太原选煤厂炼焦配煤新产品研发探究

甄 亮

(山西焦煤集团 质量管理服务中心，山西 太原 030000)

1 配煤新产品的研发背景

炼焦煤是炼焦行业主要的原材料，我国炼焦煤在煤炭资源中属稀缺品种。根据国家安监局统计数据，我国炼焦煤已查明的资源储量为 2 804 亿t，约占我国煤炭总储量的24%。我国炼焦煤具有资源分布广且不均衡、品种齐全却优质资源储量少的特点。其中焦煤查明储量占我国煤炭总储量的5.6%，肥煤查明储量占我国煤炭总储量的3%，瘦煤查明储量占我国煤炭总储量的3.8%[1]，如图1所示。

图1 中国煤炭各煤种储量占比

随着优质稀缺炼焦煤资源的不断减少，高效利用稀缺资源，实现企业效益最大化，是山西焦煤集团主要的攻关课题，配煤技术广泛开展势在必行。太原选煤厂配煤基地首先以自产煤为核心，集中洗选、优先消化为原则，在对煤种重新评价和分类的基础上，逐步调整产品目录，加大对现有资源的调度及利用，开发产品的最大市场价值。随着配煤基地的配煤工艺不断成熟，推出新的配煤产品迫在眉睫。

2 配煤方案的制定

2.1 原料煤煤样质量分析

原料煤质量指标见表1。

表1 原料煤质量指标

根据《中国煤炭分类标准》(GB/T 5751—2009)，高阳精煤属于低挥发焦煤，即15号焦煤，灰分为7.84%，属于特低灰煤，硫分为 2.37%，属于中硫煤，黏结指数大于65，磷含量较低，哈氏可磨性指数达100，可磨性极好；单种煤热强度大于50，流动度塑性范围适中，惰质组占比较高，属于中硫炼焦煤，单独销售性价比不高，市场认可度差。

2.2 配煤方案确定及煤质分析

2.2.1 硫分1.30%瘦精煤配比

为确保配煤产品的经济效益及市场接纳度，根据资源赋存状况，进行了配煤试验与经济效益测算，确定了以下2个方案。

方案一：杜儿坪2号精煤与高阳精煤配成硫分为1.00%的瘦精煤，配比为75∶25。产品灰分为9.95%，硫分为0.93%，黏结指数63，反应后强度59，镜质体反射率平均值1.583%，标准差为0.096。

方案二：杜儿坪2号精煤与高阳精煤配成硫分为1.30%的瘦精煤，配比为58∶42。产品灰分为9.95%，硫分为1.27%，黏结指数64，反应后强度59，镜质体反射率平均值为1.543%，标准差为0.099。

对标离石、河津地区的瘦精煤质量指标和报价，结合市场成交价格，经过升贴水计算，结合2个方案的综合成本，本着精益化管理中以经济效益为导向的原则，根据产品性价比，最终确定采用方案二。

设定精煤产品硫分≤1.30%，则要求其硫分范围在1.20%～1.30%，即1.20<[2.37x+0.42×(1-x)]<1.30，其中x代表高阳矿煤在配煤中的占比，计算可得，45%>x>40%。初步确定硫分≤1.30%精煤配比为：杜儿坪∶高阳=58∶42。

2.2.2 硫分≤1.30%瘦精煤产品的煤质分析

通过采样检测，得到配合煤质量情况(见表2)、镜质体最大反射率平均值(见表3)和反射率分布情况(见表4)，绘成反射率分布直方图，见图2。

表2 配合煤质量情况

表3 镜质体最大反射率平均值

表4 反射率分布

图2 配煤反射率分布

混配后得到硫分≤1.30%的瘦煤产品，把两种煤的优势充分发挥，缺点进行了互补，经过多次混配试验，确定了混配比例，混配后的各项指标较好，具有低灰、中硫、低磷、低挥发分、较高黏结指数、较好的可塑性、可磨性、较高的冷强度和热强度、标准方差S<1等突出特点，这些特点都是焦化厂生产高质量、高价值的焦炭所需要的质量指标[2-4]。

