鞍鋼魷魚圈7m焦爐焦炭質(zhì)量的評述

1、鞍鋼魷魚圈7m焦爐焦炭質(zhì)量的評述王明國 趙恒波 鄭曉雷 衣  鵬（鞍鋼股份魷魚圈鋼鐵分公司煉焦部，營口115007)    鞍鋼魷魚圈鋼鐵分公司（簡稱鞍鋼魷魚圈）7m焦爐是國內(nèi)首座開工建設(shè)的大型化焦爐，采用JNX-7-2型4×52孔復熱式焦爐，設(shè)計結(jié)焦時間為19h，單孔裝煤量為40t（濕煤），生產(chǎn)能力為255萬t/a。投產(chǎn)初期，因煤源差異及操作不熟練等原因，焦炭抗碎強度與耐磨強度的波動大，且無規(guī)律，質(zhì)量控制比較困難。經(jīng)過不斷調(diào)整，最終實現(xiàn)了焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定，確保了煉鐵廠4 000m3大高爐的穩(wěn)定運行。1   配合煤的優(yōu)化與煤源

2、管理1.1  配入優(yōu)質(zhì)主焦煤    根據(jù)焦、肥煤在煉焦過程中改善焦炭質(zhì)量的重要作用，在正常生產(chǎn)的同時，不斷優(yōu)化配煤方案，先后14次調(diào)整配煤比，尋求適合7m焦爐生產(chǎn)的最佳配比方案（表1），從而使焦炭質(zhì)量有了穩(wěn)步提高。表1    7m焦爐配煤比的優(yōu)化調(diào)整（）時間焦煤1焦煤2肥煤1肥煤21/3焦煤瘦煤低質(zhì)煤2008041824141410308 2008052520201413285 20080531202014132310 20080622202513122010 200806252025

3、1392013 20080711152514132310 20080830251514132310 20080908202014132310 20081002202514131810 200811012015141318101020081116202514131810 200812122015141318101020081227202014132310 20090101232214131810  1.2  加強原料煤的管理    外購洗精煤通過海運和陸運兩種方式到達

4、，海運煤運至營口港，由海運翻車機翻入洗精煤料系相應(yīng)貨位。陸運精煤以火車運達陸運翻車機，由翻車機卸入相應(yīng)貨位。來煤質(zhì)量管理由開工初期從港口到料場的多頭管理改為全部由煉焦部獨自專業(yè)管理，有效遏制了煤混質(zhì)的情況。    原料場分A、B、C 3個料系貯煤，每個料系分7個垛位（氣煤、肥煤1組、肥煤2組、焦煤1組、焦煤2組、瘦煤、1/3焦煤），每個垛位可存煤1.31.4萬噸。由于原料場存煤垛位較多（共21個），且各垛位所存洗精煤的煤種、產(chǎn)地、指標差異較大，因此，保證來煤卸料過程中不發(fā)生混料，確保取用的煤種能準確地運到斗槽是精細配煤、穩(wěn)定焦炭質(zhì)量的關(guān)鍵。1.3  控制

5、配合煤的質(zhì)量    配合煤質(zhì)量的好壞直接影響焦炭的質(zhì)量。首先，加強配煤斗槽與原料場來煤的聯(lián)系，保障來煤信息傳遞的暢通、準確，防止由于上煤錯誤造成混煤事故。其次，穩(wěn)定配煤核子秤系統(tǒng)的操作，根據(jù)化檢結(jié)果，計算對照配合煤前后合格率，抽查配煤準確度，定期對核子秤進行校正，保證核子秤的準確性，以保障配煤的質(zhì)量。第三，加強配煤粉碎機的操作，做好粉碎細度的自檢，根據(jù)煤樣結(jié)果及時對粉碎機進行調(diào)整，以保障配合煤的粉碎細度。    建立備煤煤樣化檢驗結(jié)果數(shù)據(jù)庫，每天對煤樣質(zhì)量化檢結(jié)果、大堆抽檢取樣結(jié)果的數(shù)據(jù)進行錄入統(tǒng)計，并建立煤質(zhì)量日統(tǒng)計、周分析、月總結(jié)

