1.2 焦炭質量存在的問題
前已述及，由於配煤中配入了部分無煙煤，致使焦炭的氣孔率低，表面看上去結構緻密。實際上由於無煙煤及煙煤的煤種選擇及配煤結構不合理，使配煤的粘結性及結焦性變差，煉焦過程中產生的膠質體少，不足以熔融無煙煤和煙煤本身帶來的惰性物質，加上煉焦工藝引數也存在一些問題，因此該廠搗固焦爐生產焦炭的主要問題是強度差，尤其是在高爐中的熱效能很差。另外，由於配煤不穩定，隨意性大，焦炭質量的波動也大，焦末含量高，塊度不穩定。
由於這些原因，使焦炭在高爐中的骨架作用削弱，給高爐操作的穩定順行帶來很大影響，因此，這些搗固焦炭在漣鋼的使用中受到很大限制。
2 提高搗固焦炭質量的措施
2.1 明確搗固焦炭的質量要求
為達到漣鋼小高爐高爐操作的穩定順行、高產低耗的要求，漣鋼對該廠的搗固焦炭提出了最低的質量要求，見表1。
表1 漣鋼對搗固焦炭的質量要求 (%)
2.2 提高搗固焦炭質量的措施
從2023年開始，漣鋼各有關部門對興星焦化廠進行了生產技術指導，從原料、配煤結構、煉焦工藝等方面入手，深入分析了焦炭質量差的原因，採取了下列提高搗固焦炭質量的措施。
（1）掌握無煙煤特性，精選無煙煤煤種。該廠為降低配煤成本、擴大煉焦煤源和利用搗固煉焦的優勢，在配煤中配入了部分無煙煤。但在無煙煤煤種的選擇上卻比較盲目，只考慮其灰分和硫分的影響，沒有對無煙煤的內在性質進行專門的研究，對不同無煙煤性質的差別及對焦炭強度的影響了解不夠。
無煙煤是高煤化度、高含碳量的煤，沒有粘結性，在結焦過程中本身不熔融。無煙煤與煙煤相比，硬度大，可磨性指數hgi小。用於配煤煉焦時，必須先進行預粉碎，配入煙煤後再粉碎。
因此，配煤中要配入無煙煤，並保證焦炭質量及較低的動力費用，一定要對無煙煤的可磨性、粒度組成、熱穩定性以及與煙煤的容惰率進行專題研究。無煙煤可磨性的好壞一方面影響其粒度與粒度分布，從而影響焦炭強度；另一方面也影響其粉碎的動力成本。熱穩定性差的無煙煤，在煉焦過程中的某些溫度區間會產生爆裂，形成新的裂紋或裂紋中心，致使焦炭的裂紋增加，強度降低。
而通過對煙煤配入無煙煤後的容惰率研究，認識到了配入無煙煤後配煤g值的變化規律和無煙煤的最佳配比，以**焦炭強度變化規律。
漣鋼周邊的無煙煤較為豐富，為擴大煉焦煤源和降低配煤成本，2023年以來，漣鋼在無煙煤配煤煉焦方面進行了深入研究，並進行了40kg小焦爐的煉焦試驗，全面了解了周邊不同礦點無煙煤的特性。在此基礎上，漣鋼對興星焦化廠所配無煙煤的性質進行了全面分析檢測，最後選定了4家無煙煤礦點作為長期資源的**點。在不提高配煤成本的條件下，提高了焦炭質量，同時還降低了動力費用。
（2） 優化配煤結構。無論是搗固焦爐還是常規頂裝焦爐，影響焦炭質量的關鍵因素是配煤質量。在配煤質量相同的情況下，搗固焦爐煉製焦炭的強度要好於頂裝焦爐。
若為了追求效益的最大化，弱粘結性煤的配比太高和煙煤結構不合理的話，則焦炭質量一定會下降。
分析興星焦化廠的配煤結構表明，該廠1/3焦煤及無煙煤配比很高，焦煤配比低，不配入肥煤及瘦煤。我們根據該廠煉焦煤**的實際情況，既充分考慮了各煤種不同的煉焦特性，又考慮到配煤成本，制定了不同時期的配煤方案，並不斷優化，表2列出了近3年來興星焦化廠的配煤結構。
表2 興星焦化廠近3年來的平均配煤結構
（3）適用於大高爐的搗固焦炭最佳質量指標。為了擴大搗固焦炭在漣鋼高爐的使用範圍，漣鋼技術指導小組在該廠進行了工業性煉焦試驗，摸索搗固焦炭的經濟最佳值，看是否能夠達到漣鋼6m焦爐的焦炭質量水平。通過優化篩選，選擇了兩個方案，在搗固焦爐上進行生產試驗，每個方案試驗3天。
生產試驗配煤結構與漣鋼6m焦爐配煤結構對比見表3，其焦炭質量對比見表4。
表3 生產試驗配煤結構與漣鋼6m焦爐配煤結構的對比結果
表4 生產試驗焦炭質量與漣鋼6m焦爐焦炭質量對比結果（％）
