马钢新区7.63 m焦炉配套干熄焦存在的问题及其对策

汪德才，孙晴亮(马钢股份公司煤焦化公司　安徽马鞍山　243021)

马钢新区7.63 m焦炉配套干熄焦存在的问题及其对策

汪德才，孙晴亮(马钢股份公司煤焦化公司安徽马鞍山243021)

摘要：干法熄焦的焦炭质量指标优于湿法熄焦的焦炭，通过增建干熄焦，提高焦炭干熄率对实现马钢新区大高炉稳定生产意义重大，且具有明显的经济和环保效益。

关键词：焦炉；高炉；干熄焦；湿熄焦

1现状及问题

马钢新区目前有两座7.63 m焦炉，年产焦炭约210万t,并配有两座130 t/h处理量的干熄炉，正常情况下的干熄率在95%左右(不考虑定修、中修)。受干熄焦中修周期影响，每年要安排一座干熄炉中修，时间约40天左右，在此期间的干熄率只能达到48%左右。另外，每年需安排干熄焦公共系统检修1-2次，每次24-48小时，检修期间生产湿焦。考虑中修、定修等影响，马钢新区的综合干熄率约为93%左右，也就是说每年有约15万t湿焦产生。

马钢新区的焦炭全部供应两座4300 m3大高炉，约占其焦炭使用比例的75%左右，其余部分由老区6 m焦炉的干熄焦补充。从多年的生产实践看，马钢4300m3大高炉对干熄焦依赖性特别强，主要表现在两个方面，一是干熄焦的质量明显优于湿熄焦，二是干湿焦转换可能会使高炉炉况变差。

1.1干熄焦、湿熄焦的焦炭质量对比

对于高炉而言，最为关注的是焦炭的冷态性能、热态性能和平均粒级[1][2]，其中冷态性能包括抗碎强度M40和耐磨强度M10两项指标，热态性能包括反应性CRI和反应后强度CSR两项指标。表1对比了同等条件下，马钢7.63 m焦炉干熄焦与湿熄焦的主要质量指标。

表1　7.63 m焦炉干、湿焦质量对比

由表1可知，冷态性能方面，干熄焦的M40比湿熄焦改善约2个百分点，M10则改善约0.6个百分点；热态性能方面，筛分焦中干熄焦的反应性比湿熄焦改善了1.3个百分点、反应后强度改善1.9个百分点，统焦中干熄焦的反应性比湿熄焦改善1.6个百分点、反应后强度改善0.9个百分点；平均粒度方面，筛分焦中湿熄焦的平均粒度比干熄焦大1.28个百分点，主要是因为干熄焦的过程的整粒作用使焦炭块度更为均匀[3]，统焦中二者的差别不明显。由此可发现，7.63 m焦炉干熄焦比湿熄焦的质量要好，特别是在冷态强度方面改善显著。相关理论研究和实践经验表明，高炉使用干熄焦时能显著提升生产负荷、降低燃料消耗，因此尽可能多的生产干熄焦对促进高炉长周期稳定运行有积极作用。

1.2干湿转换对高炉的影响

正常情况下，7.63 m焦炉焦炭约占4300 m3大高炉用焦结构的75%，其中干焦占70%、湿焦占5%。干熄焦检修时，干熄焦产量减少，大高炉就面临焦碳干湿转换的问题，高炉用焦结构会发生大的改变，可能会使高炉炉况变差。为此，高炉高炉一般要采取退负荷调整的方式减弱干湿转换的不利影响，这势必影响铁水生产和高炉运行的经济性，同时也会增加焦炭的消耗，造成资源浪费。表2对比了2014年6月份马钢新区4#干熄炉检修时，高炉焦炭干湿转换前后的主要生产技术指标。

