炼铁厂原煤质量阶段把关模型的创建与推行

李铁峰，矫 涛，王学龙，王庆臣，徐春玲

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司，山东 济南271104）

1 前 言

喷吹用煤特性对高炉的顺行有重大影响，而且直接影响喷吹煤粉在高炉内的燃烧率，进而影响高炉喷吹煤比，制约生产成本。随着生产的高质量发展，高炉煤粉质量要求日趋升高，高炉喷吹用煤需求日趋规范：灰分低、含硫低、可磨性好、燃烧性好、反应性强等。莱钢高炉喷吹用煤LQB 36—2016与LQB 036—2014 相比，调整了高炉喷吹用煤灰分和挥发分的指标要求；增加了哈氏可磨指数、发热量等指数的特殊要求，规范了检验项目、取样及制备方法、试验方法。

传统的原煤进厂把关对大批量的、相对质量稳定的大煤种把关是适宜的，但随着生产成本压力加剧，性价比较高的小批量煤种供货商所占份额越来越多，为查缺补漏，势必要加大抽检频次，加剧成本压力，且把关效率较差。大数据时代已经到来，提供了创新改革的有力平台和工具，合理运用大数据技术不仅能提升把关效率，更能大大减少岗位劳动强度，减少人财物等资源性投入。

矛盾发展式原煤阶段把关模型的含义：普查原煤供货商、高炉喷煤需求，建立阶段性矛盾预控方案；定期分析确定矛盾阶段，优化阶段性把关方案；发挥网络力量，精准执行阶段性矛盾预控方案和把关方案，严格管控正常矛盾；适时启动重点攻关会，分析异常矛盾，优化把关措施，直至消除异常矛盾，实现原煤高效把关的目的。

2 矛盾发展式原煤阶段把关

近年来，莱钢高炉喷吹用原煤供货商良莠不齐，管理难度大，主要原因有两个：一是煤种多，以老区喷吹用原煤为例，2018年常用煤有长冶北、晋城北、待旺、裕泰、店上、东田良媒、山东卓兴等近20家供货商，其中Ad8.70%～15.56%、Vd5.54%～14.50%、FCd73.88%～84.93%、Std0.230%～0.910%、Mt5.40%～15.20%、Mad0.05%～2.40%，波动大且频繁。二是原煤品质判定条件交叉、机理复杂，需综合考虑进而判定。从制煤方面分析，统计2012年以来主要喷吹煤的工业分析，高炉喷吹用煤的可磨性指数应在60～90，低于50 的煤质很硬，难磨；高于80 的煤易磨，但是黏结性强的煤容易给磨煤和输煤造成困难；从煤粉燃烧率分析，无烟煤燃烧率低于贫瘦煤，尤其是在喷煤量比较高时，过多的未燃煤粉不仅影响高炉顺行，还会降低置换比。以莱芜分公司原煤管理系统为例，介绍了主要做法。

2.1 建立阶段性矛盾预控方案

第一步，普查原煤供货商，建立供货商名录。矛盾无时不在、无处不在，原煤买卖双方必然存在着诸多矛盾，如价格、成本、质量、供货量等。普查现用原煤把关标准，从原煤质量、交付、价格等方面对供货商进行综合评价，形成供应商名录；建立供方评价制度，每月一次从使用质量、交付、价格等方面对供货商进行综合评价，形成供货商名录。通过建立并推行供货商名录，畅通原煤质量反馈渠道，日评价与月评价相结合，原煤评价与供应商评价相结合，对验收及使用过程出现异常的原煤进行现场留存并对供方提出考核建议，同时将结果反馈给公司主管部门。

第二步，普查高炉喷煤需求，明确矛盾关键点。矛盾总是在不断变化中的。在买方市场，卖方需求处于弱势，买方可设定诸多强制性的标准要求；在卖方市场，卖方处于弱势，买方仅可设定相对少量的强制性的标准要求。分析当前市场形势，原煤市场卖方持续强势，因此作为买方必然要采取相对保守的防御性措施，尽可能完善标准要求，从中科学选取矛盾关键点，才能有效设定标准要求。高炉喷吹用煤一般用粒度＜13 mm的末煤或＜6 mm粉煤，灰分＜12.5%，硫分＜1%，水分含量要尽量低，固定碳含量要高，硬度要相对较小。目前，高炉喷吹用原煤主要有烟煤、无烟煤和贫瘦煤3 大类，统筹生产需求和市场供应情况，标准设定见表1。

表1 原煤标准设定（供货商判定依据） %

第三步，根据矛盾发展阶段论原则，建立阶段性预控方案。要想在矛盾发展中立于不败之地，就必须明辨市场形势，抓住矛盾焦点，在不同阶段实行不同把关原则，进而采取不同把关措施。总体说来，目前原煤把关方式有两类：专业把关（批量抽检，专业判断）和现场把关（感官观测，经验判断）。相对大批量的原煤，专职把关人员只要批量抽检，严谨操作，对照把关标准，就能做出准确判断；但相对小批量的原煤（地方矿种），因批量不稳定，专职把关人员抽检代表性相对较差，需从收料到使用全程现场把关辅助，但受现场作业环境、操作水平等因素制约，很难直接对原煤质量指标进行明确判断。建立高炉喷吹用原煤把关阶段性预控方案：1）专业把关以原煤设定标准为管控要点（Af、Vf、C固、S、H2O 等），现场把关以感官判断为管控要点（粒度、颜色、水分、掺杂等）。2）矛盾量变阶段，大批量原煤是以专业把关为主、现场把关为辅，小批量原煤是以现场把关为主，专业把关标准为辅。3）矛盾质变阶段，专业把关、现场把关均为主线，大批量原煤专业把关根据现场把关发现异常情况加大抽检频次，小批量原煤是每车取样抽检。4）在引进新的供货商前，需进行现场把关、专业抽检。

