提高焦炭质量的研究

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钢 铁
第 40 卷
国家一级冶金焦的标准 。 (4) 焦煤中很大部分钾含量太高 ,严重地影响
着焦炭的热性质 。涟钢所用单种煤中 ,煤灰中所含 钾 、钠氧化物之和大多数小于 1 % ,但焦煤中兴盛 、 一平浪 、牛马司 、格里坪等煤的钾 、钠氧化物之和分 别 达 到 了 21 38 %、11 49 %、21 79 %、21 48 %。很 显 然 ,这几种煤的钾钠含量偏高 ,无疑给配煤炼焦带来 很大影响 。焦炭的反应性随钾 、钠等碱金属含量的 增加而提高 。高炉内钾 、钠等碱金属一部分来自焦 炭 ,而焦炭的钾钠等碱金属全部来自于煤 。所以控 制煤源中特别是控制配合煤中的碱金属含量有着极 其重要的意义 。国内有关专家普遍认为配合煤煤灰 中钾钠氧化物之和应小于 1 %。 2. 2 炼焦用煤品种不齐 ,配比变化频繁
炼焦生产为多变量控制过程 ,其工艺参数尤其 是温度控制是否符合焦炉操作管理规定 ,对焦炭质 量同样有重要影响 。涟钢原有的两座焦炉炉龄分别 达 20 年和 32 年 ,均出现不同程度的老化 。碳化室 墙裂纹 、熔洞较多 ,串漏严重 ,燃烧室有些立火道长 期堵死 。导致焦炉温度均匀性差 ,1 号炉机侧和 2 号炉焦侧平均温度经常低于标准温度 20～30 ℃,对 焦炭强度影响很大 。
表 3 我国部分大钢厂及全国平均水平的焦炭质量指标 Table 3 Coke quality indexes at some big steel plants and average in China
灰分/ % 灰分排名 硫分/ % 硫分排名 M40/ % M40 排名
12. 28
18
13. 62
瘦煤中 ,本地相华瘦煤及贵州鸿程瘦煤 G 值经 常在 20 以下 , Y 值 0～5 ,挥发分 15 %左右 ,从指标 看属于贫瘦煤 ,但通过煤岩分析 ,混煤严重 ,实际上
不能作炼焦煤使用 。通过对涟钢所用单种煤进行分 析检测 ,结焦性尚可和比较好的煤仅占全部煤种的 30 % ,就 b 值而言 ,负膨胀和仅收缩煤种太多 ,占全 部煤种的 60 %。因此 , 公司所用炼焦煤结焦性较 差 ,这无疑给焦炭的熔融性 、气孔与孔壁结构 、机械 强度 、热强度带来严重影响 。
第6期
彭陈辉 :提高焦炭质量的研究
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表 2 国外先进水平焦炭质量指标 Table 2 Advanced coke quality indexes abroad
指标 灰分/ % M40/ % M10/ %
日本 11. 59 89. 80
英国 10. 00 87. 10 6. 20
意大利 9. 37 86. 20 6. 20
(3) 单种煤绝大多数灰含量偏高 ,影响配煤及 焦炭的性质及冶金焦的级别 。公司所用单种煤中 , 灰分小于 10 %的只占 35 % ,灰分在 10 %～11 %的 占 45 % ,灰分大于 11 %的占 20 %。其中西山 、格里 坪 、水城 、安源 、鸿程 、一平浪煤灰分较高 , 经常在 11 %左右 。由于煤中的灰分全部转入焦炭当中 ,因 而涟钢焦炭灰分较高 ,高于全国平均水平 ,很难达到
从 2003 年下半年开始 ,由于煤碳资源日趋紧 张 ,涟钢洗精煤库存经常出现品种结构不齐甚至大 类煤全无的现象 。煤场库存一般只能维持 15 天左 右的正常消耗量 ,最低时只能保证一个星期的消耗 。 从而导致配比变化频繁 ,有时一个星期都要调整 2 次 ,一个月至少调整 4 次 ,使焦炭质量波动较大 。 2. 3 焦炉老化 ,炉温均衡性差
荷兰 9. 40 87. 80 5. 80
注 :灰分值韩国为 101 86 % ,美国为 71 20 %
德国 8. 00 83. 30 7. 20
法国 10. 00 91. 20 5. 50
厂名
鞍钢 包钢 宝钢 邯钢 昆钢 首钢 武钢 马钢 本钢 唐钢 涟钢 全国平均
高炉有效 容积/ m3
2 538 2 000 4 063 2 000 2 000 2 100 2 200 2 545 2 000 2 560 2 200
Study on Coke Quality Improvement
P EN G Chen2hui
( Technology Center , Lianyuan Iron and Steel Group Company , Loudi 417009 , China)