表2　A#4300m3大高炉焦炭干湿转换前后生产技术指标对比

由表2可知，6月份干熄焦检修时，高炉的用焦结构变化较大，其中新区直供干焦占比37%、落地干焦占比16%，新区干焦的合计占比为53%，下降了17个百分点，老区干焦的比例上升了15个百分点，新区湿焦的比例上升了2个百分点。这种用焦结构存在的主要问题是，老区干焦是6 m焦炉所产焦炭，本身的质量比新区7.63 m焦炉焦炭的质量略差(冷态强度低约1个百分点)；老区干焦通过火车倒运到新区，倒运过程的摔损使焦粉含量上升，造成严重的资源浪费；新区落地干焦是提前备焦的结果，焦炭的落地及取用也会造成摔损，同时增加倒运费用。

为了应对干熄焦检修，高炉退负荷约0.4 ，焦比平均上升约28 kg/t·Fe、喷煤比平均下降约20 kg/t·Fe，铁水产量每天减少1万多t，炼铁的经济性受到很大影响。

综上所述，目前马钢新区7.63 m焦炉配套干熄焦存在的问题包括：

1)4#、5#干熄焦已经达到生产的最大负荷，无法进一步提升干熄率，考虑检修等影响，每年生产15万t的湿焦；

2)4#、5#干熄焦年修、中修时，干焦紧缺与高炉对焦炭需求的矛盾十分突出，焦炭的干湿转换对铁水产量和炼铁经济运行影响很大。

为此，经过马钢公司各单位充分研讨，一致认为有必要在新区再建设一座干熄焦，力争实现7.63 m焦炉焦炭全干熄，以满足高炉生产需求。

2新建一座干熄焦的效益

2.1全干熄产生的增量效益

为保证干熄炉检修期间高炉炉况稳定、顺行，需从干焦备料、调整配煤比、延长结焦时间、高炉退负荷进行干湿转换等几方面做出相应调整，造成成本上升。新建干熄焦后，相关问题得到缓解，对成本下降有积极作用，相关效益核算如下：

(1)焦炭产量和焦炉煤气消耗方面

为保证检修期间湿焦质量能满足高炉生产需要，焦炉结焦延长，焦炭产量减少造成成本上升178.4万元。

因焦炉结焦时间延长，焦炉热工效率下降，煤气消耗成本上升54.3万元。

(2)配合煤成本方面

为提升检修期间的焦炭质量，需调整配比造成成本上升208.7万元 。

(3)干熄焦发电和电耗方面

干熄焦检修期间干熄焦发电量减少，扣除干熄焦系统停止运行减少电耗后成本上升344万元。

(4)铁厂风量、氧量降低，产量损失

干熄焦检修期间，高炉进行干湿转换，产量损失导致成本上升330.8万元。

(5)铁厂减轻焦炭负荷，毛焦比上升，燃料成本增加

入炉焦比上升造成燃料成本增加值，扣除煤比下降造成燃料成本降低后燃料成本增加值1468万元。

(6)焦炭倒运运输费用上升

为保证干熄炉检修期间高炉能够保持稳定、顺行，前期需储存落地干焦，为保证高炉的焦炭供应，还需汽车运输干焦，增加运费71.7万元。

(7)热电及钢轧系统影响

干熄焦检修期间，焦炉煤气供应紧张，热电CCPP机组减少发电扣除燃料成本后成本上升565.9万元。

热轧、石灰窑生产因限煤气的影响未做成本影响计算。

(8)干湿焦转换对高炉当期成本影响

高炉干湿焦转换期间当期铁水产量损失、燃料成本上升1878.07万元。同时增加汽车倒运费用55.68万元。

综上，本项目新建干熄焦设施与原有2套干熄焦设施同时生产，实现全干熄后每年可节省成本5156万元。

2.2效益评价结论

从以上计算结果可以看出，本项目建成投产后，其经济效益良好。项目投资财务内部收益率(税前)为28.71%，资本金财务内部收益率为29.39%，均高于基准收益率。在其20年的生产经营期内，平均年实现利润总额3527.85万元，达产年上缴增值税749.16万元，营业税金及附加74.92万元，平均年上缴所得税881.96万元，总投资收益率为23.66%，项目资本金净利润率为35.24%。在经济上是可行的。

