浅谈配合煤细度对焦炭产量影响的研究_原料_炼铁文献_技术文献

浅谈配合煤细度对焦炭产量影响的研究

侯士彬李勇来威谢成波马俊尧

（鞍钢炼焦总厂 114021）

摘要：通过标定不同配煤细度下装煤堆比重的变化，同时标定不同配煤细度下焦炭冷态指标变化趋势，得出在保证焦炭质量最有的状态下找出有利于提高焦炭产量的最佳装煤细度。通过采用单种煤来煤细度初调、调整粉碎机锤头排列方式、调整顶装焦炉螺旋转数最终实现在保证焦炭质量不变的状态下细度值，并实现了焦炭产量大幅度增产的目的。

关键词：细度；对比重；产量

1 前沿

随着全国大小焦化企业日益增多，国矿煤数量有限，需要我们补充一部分地矿煤资源，同时鞍钢自身降成本也要求我们需要使用一部分地矿煤，这些都使得我们的来煤品种日益增多，由于地矿煤一般都产量较小，因此质量相对不是很稳定。这就使得鞍钢常用的20多个煤种现已增加到90左右个煤种，其中常用的就煤种就有40余种。

随着洗煤工艺的变化，浮选煤比例日益增多，换句话说就是单种煤细度呈现逐渐上升的趋势，对于顶装焦炉，为保证装煤期间不发生粉尘外溢，故采用螺旋装煤，通过研究发现配煤细度逐渐升高对装煤量影响较大，进而影响焦炭产量。但是如果配合煤细度较粗时，对于配合煤结焦又极为不利，因此，研究如何通过调整配煤细度，实现在保证焦炭质量相对稳定的前提下提高装煤堆密度即焦炭产量，成为一项重要任务有待于我们研究与探索。

2 标定不同配煤细度炼焦试验

2.1粉碎细度配煤炼焦试验

2.1.1粉碎细度同堆密度试验研究

炼焦厂内取配煤盘粉碎前单种煤，按五送煤生产配比进行混合，调整配合煤粉碎细度，进行4组炼焦平行试验，共8炉，并测量装煤堆密度、装煤水分，检验焦炭转鼓强度、热态性能。4组粉碎细度分别控制80%以上、78%—82%、73%—77%、67%—72%。

表1 ：装煤堆密度同煤粉碎细度对应表

序号	方案	粉碎细度，%	堆密度，t/m3	装煤水分，%
1	5k配煤方案1-1	87	0.72	10.6
2	5k配煤方案1-2	84.3	0.71	9.8
3	5k配煤方案2-1	78.6	0.72	9.4
4	5k配煤方案2-2	81	0.73	9.6
5	5k配煤方案3-1	78	0.75	9.6
6	5k配煤方案3-2	75.5	0.76	9.6
7	5k配煤方案4-1	75.4	0.75	9.8
8	5k配煤方案4-2	69.8	0.81	9.8

试验操作过程中，受试验设备条件限制，粉碎细度与方案设计略有偏差。从总体趋势上看，装煤堆密度随粉碎细度降低而提高。

图1：堆密度同粉碎细度对比图

2.1.2不同粉碎细度配煤炼焦试验

试验研究按照如下配煤比进行：

表2：试验配煤比

煤种	焦1	焦2	肥2	瘦焦	瘦煤	1/3焦	七台河
比例，%	22	18	18	10	8	14	10

表3：配合煤质量

序号	品名	Ad	Vd	Vdaf	St,d	X	Y	G
1	5k配煤方案1-1	9.48	21.83	24.12	0.77	23.4	13.5	77.9
2	5k配煤方案1-2	9.53	21.87	24.17	0.78	24.6	14.5	77.9
3	5k配煤方案2-1	9.85	21.82	24.2	0.81	21.9	14.0	82.6
4	5k配煤方案2-2	9.71	22.12	24.5	0.78	21.0	15.0	80.8
5	5k配煤方案3-1	9.73	22.17	24.56	0.8	21.3	15.0	77.6
6	5k配煤方案3-2	9.56	22.14	24.48	0.79	25.7	15.0	77.7
7	5k配煤方案4-1	9.53	21.98	24.29	0.78	23.0	14.0	79.3
8	5k配煤方案4-2	9.44	21.85	24.13	0.75	23.0	15.0	80.2