從表3、表4資料可看出，採用生產試驗一的配煤方案，當無煙煤配比為8%、配煤g值71時，搗固焦爐的焦炭質量基本達到了漣鋼6m焦爐不配無煙煤、配合煤g值為78時的水平。也就是說，低成本的搗固焦炭可以達到常規大容積焦爐焦炭的質量水平，因而能夠滿足大高爐的質量要求。
（4）穩定配煤煉焦的煤種。受原煤市場緊張及近年來焦化廠效益的影響，興星廠煉焦煤種及庫存煤十分有限，故配比調整極為頻繁。為了不使焦炭質量出現大的波動，在煉焦煤庫存異常緊缺的時候，漣鋼根據自己煤場的庫存總量及結構，及時給興星廠調劑了煤種。
2023年累計轉供給安石集團的優質煉焦煤5萬噸左右，主要是焦煤和1/3焦煤，其中包括盤江、萍鄉、天安、牛馬司等優質煉焦煤。
（5）確定合理的結焦時間及煉焦溫度。提高煉焦最終溫度與延長燜爐時間，使結焦後期的熱分解與熱縮聚程度提高，有利於降低焦炭揮發分與氫含量，使焦炭氣孔壁的緻密性提高，從而提高焦炭的顯微強度、耐磨強度和反應後強度。但在氣孔壁緻密化的同時，微裂紋將擴充套件，抗碎強度又有所降低。
因此，合理的結焦時間與煉焦溫度對改善焦炭的熱強度有著重要的作用。
針對興星焦化廠煉焦煤**緊張、焦爐沒有滿負荷生產、發電機能力與煉焦產能不匹配的狀況，漣鋼技術指導小組通過準確的計算分析，建議該廠將煉焦引數調整為：新搗固焦爐結焦時間125h，對應的標準溫度1150℃，老焦爐結焦時間16h，對應的標準溫度1260℃。這樣，生產組織最優，產量、質量兼顧，焦炭強度最好，發電機效率也較高。
2.3 加強一體化管理
為了較好地履行戰略合作及技術指導協議，提高搗固焦炭的質量，保證在高爐的使用效果，漣鋼生產管理中心定期組織專題會議，就合作過程中存在的問題及時進行了溝通，包括雙方內部的生產組織、運輸、**、質量、檢驗、資訊傳遞、**、結算等，使問題得到了較好的解決。
3 合作成效
3.1 焦炭質量大幅度改善，**量顯著增加
由於合作雙方的積極溝通與協調，並開展切實有效的生產技術指導，使興星焦化廠的搗固焦炭質量穩步提高，**量不斷增加，具體資料列於表5。
表5 搗固焦炭質量與漣鋼焦炭的採購量
從表5可知，2023年搗固焦炭的各項指標均較好，與2023年比較，灰分、硫分、強度各項指標均明顯改善，尤其是焦炭的熱效能大幅度提高。搗固焦炭各項指標在漣鋼外購焦炭中均位居前列，完全達到了小高爐要求的質量。採購量也大大增加，2023年漣鋼共採購安石集團的搗固焦炭179480t(5％計價水），佔外購焦炭的30%, 是2023年的2倍多，超過了戰略合作的預期目標。
3.2 高爐經濟技術指標明顯改善
由於搗固焦炭在漣鋼及全國高爐上原來都沒有大量使用的經驗，且當時質量指標差，因此興星廠的搗固焦炭在漣鋼小高爐的集中使用經歷了試驗階段。2023年底開始在漣鋼4號高爐上試用。為充分履行漣鋼與安石集團的合作協議，進一步加大其使用量，同時在3號高爐上試用。
3、4號高爐的使用比例都是從試用初期的30％逐漸提高到60%，隨著焦炭質量的不斷改善，2023年下半年這2座高爐全部使用了興星廠的搗固焦炭。通過調整相應的工藝引數，這2座高爐與使用其他外購焦炭的小高爐比較，焦比低，噴煤比高，使用效果較好，各高爐焦比和噴煤比資料列於表6。
表6 2023年漣鋼各小高爐的焦比和噴煤比
由於漣鋼2號高爐的爐況存在一些問題，為了改善2號高爐的操作，從2023年開始，興星搗固焦炭全部供2號高爐使用，效果同樣不錯。
4 結語
漣鋼通過對安石集團興星焦化廠的一體化管理及全面深入的技術指導，解決了該廠搗固焦炭質量波動大、強度差、焦末含量高、焦炭塊度不均勻等難題，尤其是提高了焦炭在高爐中的熱強度，使焦炭質量穩步提高，**量不斷增加。漣鋼小高爐大量使用搗固焦炭後，不僅高爐生產沒有受到影響，而且還相應地改善了經濟技術指標。並對搗固焦炭最佳質量進行了試驗探索，為漣鋼「十一五」規劃再建大高爐作好了焦炭資源的技術儲備。
（200812151）
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