平顶山1/3 焦煤在云煤能源公司的使用实践
2023-12-26刘娟李轶赵春徐东升邵滔
刘娟 李轶 赵春 徐东升 邵滔
(1.武昆股份制造管理部;2.重庆钢铁股份有限公司炼铁厂;3.云煤能源公司)
1 引言
炼焦煤不仅是一种能源,也是一种重要的工业原料,被誉为钢铁业的“粮食”,同时炼焦煤是不可再生、不可替代的稀缺战略资源。我国炼焦煤存在着资源储量小、分布不均衡、利用浪费、供需不平衡、后备资源不足等几个明显的特点。为此,加大国内炼焦煤资源的勘探力度、对优质炼焦煤实行保护性开发、加强配煤结构的合理性、配用经济性煤种等措施无疑是解决我国炼焦煤资源稀缺的有效手段。
云煤能源公司的配煤结构中,焦煤+ 肥煤作为骨干煤种,配入适量的瘦煤和1/3 焦煤等经济性煤种。其中,焦煤+ 肥煤的配入量长期>80 %,在炼焦煤资源日渐短缺的情况下,炼焦煤资源的保供,尤其是优质焦煤、肥煤的保供已经成为制约云煤能源公司焦炭生产的一大瓶颈;其次,根据市场规律,当炼焦煤资源出现供不应求时,资源涨价是必然趋势。所以,优化云煤能源公司的炼焦配煤结构,降低焦煤+ 肥煤的配量,是打破资源保供瓶颈及应对供应商涨价的最佳办法。
2 新煤资源的引入
1/3 焦煤是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤,具有较强的粘结性(类似于肥煤)、中高等挥发分(类似于气煤)和很好的炼焦性(类似于焦煤)。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤生成的焦炭,焦炭的耐磨强度又明显高于气肥煤生成的焦炭。因此,它是良好的配煤炼焦基础煤。
目前云煤能源公司安宁分公司(以下简称安分公司)在用的四川1/3 焦煤,配量仅为3%,为达到降低焦肥煤配量的目的,昆钢安分公司决定引入优质的1/3 焦煤资源、并增加1/3 焦煤配量。经多方考察,安分公司引入了淮北煤、新疆煤、平顶山A 煤和平顶山B 煤进行试验,并与在用的1/3 焦煤进行了比较。
2.1 炼焦煤指标分析
2.1.1 常规指标分析
新煤种常规煤焦分析指标数据见表1。
表1 在用1/3 焦煤与新引入1/3 焦煤常规指标对比
表1 数据表明:(1)淮北煤、新疆煤具有灰低的优点,但新疆煤硫分略高;(2)平顶山A煤、B 煤硫分较低,灰分、挥发分与在用1/3 焦煤相当;(3)淮北煤、平顶山A 煤、B 煤粘结性能优于在用1/3 焦煤,新疆煤粘结性能比在用1/3 焦煤略差;(4)平顶山A 煤、B 煤结焦性能明显优于在用1/3 焦煤,淮北煤和新疆煤结焦性能较差。
2.1.2 煤岩指标分析
新煤种煤岩指标分析数据见表2,镜质组反射率分布图见图1。
图1 在用1/3 焦煤与新引入1/3 焦煤镜质组反射率分布图
表2 在用1/3 焦煤与新引入1/3 焦煤常规指标对比
从表2、图1 中的数据和图片可以看出,与在用的1/3 焦煤相比,淮北煤岩相偏气,新疆煤中肥煤成分较低,而平顶山两个煤的岩相数据中肥煤含量均>60 %,后期可以考虑部分替代肥煤进行配用。
2.2 配合煤小焦炉试验结果
结合新资源结焦性能,安分公司选取了平顶山A 煤、B 煤作为备选资源,并安排了替代在用煤种的100 kg 焦炉配煤炼焦试验,具体配比及试验指标见表3。
表3 平顶山1/3 焦煤的配合煤小焦炉试验指标
表3 中试验数据表明:(1)试验1-3,用平顶山A 煤、B 煤替代在用1/3 焦煤时,B 煤效果较好,焦炭CSR 从65.59 %提高到67.08 %,而使用平顶山A 煤时,焦炭质量不升反降;(2)试验4-6,用平顶山A 煤、B 煤替代肥煤时,B 煤效果较好,可以将焦炭CSR 从66.29 %提高到67.23%,而使用平顶山A 煤时,焦炭质量不升反降。
2.3 配合煤验证性试验结果
配合煤小焦炉试验结果表明,平顶山A 煤与B 煤相比,B 煤与云煤公司在用的煤种之间适配性更佳。为了确认平顶山B 煤的适宜配量,进行了系列验证性试验,具体配比及试验指标见表4。
表4 平顶山B 焦煤的配合煤小焦炉试验指标
表4 试验数据表明:平顶山B 煤替代肥煤使用时,在配量10 %以内对焦炭CSR 的提高是起到促进作用的。
3 工业试验
为进一步验证平顶山B 煤的适配性,安分公司对该煤种进行了工业试验,具体配比及试验指标见表5。表5 中工业生产试验数据表明,平顶山B 煤在一定的配量范围内,无论是替代在用的1/3焦煤还是替代肥煤,都可以保证焦炭CSR 在68 %以上,确保云煤能源公司能够为昆钢的生产提供优质的焦炭资源。
表5 平顶山B 焦煤的配合煤工业试验指标
4 结论
(1)淮北煤和新疆煤从工业分析和结焦性能指标分析应属于1/3 焦煤,淮北煤中气煤含量43.27 %、1/3 焦煤含量22.53 %,新疆煤中气煤含量18.54 %、1/3焦煤含量64.34 %,但结合淮北煤小焦炉热态24.54 %,新疆煤无法制样的特点分析,该两种煤更偏向气煤。
(2)从小焦炉配合煤试验结果分析,淮北煤、新疆煤和平顶山A 煤无论是替代在用1/3 焦煤,还是替代肥煤,焦炭CSR 指标均呈降低趋势,不适合云煤能源公司使用。
(3)平顶山B 煤进行配合煤试验时,无论是替代在用1/3 焦煤,还是替代肥煤,都可以保证焦炭CSR在68 %以上,这说明B 煤可以引入云煤能源公司,用于替代在用1/3焦煤或肥煤,其配量宜控制在10 %以内。