表4：按照配合煤炼焦试验后焦炭质量

序号	方案	粉碎细度，%	堆密度，t/m3	M40	M10	CRI	CSR
1	5k配煤方案1-1	87	0.72	72.8	7.8	35.8	43.2
2	5k配煤方案1-2	84.3	0.71	72.8	7.8
3	5k配煤方案2-1	78.6	0.72	73.6	8.0	35.4	43.7
4	5k配煤方案2-2	81	0.73	76.0	8.0
5	5k配煤方案3-1	78	0.75	73.6	8.0	36.2	44.0
6	5k配煤方案3-2	75.5	0.76	75.2	8.2
7	5k配煤方案4-1	75.4	0.75	74.8	7.8	35.2	44.8
8	5k配煤方案4-2	69.8	0.81	68.8	8.4

图2：M40随细度变化而变化图

图3：M10 随细度变化而变化图

图4：焦炭热态指标随细度变化而变化图

当细度为81%时，转鼓强度M40 最高，为76.0%；其次是细度75.5%和75.4%时，转鼓强度M40分别是75.2%、74.8%；粉碎细度78%和78.6%时，转鼓强度M40为73.6%；当粉碎细度为84.3%和87%时，转鼓强度M40分别为72.8%；当粉碎细度69.8%时，转鼓强度最差，68.8%。转鼓强度M10变化并不大，只有当粉碎细度降到69.8%时，M10出现较大下滑。焦炭热态性能均无明显变化。因此可选择细度75%左右进行配煤。