6、的制度，對配合煤及每個單種煤的指標，如灰分、硫分、揮發(fā)分的變化進行控制。1.4  均勻配入焦油渣    焦油渣是粘稠狀廢渣，主要成分有煤塵、焦粉、瀝青粉、炭化室頂部熱解產(chǎn)生的游離碳，及清掃上升管和集氣管時所帶入的多孔物質(zhì)、焦油和瀝青的聚合物等含碳物質(zhì)。渣內(nèi)固定碳含量約60%, 揮發(fā)分含量約33%、灰分約4%、硫含量約1.6%。    焦油渣回配工藝是將備煤粉碎后的配合煤與焦油渣按一定的比例配合，攪拌混合后再送入煤塔進行煉焦。在結(jié)焦過程中不會對爐體造成大的危害，焦油渣所含灰分、硫分也較低，在一定比例下也不會對焦炭的灰分、硫分產(chǎn)

7、生影響，反而能增加裝爐煤的粘結(jié)性，使焦炭的抗碎強度M40增加，耐磨強度M10降低，為提高焦炭質(zhì)量起到了輔助作用。    鞍鋼魷魚圈對每天產(chǎn)生的焦油渣進行回配，既解決了焦化廠焦油渣積壓帶來的環(huán)境污染問題，又節(jié)省了煤源，達到了能源二次利用的目的，為焦化廠提供了一條降本增效的途徑。2    7m焦爐有利于焦炭質(zhì)量的改善2.1  7m焦爐的技術(shù)參數(shù)    7m大容積焦爐的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表2。由于7m焦爐在廢氣循環(huán)系統(tǒng)、蓄熱室、炭化室、燃燒室結(jié)構(gòu)及高向、長向加熱技術(shù)有著獨到的特點，為焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定提高起到了至

8、關(guān)重要的作用。表2    7m焦爐工藝和爐體的主要參數(shù)焦爐的主要工藝參數(shù)焦爐的主要爐體參數(shù)項目數(shù)據(jù)名稱數(shù)值，mm炭化室有效容積m孔48炭化室全長16960炭化室裝干煤量，t36炭化室有效長16100焦爐周期時間， h19炭化室全高6980焦爐年工作日數(shù)，d365炭化室有效高6630焦爐緊張操作系數(shù)1.07炭化室平均寬450裝爐煤水分, 10炭化室錐度50煤氣產(chǎn)率, m3t干煤320炭化室中心距1400成焦率, 76.25(含焦粉)75（不含焦粉）立火道中心距480加熱水平10502.2  強化裝入煤堆密度的操作技能    7

9、m焦爐在炭化室容積及裝煤時的落差上均高于國內(nèi)普通的6m焦爐，依據(jù)設(shè)計值，6m焦爐的堆密度為0.727t/m3, 7m焦爐的堆密度為0.75t/m3。開工以來，崗位工人的操作技能不斷提高，裝煤堆密度穩(wěn)定增加，煤顆粒在軟化熔融階段的結(jié)合緊密，活性組分和惰性組分界面的結(jié)合更好，焦炭的冷態(tài)強度（M40和M10）相應(yīng)提高。    7m焦爐在開工初期，由于各機車運行尚不穩(wěn)定，裝煤車司機對新型機車的性能不熟，造成炭化室裝煤不滿、缺角等現(xiàn)象，致使裝煤堆密度較低。通過加強員工崗位技能培訓及不斷對四大車性能進行摸索調(diào)整，在裝平煤操作中，嚴格遵循裝滿、平通、均勻的原則，控制單孔裝煤量穩(wěn)

10、定在40t左右，避免了各炭化室裝煤量不均勻所導致的焦炭成熟度不同、爐溫的均勻性差及爐頂空間溫度過高、焦炭過火、推焦困難等問題。    通過與大連重工合作，實現(xiàn)了推焦自動記錄，推焦計劃自動編排和焦爐爐號自動識別功能，使焦爐的操作狀況實現(xiàn)了24h監(jiān)控，及時準確地了解焦爐的實際操作情況，使焦爐裝煤堆密度達到了設(shè)計水平，詳見表4。表4  裝入煤量、揮發(fā)分及堆密度的統(tǒng)計表日期裝(濕)煤量t/孔堆密度(干煤)t/m3揮發(fā)分M40%M10%20080437.20.701.2587.07.720080537.80.711.0984.48.020080638.20.721

11、.3380.58.520080737.90.711.3083.07.820080838.50.721.1284.47.120080938.70.731.1084.27.820081038.90.731.0885.07.420081138.60.721.0684.97.420081239.40.741.1186.37.320090140.00.751.0987.36.920090240.00.751.0888.06.7 2.3  控制焦炭成熟度    開工以來，根據(jù)7m焦爐特點，制定穩(wěn)定及適宜的加熱制度，并加強對焦爐操作的管理，穩(wěn)定爐溫，保證爐頂

