鞍钢备煤炼焦技术的进步及展望
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功应用 使该项技术在化工厂焦炉技改工程中得
以推广O 炼焦系统采用低水分熄焦 在稳定了焦炭 水分的同时 也起到了整粒作用 提高了焦炭质
量O 随着焦炉向大型化发展 化工总厂炼焦炉技
改 工 程 全 部 采 用 6m 焦 炉 加 干 熄 焦 技 术 < 一 期 和 二 期 工 程 各 配 一 套 能 力 为 140 1 的 干 洗 焦 装 置D O 采用干熄焦技术既能达到节能环保 同时也 可改善焦炭质量O 据资料介绍 采用干熄焦技术 后 焦炭冷态强度 M40可提高 3% ~ 5% CSR 提高
3
鞍钢焦炉改造除一期工程已投产 2 座 55 孔~ 6m 焦炉和二期工程在建的 2 座 55 孔~ 6m 焦炉加 配套干熄焦外 其它焦炉均采用常规配煤炼焦工 艺 很难适应煤炭市场变化的要求 炼焦生产形势 非常严峻o 采用成熟的备煤炼焦单元技术 对老炼 焦系统进行技术改造 这是包括鞍钢在内所有大 型钢铁企业发展的最佳途径o 3. 2. 1 国内典型炼焦工艺及焦炭质量
2006 年第 1 期
鞍钢技术
总第 337 期
ANGANG TECHNOLOGY
l
鞍钢备煤炼焦技术的进步及展望
马希博 龙晓阳 ( 鞍钢新轧钢公司化工总厂)
摘要 通过分析鞍钢备煤炼焦技术的现状, 结合东北地区煤炭资源的情况以及世界备煤 炼焦技术的发展, 建议鞍钢新建焦炉可考虑采用 6m 焦炉 干熄焦 煤调湿或 5. 5m 捣固焦炉
干熄焦, 以保证焦炭质量满足高炉的要求O 关键词 备煤炼焦 干熄焦 煤调湿 中图分类号 T 522. 1 文献标识码 A 文章编号 1006-4613( 2006) 01-0001-06
progress and Forecast of Coal preparation f or Coking Technology in Angang
Ma Xibo Long Xiaoyang ( General Chemical plant of Angang New Steel Co. , Ltd. )
Abstract Through analyzing the present situation of coal preparation f or coking technology in Angang, combining coal resource condition in the northeast region with the development of coal preparation f or coking technology in the world, a coke oven of 6m high of carbonization chamber dry coke guenching adjusting water content in coal or a coke oven using ramming technology whose carbonization chamber is in height of 5. 5m dry coke guenching are suggested to apply on the new coke oven established in Angang aiming at assuring the coke guality to meet the reguirements of BF.
2
M10降低到 7. 31% ; 2001~ 2003 年 焦炭质量一年 前 进 一 小 步 2003 年 焦 炭 M40 达 到 79. 6% M10 降 到 7. 08% O 2. 1. 2 提高焦炭质量采取的措施
第一次提高焦炭强度采取的主要措施是优化
配煤结构 减少配煤中气煤的用量 增加焦肥煤和
5m
25
35
12 16
12 12. 42 1. 13 0. 67 81
6. 5
鞍钢焦炉工程 改造后预测
6m 6m+ 干熄焦
15
24
40
10 11
15
24
Baidu Nhomakorabea40
10 11
12. 50 1. 14 12. 50 1. 14