3 调整配煤细度的途径

3.1通过标定单种煤细度进行配合煤细度初调

3.1.1单种煤抽样检验研究

根据研究项目需求，项目组对单种煤细度组成进行了系统抽样检验。单种煤细度筛分组成分析如下：

表5：鞍钢炼焦总厂各单种煤抽样检测细度表

煤筛分组成,%										水分 %
日期	煤种	煤名	＞5mm	5-3mm	3-2mm	2-1mm	1-0.5mm	＜0.5mm	细度	水分 %
11月10日	1/3焦	峻德	23.8	23.9	1.6	4.1	17	29.6	52.3	11
		峻德平均值						29.6	52.3
11月4日	肥1	临焕肥	18.3	23.7	1.9	2.1	22.9	31.1	58.0
10月27日	肥1	临焕肥	16.2	28.7	3	6.5	29.1	16.5	55.1
		临焕肥平均值						23.8	56.6
11月16日	肥2	邦力	16.4	14	1.3	3.3	22.4	42.6	69.6
10月27日	肥2	邦力	18.1	16.4	1.5	3.5	20.4	40.1	65.5
11月4日	肥2	邦力	19.2	20.6	1.9	4.7	22.7	30.9	60.2
11月9日	肥2	邦力	20.6	22.4	2.2	4.7	22.4	27.7	57.0
10月30日	肥2	邦力	21.7	28.6	2.1	5.7	23.8	18.1	49.7
		邦力平均值						31.9	60.4
11月6日	肥2	范各庄	7.5	18.5	2.1	5.2	23.4	43.3	74.0	14.6
		范各庄平均值						43.3	74.0
10月28日	肥2	林盛堡	18	20.6	1.8	4	22.3	33.3	61.4
11月25日	肥2	林盛堡	34.8	20.6	1.4	3.3	16	23.9	44.6	6.8
		林盛堡平均值						28.6	53.0
11月16日	肥2	伟鑫	18.4	18.1	1.4	3.9	19.4	38.8	63.5	12.8
11月3日	肥2	伟鑫	19.9	20.4	1.7	4.4	20.3	33.3	59.7	10.4
11月16日	肥2	伟鑫	20.5	20.5	1.6	4	19.2	34.2	59.0
11月18日	肥2	伟鑫	18.4	23	1.9	4.9	21.4	30.4	58.6
11月18日	肥2	伟鑫	21.7	23.7	1.8	4.3	18.5	30.0	54.6
11月17日	肥2	伟鑫	25.6	20.3	1.4	4.1	19.1	29.5	54.1
10月29日	肥2	伟鑫	34.8	20	1.4	3.5	14.9	25.4	45.2	16.6
		伟鑫平均值						31.7	56.4
10月28日	焦1	安益	5.7	18.1	2.3	5.3	30	38.6	76.2
11月4日	焦1	安益	13	19.6	2.5	5.6	29.9	29.4	67.4
		安益平均值						34.0	71.8
11月9日	焦1	德国湾	25.5	18	1.5	4.1	18.7	32.2	56.5	7.6
11月3日	焦1	德国湾	29.2	18.9	1.5	3.9	18.7	27.8	51.9	9.2
11月5日	焦1	德国湾	32.2	18.4	1.5	3.6	17.2	27.1	49.4	8
		德国湾平均值						29.0	52.6
10月28日	焦1	介休	12.9	24.9	2.2	5.4	22.6	32.0	62.2
10月29日	焦1	介休	19.5	231.4	2.2	4.7	23.3	28.9	59.1
		介休平均值						30.5	60.7
10月16日	焦1	萨阿吉	27.5	17	1.6	3.6	20.1	30.2	55.5
		萨阿吉平均值						30.2	55.5
9月21日	焦1	屯兰	12.4	13.1	0.8	2.9	16.9	53.9	74.5
9月25日	焦1	屯兰	12.4	16.9	1.7	4.6	24.8	39.6	70.7	13
10月8日	焦1	屯兰	25.2	14.2	1.1	3.4	19.3	36.8	60.6
		屯兰平均值						43.4	68.6
9月21日	焦1	西曲	7.1	12.2	1.2	3.5	23.1	52.9	80.7
10月20日	焦1	西曲	14.5	18.4	0.3	4.1	20.8	41.9	67.1	10.8
11月16日	焦1	西曲	13.3	21	2	4.7	18.8	40.3	65.7
12月18日	焦1	西曲	14.8	22.7	2.3	4.7	18.8	36.7	62.5	15.6
10月29日	焦1	西曲	19.9	18.9	1.4	3.6	14.8	41.4	61.2	11.4
10月16日	焦1	西曲	17.7	23.5	1.8	4.3	16.6	36.1	58.8	11.2
10月8日	焦1	西曲	17.4	25.2	1.8	4.4	18.3	32.9	57.4
11月20日	焦1	西曲	21.1	21.7	1.2	3.4	15.1	37.5	57.2	10.6
10月15日	焦1	西曲	19.5	25.1	2	4.8	18.4	30.2	55.4	8
1月13日	焦1	西曲	24.5	20.2	1.4	3.5	18.6	31.8	55.3	11.6
9月23日	焦1	西曲	17.8	28.7	2.3	4.6	17.2	29.4	53.5
11月5日	焦1	西曲	23.6	24.9	1.9	4.5	18	27.1	51.5
9月24日	焦1	西曲	26.6	23.6	2.1	3.5	19.6	24.6	49.8	11.4
10月30日	焦1	西曲	17	33.3	2.9	7	22.7	17.1	49.7