Abstract : The influence of coke quality o n blast f urnace operation and t he request s of coke quality are int roduced. The reaso ns degrading co ke quality at Liansteel are analyzed , t he feasible app roaches imp roving coke quality are ex2 plained. Wit h t he shortage of coking coal , t hro ugh enhancing t he co ke oven maintenance ,homogenizatio n of coke ov2 en temperat ure , intensifying t he st udy of coal quality and coal blending , for optimizatio n of coal blending , seeking for new coke coal suppliers , and adopting new technique of coke making , coke quality can be increased steadily to meet t he demand of blast f urnace p roduction. Key words : blast f urnace ; p roduction ; coke ; quality ; imp rovement
(1) 单种煤粘结性和结焦性较差 ,煤种不齐全 , 缺少真正意义上的肥煤和瘦煤 ,严重影响配合煤的 粘结性和结焦性 ,影响焦炭质量 。
肥煤中 ,一平浪肥煤挥发分 23 %左右 ,粘结性 胶质层厚度 Y 值 19 mm 左右 ,奥亚膨胀度 b 只有 70 %左 右 , 远 小 于 肥 煤 的 标 准 Y > 25 mm , b > 150 % ,实际上属于焦煤 。霍州肥煤挥发分在 30 % 以上 , Y 值 20 左右 ,而 b 值几乎为 0 ,因此 ,应属于 1/ 3 焦煤 。只有西山肥煤挥发分 27 %左右 , Y 值在 25 以上 ,但 b 值不到 30 ,只能说基本符合肥煤标准 , 但西山肥煤采购量不大 ,配量小 。
老焦炉
新焦炉
0. 53
0. 55
0. 57
0. 56
0. 57
0. 58
M40/ %
老焦炉
新焦炉
80. 40
80. 10
80. 11
85. 27
79. 80
81. 20
M10/ %
老焦炉
新焦炉
6. 90
7. 10
7. 21
6. 56
8. 07
7. 69
作者简介 : 彭陈辉 (19662) , 女 , 大学本科 , 高级工程师 ; E2mail : pch @lysteel . co m ; 修订日期 : 2004209206
炉的高强度大喷煤比的需要 。
表 1 涟钢焦炭质量指标
Table 1 Coke quality indexes at Liansteel
时间
2001 年 2002 年 2003 年 2004 年
灰分/ %
老焦炉
新焦炉
12. 27
12. 53
12. 80
12
硫分/ %
46
11. 33
5
12. 12
14
14. 05
49
12. 42
22
12. 75
36
12. 26
17
12. 48
26
12. 50
28
12. 75
35
12. 25
0. 59 0. 82 0. 56 0. 47 0. 42 0. 68 0. 48 0. 67 0. 50 0. 68 0. 55 0. 60
涟钢2 200 m3 大高炉投产后 ,年产铁规模达到 了 400 万 t ,年需冶金焦炭 150 万 t 以上 。大高炉投
1 涟钢焦炭质量现状
产后 ,对原料尤其是焦炭的质量提出了更高的要求 。 1. 1 焦炭质量现状
高炉的大型化为强化冶炼创造了条件 ,伴随高风温 、
涟钢焦化厂原有 2 座 582 Ⅱ型焦炉 ,年产焦炭
标的改善起着重要的作用 。
表 2 、3 列出了 2003 年涟钢自产焦炭与国内 、
低灰 、低硫 、高强度 (热态碱负荷下) 以及均匀的 外[2] 先进水平比较 。
粒度组成成为大高炉强化操作后对焦炭质量的要
2004 年上半年 , 由于洗精煤市场争夺更加激
求 。我国炼铁工作者参照国内外资料[1] 和生产实 烈 ,进厂煤品种 、质量 、数量均得不到有效保证 ,涟钢
践 ,对满足大高炉生产的焦炭质量提出了新的要求 : 焦炭质量下降严重 ,灰分月平均都在 13 %以上 ,强
焦炭粒度 25～70 mm , < 5 mm 粉焦 < 2 % , M40 > 度指标 M40 、M10 显著下降 ,无法满足现代化大高
85 % , M10 < 7 % , CR I < 26 % , CS R > 65 %。
M10 排名
21 37
2 18
6 51 29
8 9 15 20