2.2 优化阶段性把关方案

分析原煤把关数据，明确辨识矛盾量变（允许波动范围内）与矛盾质变（允许波动范围外）的实际所在阶段。每月召开一次攻关会议，分析原煤实际质量和把关效果，确定矛盾阶段，进而优化阶段性把关方案。2019年3月27日厂燃料、炉料结构优化及质量提升会纪要（摘录）：老区贫瘦煤（裕泰25%）：无烟煤=7∶3；二区贫瘦煤（裕泰27%）60%，无烟煤40%。两区配煤结构稳定，未做调整，裕泰煤两区使用比例达到25%以上，二区达到27%，煤粉质量稳定。裕泰煤性价比高，配比≮25%，提高用量后，同意每周增加1 d 进煤时间，各把关收料部门做好配合。西阳村煤、长治北煤、店上煤H2O波动较大。

因此，可确定为现阶段仍处于矛盾量变阶段，应采用把关方案。大批量原煤是以专业把关为主、现场把关为辅；小批量原煤是以现场把关为主，专业把关标准为辅，其中“西阳村煤、长治北煤、店上煤”要重点关注。

2.3 利用网络进行分级动态管理

1）从收料、质检到生产、技术和管理，实行全员、全面、全过程把关，精准执行阶段性矛盾预控方案和把关方案。两区煤场分别日存煤量5 000 t 以上（无烟煤与贫瘦煤比例3∶7），进场原煤定置存放，配好的原煤通过中速磨研磨成细粉，喷吹进入高炉。分析整体流程，在原煤进场前、进场后定置存放期、配煤过程中，均有把关空间，收料、质检应重点放在原煤进场前，生产、技术和管理应重点放在定置存放期、配煤过程中。2）从实物、指标，对原煤质量进行分级判定、不定期汇总，实施动态管理。结合原煤设定标准，根据感官判断，对原煤实物质量进行逐项（粒度、颜色、水分、掺杂等）打分。设置合理权重，综合计算，进而对原煤质量进行分级判定、不定期汇总，将定性的实物质量转化为定量化指标进行管理，实现了有效的大数据采集。3）从局域网、微信群、电话沟通、会议沟通，确保严格管控正常矛盾到位。适应当前日常工作生活节奏日益加快的实际需求，因快捷、公示的作用，微信群处理日常矛盾问题的把关效果日益凸显。通过将日常矛盾问题随时发送到微信群，24 h内相关人员自主协调解决，24 h 内未能解决的问题即转化为重大矛盾问题。但重大矛盾问题的解决还有赖于局域网、会议沟通，发现重大问题要通过企业局域网尽快报送，主管科室组织会议，协调解决并做好可追溯记录；对牵扯涉密信息的敏感性异常矛盾问题，在微信群监督、局域网追溯和会议协调的基础上，可随时电话沟通，在保护涉密信息的基础上保证交流畅通。

2.4 适时启动重点攻关会

发挥科学统计力量，精准分析把关焦点问题，发现异常矛盾，迅速启动重点攻关，分析优化把关措施，直至消除异常矛盾。以2019年老区待旺煤分析为例，待旺煤属地方矿种，小批量、波动大、波动频繁，综合性价比高，一般采取车车取样，2019年每月1次采集FCD数据制作控制见图1。

从图1可得出：2019年1、3、7、8、10、11月份，规格限收窄，移动极差≤3.0，指标较好，此阶段现场把关可不作为重点关注对象；其他月份在控制图绘制过程中，一旦出现移动极差＞3.0，可立即通知现场把关重点关注。一旦出现移动极差持续上升（5次以上），立即组织召开重点攻关会，分析原因并确定整改措施，会后跟踪分析改进效果，直至异常问题消除。

图1 2019年每月1次采集FCD数据

3 实施效果

通过科学分析矛盾发展阶段，实现了原煤质量精准把关，为提升高炉喷吹质量，进而为稳定高炉生产创造了有利条件。2019年，喷吹煤粉S≤0.3%、灰分＜12%，固定碳（平均值）老区78.78%、二区78.70%，3#中速磨的产量达到45 t/h以上，作业效率达到90%以上。2#制粉系统与1#制粉系统产能合并后生产能力达到40 t/h 以上，吨铁高炉燃料比低于530 kg；准确率喷吹误差平均＜0.3 t/h，且准确率误差累计超过0.5 t/h记录为零，创历史最好水平。

借鉴矛盾发展的辩证关系理论，通过普查原煤供货商、高炉喷煤需求，建立阶段性矛盾预控方案，在不同的矛盾阶段采取不同的优化把关方法，发现异常矛盾适时启动重点攻关，发挥网络力量实现大数据采集等系列改善，使原煤质量管控水平得到显著提高，不仅提升了把关效率，也大幅压缩了原煤把关运行成本。