10月9日	焦1	西曲	35.1	15.8	1.1	2.6	12.8	32.6	49.1	11.2
11月11日	焦1	西曲	35.5	21.8	1.7	3.6	12.7	24.7	42.7
10月12日	焦1	西曲	39.4	19.4	1.9	3.4	13.5	22.4	41.2
		西曲平均值						32.9	56.4
10月27日	焦2	桃山	5.3	15.4	2.2	5	27.6	44.5	79.3
11月9日	焦2	桃山	7.8	13.6	1.5	4.4	25	47.7	78.6
12月17日	焦2	桃山	9.2	13.4	1.6	3.8	21.8	50.2	77.4	13.4
1月13日	焦2	桃山	8.2	14.5	1.2	4.1	22.9	49.1	77.3	8.4
1月7日	焦2	桃山	7.2	16.5	1.5	4.5	22.2	48.1	76.3	14.8
11月10日	焦2	桃山	8.8	15.7	1.3	4.4	23	46.8	75.5
11月27日	焦2	桃山	10.4	17.3	0.8	4.4	21.3	45.8	72.3
10月21日	焦2	桃山	19.6	12.7	0.2	2.6	13.2	51.7	67.7	13.4
1月15日	焦2	桃山	14.3	20.6	1.6	4.4	22.1	37.0	65.1	10.6
		桃山平均值						46.8	74.4
9月24日	焦2	铁东	3.9	12	14	3.9	25.9	52.9	84.1
1月5日	焦2	铁东	6.4	11.5	1	3.3	18.4	59.4	82.1	16.2
10月29日	焦2	铁东	7.5	11.5	1.2	5.1	30.9	43.8	81.0	14.4
10月21日	焦2	铁东	6.4	13.1	0.3	2.8	16.6	60.8	80.5	14.4
11月6日	焦2	铁东	7.5	17.6	1.5	4.9	26.8	41.7	74.9
1月19日	焦2	铁东	9.6	15.7	1.1	3.6	21.9	48.1	74.7	12
10月30日	焦2	铁东	9.4	16.2	2.8	3.4	16.4	51.8	74.4	12.2
10月15日	焦2	铁东	9.8	16.3	1.6	4.9	23.5	43.9	73.9
9月21日	焦2	铁东	7.5	19.2	2.6	5.7	26.1	38.9	73.3
		铁东平均值						49.0	77.7
11月3日	七台河	七台河	5.7	18.2	2.8	6.4	35	31.9	76.1	8.4
		七台河平均值						31.9	76.1
11月6日	气	老万	31.7	39.8	2.6	6	14.2	5.7	28.5	8.6
		老万平均值						5.7	28.5
12月18日	瘦	张台子	7.1	14.1	1.4	4.3	21.4	51.7	78.8	15.4
9月26日	瘦	张台子	7.6	14.1	1.2	3.4	17.7	56.0	78.3
10月29日	瘦	张台子	4.9	16.9	2.1	5	23.6	47.5	78.2	13.2
11月30日	瘦	张台子	8.5	15.7	1.5	4	20.8	49.5	75.8	13.6
11月11日	瘦	张台子	10	15.5	1.4	3.7	19.5	49.9	74.5	11
10月16日	瘦	张台子	9	17.3	1.8	4.1	24.9	24.9	73.7
11月3日	瘦	张台子	9.7	16.9	2	4.8	21.6	45.0	73.4	12.4
1月4日	瘦	张台子	9.7	17.8	1.8	4.1	18.5	48.1	72.5	11.8
12月28日	瘦	张台子	14.2	15.8	1.3	2.6	13.3	52.8	70.0	12.6
		张台子平均值						47.3	75.0
12月21日	瘦焦	白闭关	9.8	20.5	2.2	5.5	26.3	35.7	69.7	8.2
12月23日	瘦焦	白闭关	12.7	18.9	1.8	4.5	23.7	38.4	68.4	8.2
12月30日	瘦焦	白闭关	13	19.9	2	4.5	24.4	36.2	67.1	6.4
10月14日	瘦焦	白闭关	18.4	16.7	1.4	4.2	20.5	38.8	64.9	11.2
10月20日	瘦焦	白闭关	17.5	23.1	0.8	5.3	20.8	32.5	59.4	12
11月24日	瘦焦	白闭关	21.4	19.5	1.7	4.3	18	35.1	59.1
12月10日	瘦焦	白闭关	22.1	19	1.7	3.7	19.8	33.7	58.9	9.4
9月24日	瘦焦	白闭关	20.4	21.1	1.6	5	20	31.9	58.5
9月23日	瘦焦	白闭关	21.5	20.9	1.9	4.5	19.1	32.1	57.6
11月16日	瘦焦	白闭关	23.7	19.2	1.8	3.9	18.2	33.2	57.1	6.6
12月29日	瘦焦	白闭关	27.3	20.4	1.8	4.3	18.3	27.9	52.3	10.8
9月24日	瘦焦	白闭关	29	20.6	1.7	3.5	17.9	27.3	50.4	7.4
10月12日	瘦焦	白闭关	34.9	16.7	1.1	2.9	13.9	30.5	48.4	9
		白闭关平均值						33.3	59.4
10月16日	瘦焦	亿堂	10.6	18.3	1.5	4	20.3	45.3	71.1	11.6
9月21日	瘦焦	亿堂	13	16.1	2	4.2	24	40.7	70.9	12.4
9月25日	瘦焦	亿堂	20.4	11	0.8	2.8	16.2	48.8	68.6
		亿堂平均值						44.9	70.2
10月30日	新煤种	新鹭盛	22	18.4	1.5	4.4	19.1	34.6	59.6