干熄焦设施具有工艺技术先进、环保和节能效益显著的特点。如果在钢铁联合企业中应用，可提高焦炭质量、降低入炉焦比，提高高炉生产能力，从而降低钢铁生产总的成本费用。同时又能从红焦炭中回收热能产生蒸汽获得直接的经济效益。从节能效益看，全干熄后能够从红焦炭中多回收能源7823.30 t标准煤，相当于两座焦炉每t焦炭能耗降低3.7 kgce，节能效益良好。从环境保护看，全干熄后可以减少因湿法熄焦排放大气中的水蒸汽夹带的酚氰及粉尘等有害物质。

综上所述，焦炭全部采用干法熄焦环境和节能效益显著，同时又具有较好的经济效益。

3建成后存在的问题及对策

新建6#干熄焦后，组产、检修及安全方面存在一些困难，且在一些特定情况大，全干熄生产会受到一些影响，这在可研阶段有了对策，具体分析如下：(如下是焦化新区干熄焦布置图)：

1、4#、5#、6#干熄焦同时生产时，干熄率可达到100%，但熄焦车出现故障，倒车时间段影响干熄生产。根据目前实际统计，熄焦车倒车平均每月4次，每次影响时间约30-40分钟，每月影响干熄10炉左右。

2、当4#、5#干熄焦公共部分检修时，因西头距离不够，且6#干熄焦单皮带排焦，无法进行一干一湿生产，只能进行50%干熄(这时影响出炉数，丢炉50%)或100%水熄生产。具体见示意图(附件)，6#干熄焦提升井中心距熄焦沉淀池边缘43.9 m，而湿法熄焦车当有驱焦罐对准提升井中心时，西边无驱焦罐加上水熄车厢总长度为51.5 m。

以上两部分干熄焦缺口由铁厂平衡。

3、由于3套干熄焦同时运行负荷较低，为保障风机、二次除尘等设备的效率和使用安全，二次除尘需采用可调节式、供气装置采用可调分配式供气设备，以保证系统运行效果和安全。

4、经初步核算新建干熄焦年运行费用(包括介质消耗、人员、设备、检修等)约3900万元，实际产生经济效益(发电、水熄焦减少等)约1000万元，对煤焦化公司新区分厂而言，生产运行成本明显增加。但对股份公司来说，新建干熄焦设施与原有2套干熄焦设施同时生产，实现全干熄后每年可节省成本5156万元。综合来说，效益还是可观的。

参 考 文 献

[1]姚章.炼焦学[M](第2版).北京：冶金工业出版社，2003

[2]H·W·Gudenau(德国)等著，赵正兴译.现代高炉对焦炭质量的要求[J].燃料与化工，1999，4

[3]郑文华，张晓光.采取技术措施.提高焦炭质量[J].河南冶金，2004，5

[4]梁尚国，史世庄，常红兵，周尽晖，刘智平.武钢干、湿法熄焦焦炭性能对比研究[J].钢铁，2007，2

Problems and Solutions of CDQ Which Supporting 7.63 meters

Coke Oven of Masteel New District

WANG De-cai，SUN Qing-liang

Abstract：The quality indicators of coke of CDQ is better than coke of CWQ,through additional CDQ,improve coke dry quenching rate to achieve a stable production of blast furnace in Masteel new District is significant,with significant economic and environmental benefits.

Key words：Coke OvenBlast FurnaceCDQCWQ

作者简介：汪德才(1964-)，男，马钢股份公司煤焦化公司技改办，高级工程师。

收稿日期：2015-01-20

中图分类号：TQ522.15：F424.7

文献标识码：A

文章编号：1672-9994(2015)02-0040-03