0. 63 0. 63
82. 1 7. 5 82. 1+ 3 7. 5 0. 5
宝钢
粘结性好于气煤的 1 3 焦煤的用量 使配合煤的 Vdaf 降低 粘结性提高 焦炭强度得到改善O
焦炭强度第二次大幅度提高主要是通过降低
配合煤的灰分 同时减少气煤用量 增加焦肥煤用
量达到的O 焦炭灰分从 1989 年的 15. 08% 下降到 1992 年的 13. 51% 焦炭硫分从最高时的 0. 72% 降低到 2003 年的 0. 59% 气煤配比降到 15% 以 下 焦肥煤用量增加到 52. 9% O 鞍钢焦炭质量在 不同的时期实现了跨越式提高 这主要归功于炼
成在不同粒度下更均匀~ 合理 大幅度提高了焦炭 质量O 2. 2. 2 炼焦系统技术进步
炼焦生产采用单炉装煤量自动记录~ 加热煤 气量自动记录~ 焦炉推焦电流自动记录和焦炉红 外自动测温等技术 不仅可减轻工人的劳动强度
也可提高焦炭质量 降低炼焦能耗 延长炉体寿
命O 低水分熄焦技术在化工总厂三炼焦车间的成
形成较强的结合界面; 另一方面 细粉碎可使各粒 度组成的煤岩组分趋向均匀 煤饼整体堆密度一
致 焦饼成熟均匀o 所以 捣固炼焦可改善焦炭质 量 多配弱粘结性煤( 可 多 配 20% ~ 30% ) 降 低 焦炭生产成本o 捣固炼焦与型煤炼焦比较 不用添 加 粘结剂( 宝钢一期型煤炼焦日耗软沥青 125t) 不耗用大量蒸汽(宝钢一期型煤炼焦日耗蒸汽 200t) 设备简单可靠 基建费用和运营费用较低o
6m+ 干熄焦+ 型煤 31. 19 21. 08 28. 59 7. 86
11. 28
11. 33
0. 56 89. 0 5. 5
3. 3 单元炼焦技术 3. 3. 1 捣固炼焦
( 1) 技术特点 捣固炼焦是通过细粉碎煤料来改善焦炭质量
的o 通过捣固 增大装炉煤的堆密度( 由顶装煤时 的 0. 74t/ m3 提高到 1. 0t/ m3) 煤粒的间距可减小 28% ~ 33% 使填充煤粒间隙所需的胶质体数量 也相对减少 并能保证充分润湿煤粒表面 煤粒间
不同地区煤的特性差异较大O 我国的煤炭资源中 弱粘结性煤和结焦性的品种较多 但具有强粘结
性的煤却越来越少 能够单独满足炼焦需要的煤
种有限O 因此 根据我国煤炭资源的具体情况 炼 焦行业普遍采用配煤炼焦新技术 以满足炼焦生
产的需要O 全国可用炼焦的优质煤资源储量约为 258. 4
105 万 O 按地区分布极不平衡 全国炼焦煤分 品种储量及在东北地区的分布情况见表 1 和表 2O 从 表 中可 以看 出 中 国炼 焦 煤储 量 中 气煤 占 51. 4% 焦~ 肥煤占 31. 4% O 如果采用常规配煤炼 焦工艺 按炼焦煤储量进行配煤炼焦 则不能满足
2 鞍钢备煤炼焦技术的进步
2. 1 配煤技术进步 2. 1. 1 焦炭质量的进步
马希博, 高级工程师, 1982 年毕业于鞍山科技大学焦化专 业, 现任鞍钢新轧钢公司化工总厂厂长( 114021) O
鞍钢新轧钢化工总厂下设焦化技术中心, 负 责煤焦技术和化工新产品的研发O 焦化技术中心 配 有 煤 岩 及 常 规 分 析 检 测 仪 和 40kg~ 200kg 实 验 焦炉各一座O 多年来, 焦化技术中心对炼焦用煤进 行了深入细致的研究, 取得了丰硕的科研成果, 有 多项成果已在生产中应用, 如用煤岩参数结合常 规技术指标, 通过筛选配煤用单种煤~ 控制来煤质 量~ 优化配煤结构, 使焦炭质量稳步提高, 确保了 炼焦生产的稳定, 满足了炼铁生产的需求O
< 鞍钢技术> 2006 年第 1 期 总第 337 期
2% ~ 3% O 焦炉一期工程中 推焦~ 装煤~ 筛焦和运焦除
尘地面站系统与焦炉主体工程同步投入运行 解 决了焦炉烟气及粉尘对环境的污染问题O
3 鞍钢备煤炼焦技术现状
3. 1 煤炭资源状况 我国煤炭资源虽然比较丰富 品种比较齐全
但优质炼焦煤资源相对短缺 分布也不均衡 而且