通过系统抽样发现：

1）单种煤细度达到70%以上的煤种有：

焦煤2组：铁东77.7%、桃山74.4%

焦煤1组：安益71.8%

肥煤：范各庄74%

瘦煤、瘦焦煤：张台子75%、亿堂70.2%；

七台河76.1%

2）单种煤筛分组成＜0.5mm占40%以上的煤种有桃山、铁东、张台子、范各庄、屯兰、亿堂。

3）对重点单种煤单独分析如下：

a铁东煤共抽查9次，最高细度达到84.1%，抽查细度达70%比例以上占100%，抽查细度达80%比例以上占44.4%；筛分组成＜0.5mm最高60.8%，平均49%。

b桃山共抽查9次，最高细度最高达到79.3%，抽查细度达70%比例以上占77.8%；筛分组成＜0.5mm最高51.7%，平均46.8%。

c张台子共抽查9次，最高细度达到78.8，抽查细度达70%比例以上占100%；筛分组成＜0.5mm最高56.0%，平均47.3%。

以上三种单种煤细度过高，煤粉含量也较高。

通过系统抽样检验：细度较好的煤种有：临涣、邦力、林盛堡、伟鑫、德国湾、介休、萨阿吉、西曲、白闭关；而范各庄抽查次数为1次，细度74%；安益抽查2次，平均71.8%，其中1次76.2%；屯兰抽查3次，其中1次74.5%；七台河抽查1次，细度76.1%；义棠平均细度70.2%，总体比较稳定。对这些煤种需持续跟踪，同时对细度较高的煤种提出要求。

3.1.2不同产地主焦煤抽样检验研究

检验焦1中国矿、进口、地矿各单种煤细度

表6：焦1单种煤细度、挥发分标定统计表

煤种	细度	挥发分（Vdaf）
OK（北）	62.2	25.22
莫拉北	62.7	25.02
文博	63.2	19.64
平均	62.7	23.30
西曲	62.1	19.88
屯兰	62.5	19.05
介休	63.2	22.56
平均	62.6	20.49
兑镇	58.7	21.06
宏泰	61.2	23.15
朱家店	61.4	22.00
信征	59.2	21.04
平均	60.1	21.81

图5单种煤细度变化趋势图

由表6及图5可以看出：

1）山西地方高硫煤细度偏粗，有利于降低配合煤前细度，可为下一步调整配合煤细度在75%奠定基础。

2）山西地方高硫煤不仅细度偏粗同比山西国矿焦1价格方面有明显优势，有利于降低配煤成本，且挥发分偏低，有利于提高全焦率。

3）进口焦煤虽然细度和山西焦煤基本持平，价格与山西国矿基本一致，但硫份明显低于山西焦煤，因此选用进口焦煤加高硫煤不仅能够实现降低配前细度的目的，而且可以大幅度降低配煤成本。

