、气肥煤，是济钢配煤优化的主要方向。捣固焦炉在选择煤源方面具有顶装焦炉无法比拟的优势。为合理利用本地资源、降低生产成本，2012年将1#、2#、5#4.3 m顶装焦炉改造为捣固焦炉。为保证4.3 m顶装改捣固焦炉的生产顺行及焦炭质量满足1 750 m3高炉要求，济钢利用小焦炉试验—单孔试验—工业炉组试验平台，充分挖掘捣固焦炉的技术优势，确定了适应1 750 m3高炉用焦质量要求的经济配煤结构，实现了配煤成本的大幅下降。

2 捣固焦炉投产初期配煤结构

2.1 小焦炉试验

小焦炉试验方案及结果见表1。

表1 捣固炼焦的小焦炉试验方案及试验结果

试验分析：

1）与方案1（3座焦炉正常生产配煤）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，且经过捣固炼焦，所产焦炭的抗碎强度M30和耐磨强度M10均有所改善，从而再次证明，捣固炼焦对改善焦炭质量效果比较明显。

2）从方案2～5的结果看，方案2的焦炭质量最好、成本相对较低，可作为捣固焦配煤结构的第一备用方案。

2.2 优选方案的应用

投产初期，选择方案2做为捣固焦的生产方案组织工业试验。投产初期捣固焦与原顶装炉焦炭的质量对比见表2。

表2 投产初期捣固焦与原顶装焦炭质量对比%

从表2可以看出，利用小焦炉试验优选的配煤方案生产的捣固焦与顶装焦相比，焦炭热态强度指标基本保持稳定，而机械冷态强度指标改善1～2个百分点，且吨煤成本降低。

3 配煤结构优化试验

根据高炉的需求以及降本增效的要求，围绕捣固焦配煤技术路线（在降低配合煤挥发分、改善焦炭致密性的情况下，适度降低焦炭冷、热态指标，适度放宽焦炭的硫分指标），充分利用小焦炉试验—单孔试验—炉组试验平台，系统进行低价煤代替高价煤的试验研究，充分挖掘捣固焦的技术优势，实现结构优化降成本。

3.1 单孔试验

在前期小焦炉试验的基础上，在1#、2#、5#炉又组织进行了捣固炼焦的单孔验证试验。在降低焦煤、肥煤的前提下增配气煤和瘦煤，优化捣固炼焦配煤结构，寻求经济配比，实现吨焦成本的大幅降低。

捣固炼焦单孔试验方案及试验结果（晾焦台焦炭样的强度测定数据）见表3。

表3 单孔试验方案及试验结果

试验分析：

1）从表3的单孔试验数据看，在目前的捣固炼焦条件下，与基准方案（方案1）的焦炭质量相比，随着气煤、贫瘦煤配量的增加，肥煤、焦煤配量的减少，焦炭的冷态质量呈缓慢下降趋势、热态质量基本保持稳定。

2）表3的试验结果表明，在目前来煤条件下，瘦煤配量由15%提高到25%、气肥煤由28%提高到30%是可行的，可有效降低配煤成本，且焦炭质量基本变化不大（实际生产中如能经过干熄焦的质量提升，效果应更好）。

3.2 炉组优化试验

为降低配煤炼焦成本，减少焦饼的膨胀压力，在前期单孔试验的基础上，在1#、2#、5#焦炉组织进行不配肥煤、降低焦煤、提高瘦煤配量的捣固炼焦炉组优化试验。试验方案及配煤指标预测数据见表4。

在基准期和试验期内，1#、2#、5#焦炉焦炭质量保持稳定，其焦炭质量数据的均值见表5。

表4 炉组优化试验方案%

表5 炉组优化试验的焦炭质量数据

从表5的试验数据看：不配肥煤后，焦炭的硫分指标略有上升，主要原因在于基准期所用的肥煤是低硫肥煤，而增加的气肥煤和瘦煤的硫分相对略偏高；焦炭的冷热态指标与基准期相比，反应性略偏高，焦炭假密度略改善，其他指标几乎没有明显的变化，基本在一个水平范围之内。

因此，在目前捣固炼焦的条件下，不配肥煤、瘦煤配量提高到25%是切实可行的，焦炭质量保持了高度稳定，配煤成本降低，且焦炭的结焦率及致密性得到保障。

4 配煤结构优化效果分析

4.1 配煤成本明显下降

捣固焦配煤优化结构与原顶装焦配煤结构相比，有效降低了肥煤配量12%、焦煤配量25%，提高了省内气煤、气肥煤以及瘦煤等低价煤的配量，与顶装焦吨煤成本相比，捣固焦吨煤成本降低92元/t。

4.2 焦炭质量保持稳定

捣固焦的冷态强度改善明显，M40改善2.6%、M10改善1.0%，焦炭的热态强度基本保持稳定。

4.3 高炉使用效果好

济钢炼铁厂1 750 m3高炉目前按50%配用捣固焦，通过对高炉操作制度的调整，高炉各项指标，如焦比、煤比、燃料比等，均保持在较好水平。

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

纪同森，男，1971年生，1994年毕业于武汉钢铁学院煤化工专业。现为山钢股份济南分公司炼铁厂高级工程师，从事煤焦技术管理工作。