在 1976~ 2003 年的 27 年间, 鞍钢的焦炭质 量有过两次明显的提高O 第一次是从 1978 年到 1979 年, 焦炭 M40由 70. 6% 提高到 73. 1% , M10 由 9. 7% 下降到 9. 5% ; 第二次是从 1991 年到 1992 年, 焦 炭 M40 由 72. 9% 跃 升 到 76. 1% , M10 由 8. 5% 下降到 7. 8% O 1992~ 1996 年, M40一直保持 在 76. 1% ~ 76. 7% ; 之后, M40每年提高约 1% ; 到 2000 年, 焦 炭 质 量 再 上 台 阶, M40 达 到 79. 13% ,
项目
气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 未定牌号 合计
储量 105 万 东北 %
7. 16 0. 51 3. 63 0. 62 59. 0 4. 16 29. 9 5. 07
0. 22 1. 87
12. 14 100
注 东北地区炼焦煤储量占全国炼焦煤总储量的 4. 7% O
东北地区炼焦煤储量为 12. 14 105 万 其 中气煤占 59% 从分析来看 东北地区适合多用 弱粘结性煤生产高炉需要的优质焦炭O 鞍钢地处 东北 应采用多种配煤炼焦技术< 如捣固炼焦~ 配 型煤炼焦~ 煤预粉碎~ 煤调湿炼焦等D 配合大焦炉 及干法熄焦 才能生产出满足高炉要求的优质焦
Key Words coal preparation f or coking dry coke guenching adjust water content in coal
1 前言
随着高炉向大型化~ 高喷煤比方向的发展, 高 炉生产对焦炭质量提出了更高的要求O 为此, 鞍钢 新轧钢化工总厂通过采取备煤炼焦技术和优化配 煤结构, 实现了焦炭质量的改善O 特别是近几年焦 炭质量的稳步提高, 为鞍钢高炉的稳产~ 高产以及 提高技术经济指标发挥了重要作用O 本文通过回 顾鞍钢备煤炼焦技术的进步~ 优化配煤结构以及 备煤炼焦单元技术分析, 探讨了鞍钢改善焦炭质 量的途径O
表 3 所示为鞍钢和宝钢配煤炼焦工艺及焦炭 质量o
公司 鞍钢常规炼焦
炉型及 炼焦工艺
4. 3m
表 3 宝钢与鞍钢炼焦工艺及焦炭质量对比
配煤质量/%
焦炭质量/%
气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 1/ 3 焦 气肥 七台河 Ad
Vdaf
Std
M40
M10
25
35
12 18
10 12. 34 1. 15 0. 63 82. 5 6. 6
炭O
马希博 龙晓阳 鞍钢备煤炼焦技术的进步及展望
2003 年全国新增焦炭产能 2100 万 t 焦炭生 产 能 力 达 到 17776 万 t 约 占 世 界 焦 炭 产 量 的 45% ; 出口焦炭 1472 万 t 占世界焦炭出口总量的 60% o 预计 2005 年与 2006 年在建焦炉投产后 机 焦生产能力将突破 2 亿 to 2005 年全国焦~ 肥煤缺 口将达到 2000~ 4000 万 t 2010 年将达到 4000~ 6000 万 to 届时 全国各大钢铁企业将展开国内有 限的主焦煤资源的争夺o 鞍钢地处东北 应充分利 用东北地区的 1/3 焦煤 生产大高炉用冶金焦炭o 3. 2 炼焦生产面临的形势
( 2) 捣固炼焦技术现状 1882 年德国首先采用了捣固炼焦技术 至今 已有 120 多年的历史o 1984 年德国迪林根中心焦
大型高炉对焦炭质量的要求O
表 1 全国炼焦煤分品种储量
项目
气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 未定牌号 合计
储量 105 万 133. 1 32. 5 48. 5 38. 6
比例 %
51. 4 12. 6 18. 8 14. 9
5. 7 258. 4
2. 3
100
注 炼焦煤储量占煤炭总储量的 28. 7% O
表 2 东北地区炼焦煤分品种储量
焦配煤工艺的不断优化和配煤质量的提高O 2. 2 备煤炼焦工艺 2. 2. 1 备煤系统技术进步
鞍钢新轧钢化工总厂备煤系统采用先配合后
粉碎工艺 在配煤槽下部设自动称量装置O 生产时 按给定值控制各单种煤的配量 配煤准确率可达
98% 以上 可以确保配煤比的稳定和准确O 焦炉二 期工程备煤系统采用了煤预粉碎工艺 使煤岩组