2016年1-11月份平均每月使用高硫焦1 7.5万吨，进口焦煤8.5万吨，山西焦煤比例由大幅下降，高硫焦1大量的使用为调整配合煤细度在75%奠定坚实基础。

3.2采取降低可逆反击锤式粉碎机锤头的方式调整配合煤细度

3.2.1对于6米焦炉对应的送煤系统调整配煤细度

对6米焦炉对应送煤系统继续采用调整可逆反击锤式粉碎机锤头个数的方式进行配合煤细度调整

（1）6m焦炉配套可逆反击锤式粉碎机调整锤头个数原则

1）PFCK－1618型粉碎机锤头为螺旋排列，首先打印锤头分布表，确定要增加或减少的锤头及个数。

2）调整锤头要尽量保证四个为一组，分别为对应的两排和对称的两列。

3）对应的两排要平衡分布，兼顾左右稳定。

4）对应两排锤头总重量相差不超过0.2KG。

5）相邻两排锤头个数差不超过3个。

6）相邻两列锤头个数差不超过2个。

7）摘锤头时，不允许有相邻两排存在空排。

8）摘锤头时，尽量安排间隔取消锤头，不允许有相邻三列存在空列。

通过调整锤头个数实现了配合煤细度逐渐下调，原来42个锤头细度在83%左右，36个锤头细度在78%左右，28个锤头细度在75.5%左右，最终实现了通过调整粉碎机锤头个数降低配煤细度的目的，锤头个数调整后细度变化趋势见图6。

图6 锤头个数调整后细度变化趋势图

图7：配合煤细度同单孔装煤量关系图

3.3.2 7m焦炉对应备煤系统通过改进配合煤细度

7m焦炉对应备煤系统通过改进锤头大小有效降低了配合煤细度设计上西部备煤两台处理量500吨/h可逆反击锤式粉碎机，单个锤头重量30KG，开工期间标定细度达到85%作用，严重影响7m焦炉螺旋装煤操作。西部备煤采取改进锤头大小、锤子排布方式进行调整配合煤细度，锤头单个大小进行削减，73-74%左右，实现了西部炼焦单孔装煤量逐渐增加，单种装煤量的逐渐提高实现了西部炼焦焦炭产能大幅上升，由设计的单孔干煤量40吨提升至目前41.8吨，达到了7m焦炉的设计产能。

3.3控制炼焦作业区装煤螺旋转数提高装煤对比重

6米焦炉炼焦作业区进行装煤螺旋转数与单孔装煤量、堆比重标定，标定结果见表7。

表7螺旋转数与单孔装煤量、堆比重标定统计表

序号	说明	螺旋转数（由机到焦）				单孔装煤量	堆比重
1	2016年6月15日换7#煤车1#螺旋前	105	88	88	106	28.3069	0.735244
2	2016年6月15日换7#煤车1#螺旋后	70	88	88	106	28.3247	0.735706
3	2016年6月17日换7#煤车4#螺旋后	70	88	88	64	28.3519	0.736413

图8 螺旋转数与装煤堆比重变化趋势图

由以上标定结果可以看出螺旋老化对装煤堆比重影响较大，且前期生产期间对螺旋更换不重视，部分螺旋已经超过99转（满量程），下图为某一炼焦螺旋老化图片。

图9 ：螺旋老化后的现场图片

既然意识到装煤速度对装煤堆比重影响，且2015年将装煤螺旋转数写入规定，严格控制85转以内必须更换目的，2016年各单位整体执行较好平均螺旋转数控制在75转以内，六炼焦几乎全部控制在70转以内，在一定程度上提高了装煤堆比重，为2017年焦炭产量超产降成本奠定坚实基础。

4 结论

4.1配煤细度在74-75%时可实现在确保焦炭质量相对稳定的前提下实现最大程度提高装煤对比中的目的。

4.2对于顶装焦炭配煤细度变化时候对单孔装煤量影响较大，进而影响焦炭产量。

4.3单种煤来煤细度呈现逐渐上升的趋势，尤其是鞍钢目前常用的焦2（铁东、桃山），来煤细度已经超过配煤细度，因此应考虑不粉碎。

4.4在不增加焦炉设计产能的前提下可通过调整装煤细度实现焦炉增产的目的。

参考文献

[1]于振东，郑文华.现代焦化生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2010.，1，37

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浅谈配合煤细度对焦炭产量影响的研究