提高焦炭热强度稳定率的措施与分析

2020-03-09曾令鹏刘克辉范国光程启国

煤化工 2020年1期

曾令鹏，刘克辉，范国光，程启国

（宝武集团广东韶关钢铁有限公司，广东韶关 512123）

随着国内大型高炉的发展，对焦炭指标的要求不再简单的局限于CSR、CRI、M40和M10，焦炭热强度稳定率对高炉运行的影响也引起了更多关注。提高焦炭热强度稳定率，是保证高炉顺行的外部条件之一[1]。2018年韶钢主供大型高炉使用的6 m焦炉焦炭热强度均值已达到69.8%，但热强度稳定率不高，反映热强度稳定率的标准偏差σn-1最高达到1.78，不利于高炉的稳定顺行，为此韶钢开展了提高焦炭热强度稳定率的攻关项目，从国内1#焦煤煤质、国内1#焦煤水分、清场含杂煤煤质、配煤比调改次数等方面，分析了对韶钢6 m焦炉焦炭热强度稳定率的影响，通过采取相应改进措施，提高了焦炭热强度稳定率，支撑了高炉的顺行高产，现介绍如下。

1 焦炭热强度稳定率的表征

焦炭热强度标准偏差σn-1是焦炭热强度稳定率重要的量化指标，热强度σn-1大小与焦炭热强度稳定率呈负相关，即σn-1数值越小，焦炭热强度稳定率越高。σn-1计算公式见式（1）～（3）。

式中：σn-1——标准偏差；

d——焦炭CSR、G、Y、Mt的日测值与平均值的差值，%、1、mm、%；

n——每个月焦炭CSR、G、Y、Mt测试的次数；

x——焦炭的CSR、G、Y、Mt日测值，%、1、mm、%；

——焦炭的CSR、G、Y、Mt的月均值，%、1、mm、%。

2018年韶钢6 m焦炉焦炭热强度σn-1见表1。2018年1季度焦炭热强度σn-1为1.64，其中2月σn-1达到1.78，说明第1季度焦炭热强度波动较大，不利于高炉炉况的稳定顺行，从而影响铁产量，增加铁水成本。因此，提高焦炭热强度稳定率，可为高炉顺行高产创造良好的外部条件[2]。

表1 2018年1、2季度韶钢6 m焦炉焦炭热强度σn-1

2 焦炭热强度稳定率的影响因素

2.1 国内1#焦煤煤质的影响

焦煤煤质的稳定对焦炭热强度的稳定率发挥重要的作用。韶钢焦煤主要以国内1#焦煤为主，配比30%～40%。由于韶钢外购的国内1#焦煤来自不同厂家，质量有一定波动，从煤岩分析看，纯单一煤质的焦煤很少，大部分焦煤不同程度地掺有瘦焦煤和瘦煤等。由于混洗不均匀，导致不同厂家或同一厂家不同批次煤的质量不稳定，对配煤结构影响较大，导致焦炭质量不稳定，在焦炭CSR和CRI上反映比较突出[3]。2018年国内 1#焦煤G、Y值 σn-1与焦炭 CSR σn-1关系见图1。由图1可知，国内1#焦煤G、Y值σn-1与焦炭CSR σn-1呈正相关关系，说明国内1#焦煤煤质越稳定，焦炭CSR越稳定。

图1 国内1#焦煤G、Y值σn-1与焦炭CSR σn-1关系

2.2 国内1#焦煤水分的影响

入炉煤水分对焦炭热强度影响较大，韶钢前期研究表明，随着入炉煤水分上升，焦炭热强度下降，水分每增加1%，焦炭CSR下降2.6%，但当全水分超过12%时，其对焦炭强度的影响幅度减弱。这是由于随着入炉煤水分的升高，入炉煤堆密度减少，焦炭的致密性变差，中心气孔、泡焦增多，影响焦炭热强度[4-5]。韶钢常用炼焦煤品种中，结焦性最好、配比最大的为国内1#焦煤；其对入炉煤水分及焦炭热强度的影响起主导作用。2018 年国内 1#焦煤Mtσn-1与焦炭 CSR σn-1关系见图2。由图2可知，国内1#焦煤Mtσn-1与焦炭CSR σn-1呈正相关关系，说明国内1#焦煤水分波动越小，焦炭CSR越稳定。

图2 国内 1#焦煤 Mtσn-1与焦炭 CSR σn-1关系

2.3 清场含杂煤的影响

韶钢清场含杂煤主要包括港口的清场含杂煤及厂内煤场煤堆消堆前的垫底料。绝大部分清场含杂煤混煤较严重，黏结性及结焦性变差，质量劣化，当作单一煤种配用，对焦炭质量影响较大，必然引起焦炭热强度波动。2018年清场含杂煤配用量与焦炭CSR σn-1关系见图3，由图3可知，清场含杂煤配用量与焦炭CSR σn-1呈正相关关系，说明清场含杂煤配用量越少，焦炭CSR越稳定。