12、空間溫度，確保焦炭的均勻成熟。在焦爐調(diào)火方面，盡量將標準溫度調(diào)節(jié)均勻，及時消除高溫、低溫號，在確保焦炭均勻成熟的情況下，優(yōu)化加熱制度，在高爐煤氣和焦爐煤氣更換頻繁的時期，密切關(guān)注爐溫，及時對爐溫進行調(diào)整。    焦炭的揮發(fā)分是反映焦炭成熟度的重要標志，7m焦爐從開工起，重視焦炭揮發(fā)分的管理，不斷調(diào)整加熱制度，對砌體中竄漏的部位進行抹補，消除了冒煙冒火現(xiàn)象，并使焦炭揮發(fā)分穩(wěn)定在1.0%1.1%，保證了焦炭的穩(wěn)定成熟。    SPC等數(shù)理統(tǒng)計方法及管理工具的應(yīng)用是提高焦炭質(zhì)量的手段。應(yīng)用MINTAB軟件及SPC統(tǒng)計技術(shù)，對焦炭質(zhì)量進行了統(tǒng)

13、計分析，依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，指導生產(chǎn)?，F(xiàn)焦炭硫分的Ppk（過程性能指數(shù)）已達到0.97，灰分的Ppk2.13, M40 的Ppk2.15，均達到較高水平，見圖1圖3及表5。 圖1   2009年1月焦炭M40 的過程能力圖  圖2   2009年1月焦炭灰分的過程能力圖  圖3     2009年1月焦炭硫分的過程能力圖 表5    200804200902焦炭質(zhì)量的統(tǒng)計結(jié)果日期結(jié)焦時間，h灰分硫分M40M10CRICSR灰分P

14、pk硫分PpkM40Ppk2008044412.660.6887.07.733.548.42008052812.390.7384.48.131.553.70.63.0610.092008062412.810.7680.58.531.455.10.460.410.132008072612.670.7183.07.832.452.20.260.530.132008082612.140.6684.47.129.458.21.121.160.652008092412.480.7484.17.833.253.30.690.530.442008102412.410.7085.07.428.558.80.8

15、30.650.632008112312.380.6884.97.427.059.50.860.730.742008122212.270.6786.47.325.061.20.811.171.072009012411.870.7087.36.923.664.52.132.150.972009022612.320.6588.06.723.065.50.850.911.913   干熄焦的穩(wěn)定運行    鞍鋼魷魚圈7m焦爐配套2×160t/h的干熄焦裝置，與濕法熄焦相比，干熄焦炭的M40提高34個百分點，M10改善0.30.5個百分點。干熄

16、焦炭可降低高爐焦比，有利于高爐爐況順行和提高高爐的生產(chǎn)能力，對采用富氧噴吹技術(shù)的大型高爐效果更加顯著。國際上公認，大型高爐采用干熄焦炭可降低焦比2%，提高高爐生產(chǎn)能力1%;干熄焦技術(shù)還可在焦炭質(zhì)量相同的情況下，減少強粘結(jié)性焦煤和肥煤的配入量，降低煉焦成本。    鞍鋼魷魚圈7m焦爐干熄焦開工初期，為滿足4000m3大高爐對焦炭的質(zhì)量要求，保障高爐開工順暢，克服了大型干熄焦操作經(jīng)驗不足，人員操作水平參差不齊及設(shè)備處于磨合期等不利因素。1號干熄焦裝置于2008年8月29日開工至2008年11月5日焦炭全部實現(xiàn)干熄。2號干熄焦裝置于2008年11月17日開工，不足半個月順利實現(xiàn)全部干熄。干熄焦炭的M40為86.1%，濕熄焦炭的M40為83.2%，干熄焦炭的M40比濕熄焦高2.9%，見表6。2009年12月的煉鐵指標統(tǒng)計見表7。表6   干熄焦開工進程一覽表時間干熄焦裝置熄焦方式干熄率，200808291號開工，三濕一干25200810011號兩濕一干33200810061號一干一濕50200810081號兩干一濕66200810101號三干一濕75200810121號四干一濕80200810161號五干一濕83200811051號全干100200811172號開工，兩干一濕5