以推广O 炼焦系统采用低水分熄焦 在稳定了焦炭 水分的同时 也起到了整粒作用 提高了焦炭质
量O 随着焦炉向大型化发展 化工总厂炼焦炉技
改 工 程 全 部 采 用 6m 焦 炉 加 干 熄 焦 技 术 < 一 期 和 二 期 工 程 各 配 一 套 能 力 为 140 1 的 干 洗 焦 装 置D O 采用干熄焦技术既能达到节能环保 同时也 可改善焦炭质量O 据资料介绍 采用干熄焦技术 后 焦炭冷态强度 M40可提高 3% ~ 5% CSR 提高
3
鞍钢焦炉改造除一期工程已投产 2 座 55 孔~ 6m 焦炉和二期工程在建的 2 座 55 孔~ 6m 焦炉加 配套干熄焦外 其它焦炉均采用常规配煤炼焦工 艺 很难适应煤炭市场变化的要求 炼焦生产形势 非常严峻o 采用成熟的备煤炼焦单元技术 对老炼 焦系统进行技术改造 这是包括鞍钢在内所有大 型钢铁企业发展的最佳途径o 3. 2. 1 国内典型炼焦工艺及焦炭质量
2006 年第 1 期
鞍钢技术
总第 337 期
ANGANG TECHNOLOGY
l
鞍钢备煤炼焦技术的进步及展望
马希博 龙晓阳 ( 鞍钢新轧钢公司化工总厂)
摘要 通过分析鞍钢备煤炼焦技术的现状, 结合东北地区煤炭资源的情况以及世界备煤 炼焦技术的发展, 建议鞍钢新建焦炉可考虑采用 6m 焦炉 干熄焦 煤调湿或 5. 5m 捣固焦炉
干熄焦, 以保证焦炭质量满足高炉的要求O 关键词 备煤炼焦 干熄焦 煤调湿 中图分类号 T 522. 1 文献标识码 A 文章编号 1006-4613( 2006) 01-0001-06
progress and Forecast of Coal preparation f or Coking Technology in Angang
Ma Xibo Long Xiaoyang ( General Chemical plant of Angang New Steel Co. , Ltd. )
Abstract Through analyzing the present situation of coal preparation f or coking technology in Angang, combining coal resource condition in the northeast region with the development of coal preparation f or coking technology in the world, a coke oven of 6m high of carbonization chamber dry coke guenching adjusting water content in coal or a coke oven using ramming technology whose carbonization chamber is in height of 5. 5m dry coke guenching are suggested to apply on the new coke oven established in Angang aiming at assuring the coke guality to meet the reguirements of BF.
2
M10降低到 7. 31% ; 2001~ 2003 年 焦炭质量一年 前 进 一 小 步 2003 年 焦 炭 M40 达 到 79. 6% M10 降 到 7. 08% O 2. 1. 2 提高焦炭质量采取的措施
第一次提高焦炭强度采取的主要措施是优化
配煤结构 减少配煤中气煤的用量 增加焦肥煤和
5m
25
35
12 16
12 12. 42 1. 13 0. 67 81
6. 5
鞍钢焦炉工程 改造后预测
6m 6m+ 干熄焦
15
24
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10 11
15
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Baidu Nhomakorabea40
10 11