3 瘦精煤产品的市场竞争力研究

中国瘦煤资源主要分布于山西、贵州、河南等省，其中山西瘦煤产量占比达43%，居全国第一，由于其余省份瘦煤煤质高灰、高硫、低黏结性，因此市场炼焦瘦煤主要来源于山西。

3.1 山西省瘦煤市场现状分析

3.1.1 山西瘦煤资源分布

山西地区主产瘦煤的矿井约有67座，合计产能8 995万t，其中生产矿井37座，合计产能6 250万t，其中大部分为13号瘦煤(黏结指数<50)，大部分用作动力煤，14号瘦煤(黏结指数50～65)，产能仅为3 000万t，主要用作炼焦配煤。山西省各地区14号瘦精煤产品普遍存在硫分指标两级分化现象，其中低硫、高黏结瘦精煤产品的年产能更为稀缺。山西省瘦精煤产地集中分布于长治市、晋中市、临汾市、运城市、吕梁市、阳泉市和太原市，山西省主要产区瘦精煤年产能及质量指标情况见表5。

表5 山西瘦煤主要产区矿井及煤质情况

3.1.2 瘦煤各指标升贴水标准

影响瘦煤煤价的指标包括硫分、灰分、挥发分、黏结指数、胶质层指数、水分、混煤及其比例等。但是，在实际市场交易中，除了煤种是否单一之外，煤价升贴水主要考虑的煤质指标是硫分、灰分、黏结指数，此外，由于产地不同，炼焦煤结焦后的 CSR(焦炭反应后强度)也有明显差异，在煤价升贴水计算中也需考虑。

(1)硫分、灰分、黏结指数：瘦煤基准品硫分St，d为0.60%，硫分每变化0.1%，比价升贴水幅度为10 元/t。瘦煤基准品灰分Ad为10%，灰分每变化0.5%，比价升贴水幅度为15 元/t。黏结指数每变化1，比价升贴水幅度为5 元/t。

(2)焦炭反应后强度CSR：在山西炼焦煤资源分布中，离柳地区炼焦煤结焦后的CSR体现最优，普遍在68以上；长治地区优质瘦精煤指标更偏向主焦，其CSR指标在65以上，其余瘦精煤黏结指数普遍偏低；临汾地区瘦煤CSR在62左右；运城地区瘦煤CSR在 55～60 之间。一般市场交易中，CSR每变化1，比价升贴水幅度为10元/t。

3.1.3 山西省部分煤矿瘦煤价格

新配煤产品面向市场后，价格的定位是影响其市场需求的主要因素之一，如何进行科学合理的产品定价，需要对山西省瘦煤价格进行详细了解。2020年山西省煤炭主要产区代表煤矿的瘦精煤质量对应的报价情况详见表6。从表中可以看出，与太原选煤厂新配煤产品硫分≤1.30%指标最接近的是离石市瘦精煤2和中阳县瘦精煤，与河津市瘦精煤2主要差别在硫分指标上。因而，初步选定对标的瘦精煤产品为离石市瘦精煤2与河津市瘦精煤2。

表6 山西省部分煤矿2020年瘦煤报价

3.2 配煤新产品的定价策略

(1)定价对标的—河津市瘦精煤2。山西省河津市瘦精煤2产品，矿报价与实际成交价有所偏差，2020年市场实际成交价格在975元/t左右，初步按照975元/t来对标，见表7。

(2)定价对标的—离石市瘦精煤2(见表8)。

表7 以河津市瘦精煤2为标的升贴水

表8 以离石市瘦精煤2为标的升贴水

经过升贴水计算，结合集团公司营销策略和当前市场情况，配煤新产品预计定价范围在940～1 090元/t之间，最终定价还需考虑市场可接纳度、用户认可度以及需求变化情况[5-6]。

4 配煤新产品的市场前景与产品流向

4.1 市场前景

根据中国煤炭大数据网站煤价信息显示，2018年以后瘦精煤市场价格除个别时间段有所上涨外，整体趋势基本呈现下降态势，见图3。

随着山东、河北、江苏等地焦化产能的逐步退出，山西、内蒙古、宁夏等地的新增产能会弥补市场缺口，尤其是山西省焦化行业政策利好，焦炭产量在未来几年内会有所增长；同时内蒙古、宁夏、青海及西南地区产量也会同步增加，在一定程度上会加大对瘦精煤的需求[7-8]。

4.2 瘦精煤产品流向

山西地区瘦煤主要产区有4个，分别为河津地区、长治地区、吕梁地区和太原地区。因地理位置原因，每个产区主要流向不同，太原选煤厂毗邻太钢集团，并且发运河北、山东等地区的铁路运费远低于其他瘦煤产区，物流优势非常明显[9-10]。

图4 山西瘦精煤主产区流向分布

5 结 语

太原选煤厂高黏结配煤新产品的研发及稳定运行，极大缓解了高阳矿高硫煤滞销的问题，同时避免了杜儿坪矿2号原煤直销，促进了集团公司精煤战略的落实。