12. 50 1. 14 12. 50 1. 14
0. 63 0. 63
82. 1 7. 5 82. 1+ 3 7. 5 0. 5
宝钢
粘结性好于气煤的 1 3 焦煤的用量 使配合煤的 Vdaf 降低 粘结性提高 焦炭强度得到改善O
焦炭强度第二次大幅度提高主要是通过降低
配合煤的灰分 同时减少气煤用量 增加焦肥煤用
量达到的O 焦炭灰分从 1989 年的 15. 08% 下降到 1992 年的 13. 51% 焦炭硫分从最高时的 0. 72% 降低到 2003 年的 0. 59% 气煤配比降到 15% 以 下 焦肥煤用量增加到 52. 9% O 鞍钢焦炭质量在 不同的时期实现了跨越式提高 这主要归功于炼
成在不同粒度下更均匀~ 合理 大幅度提高了焦炭 质量O 2. 2. 2 炼焦系统技术进步
炼焦生产采用单炉装煤量自动记录~ 加热煤 气量自动记录~ 焦炉推焦电流自动记录和焦炉红 外自动测温等技术 不仅可减轻工人的劳动强度
也可提高焦炭质量 降低炼焦能耗 延长炉体寿
命O 低水分熄焦技术在化工总厂三炼焦车间的成
形成较强的结合界面; 另一方面 细粉碎可使各粒 度组成的煤岩组分趋向均匀 煤饼整体堆密度一
致 焦饼成熟均匀o 所以 捣固炼焦可改善焦炭质 量 多配弱粘结性煤( 可 多 配 20% ~ 30% ) 降 低 焦炭生产成本o 捣固炼焦与型煤炼焦比较 不用添 加 粘结剂( 宝钢一期型煤炼焦日耗软沥青 125t) 不耗用大量蒸汽(宝钢一期型煤炼焦日耗蒸汽 200t) 设备简单可靠 基建费用和运营费用较低o
6m+ 干熄焦+ 型煤 31. 19 21. 08 28. 59 7. 86
11. 28
11. 33
0. 56 89. 0 5. 5
3. 3 单元炼焦技术 3. 3. 1 捣固炼焦
( 1) 技术特点 捣固炼焦是通过细粉碎煤料来改善焦炭质量
的o 通过捣固 增大装炉煤的堆密度( 由顶装煤时 的 0. 74t/ m3 提高到 1. 0t/ m3) 煤粒的间距可减小 28% ~ 33% 使填充煤粒间隙所需的胶质体数量 也相对减少 并能保证充分润湿煤粒表面 煤粒间
不同地区煤的特性差异较大O 我国的煤炭资源中 弱粘结性煤和结焦性的品种较多 但具有强粘结
性的煤却越来越少 能够单独满足炼焦需要的煤
种有限O 因此 根据我国煤炭资源的具体情况 炼 焦行业普遍采用配煤炼焦新技术 以满足炼焦生
产的需要O 全国可用炼焦的优质煤资源储量约为 258. 4
105 万 O 按地区分布极不平衡 全国炼焦煤分 品种储量及在东北地区的分布情况见表 1 和表 2O 从 表 中可 以看 出 中 国炼 焦 煤储 量 中 气煤 占 51. 4% 焦~ 肥煤占 31. 4% O 如果采用常规配煤炼 焦工艺 按炼焦煤储量进行配煤炼焦 则不能满足
2 鞍钢备煤炼焦技术的进步
2. 1 配煤技术进步 2. 1. 1 焦炭质量的进步
马希博, 高级工程师, 1982 年毕业于鞍山科技大学焦化专 业, 现任鞍钢新轧钢公司化工总厂厂长( 114021) O
鞍钢新轧钢化工总厂下设焦化技术中心, 负 责煤焦技术和化工新产品的研发O 焦化技术中心 配 有 煤 岩 及 常 规 分 析 检 测 仪 和 40kg~ 200kg 实 验 焦炉各一座O 多年来, 焦化技术中心对炼焦用煤进 行了深入细致的研究, 取得了丰硕的科研成果, 有 多项成果已在生产中应用, 如用煤岩参数结合常 规技术指标, 通过筛选配煤用单种煤~ 控制来煤质 量~ 优化配煤结构, 使焦炭质量稳步提高, 确保了 炼焦生产的稳定, 满足了炼铁生产的需求O
< 鞍钢技术> 2006 年第 1 期 总第 337 期
2% ~ 3% O 焦炉一期工程中 推焦~ 装煤~ 筛焦和运焦除
尘地面站系统与焦炉主体工程同步投入运行 解 决了焦炉烟气及粉尘对环境的污染问题O
3 鞍钢备煤炼焦技术现状
3. 1 煤炭资源状况 我国煤炭资源虽然比较丰富 品种比较齐全
但优质炼焦煤资源相对短缺 分布也不均衡 而且
在 1976~ 2003 年的 27 年间, 鞍钢的焦炭质 量有过两次明显的提高O 第一次是从 1978 年到 1979 年, 焦炭 M40由 70. 6% 提高到 73. 1% , M10 由 9. 7% 下降到 9. 5% ; 第二次是从 1991 年到 1992 年, 焦 炭 M40 由 72. 9% 跃 升 到 76. 1% , M10 由 8. 5% 下降到 7. 8% O 1992~ 1996 年, M40一直保持 在 76. 1% ~ 76. 7% ; 之后, M40每年提高约 1% ; 到 2000 年, 焦 炭 质 量 再 上 台 阶, M40 达 到 79. 13% ,
项目
气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 未定牌号 合计
储量 105 万 东北 %
7. 16 0. 51 3. 63 0. 62 59. 0 4. 16 29. 9 5. 07
0. 22 1. 87
12. 14 100
注 东北地区炼焦煤储量占全国炼焦煤总储量的 4. 7% O
东北地区炼焦煤储量为 12. 14 105 万 其 中气煤占 59% 从分析来看 东北地区适合多用 弱粘结性煤生产高炉需要的优质焦炭O 鞍钢地处 东北 应采用多种配煤炼焦技术< 如捣固炼焦~ 配 型煤炼焦~ 煤预粉碎~ 煤调湿炼焦等D 配合大焦炉 及干法熄焦 才能生产出满足高炉要求的优质焦
Key Words coal preparation f or coking dry coke guenching adjust water content in coal
1 前言
随着高炉向大型化~ 高喷煤比方向的发展, 高 炉生产对焦炭质量提出了更高的要求O 为此, 鞍钢 新轧钢化工总厂通过采取备煤炼焦技术和优化配 煤结构, 实现了焦炭质量的改善O 特别是近几年焦 炭质量的稳步提高, 为鞍钢高炉的稳产~ 高产以及 提高技术经济指标发挥了重要作用O 本文通过回 顾鞍钢备煤炼焦技术的进步~ 优化配煤结构以及 备煤炼焦单元技术分析, 探讨了鞍钢改善焦炭质 量的途径O
表 3 所示为鞍钢和宝钢配煤炼焦工艺及焦炭 质量o
公司 鞍钢常规炼焦
炉型及 炼焦工艺
4. 3m
表 3 宝钢与鞍钢炼焦工艺及焦炭质量对比
配煤质量/%
焦炭质量/%
气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 1/ 3 焦 气肥 七台河 Ad
Vdaf
Std
M40
M10
25
35
12 18
10 12. 34 1. 15 0. 63 82. 5 6. 6
炭O
马希博 龙晓阳 鞍钢备煤炼焦技术的进步及展望
2003 年全国新增焦炭产能 2100 万 t 焦炭生 产 能 力 达 到 17776 万 t 约 占 世 界 焦 炭 产 量 的 45% ; 出口焦炭 1472 万 t 占世界焦炭出口总量的 60% o 预计 2005 年与 2006 年在建焦炉投产后 机 焦生产能力将突破 2 亿 to 2005 年全国焦~ 肥煤缺 口将达到 2000~ 4000 万 t 2010 年将达到 4000~ 6000 万 to 届时 全国各大钢铁企业将展开国内有 限的主焦煤资源的争夺o 鞍钢地处东北 应充分利 用东北地区的 1/3 焦煤 生产大高炉用冶金焦炭o 3. 2 炼焦生产面临的形势
( 2) 捣固炼焦技术现状 1882 年德国首先采用了捣固炼焦技术 至今 已有 120 多年的历史o 1984 年德国迪林根中心焦
大型高炉对焦炭质量的要求O
表 1 全国炼焦煤分品种储量
项目
气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 未定牌号 合计
储量 105 万 133. 1 32. 5 48. 5 38. 6
比例 %
51. 4 12. 6 18. 8 14. 9
5. 7 258. 4
2. 3
100
注 炼焦煤储量占煤炭总储量的 28. 7% O
表 2 东北地区炼焦煤分品种储量
焦配煤工艺的不断优化和配煤质量的提高O 2. 2 备煤炼焦工艺 2. 2. 1 备煤系统技术进步
鞍钢新轧钢化工总厂备煤系统采用先配合后
粉碎工艺 在配煤槽下部设自动称量装置O 生产时 按给定值控制各单种煤的配量 配煤准确率可达
98% 以上 可以确保配煤比的稳定和准确O 焦炉二 期工程备煤系统采用了煤预粉碎工艺 使煤岩组