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淺談配合煤細度對焦炭產量影響的研究

侯士彬李勇來威謝成波馬俊堯

（鞍鋼煉焦總廠 114021）

摘要：通過標定不同配煤細度下裝煤堆比重的變化，同時標定不同配煤細度下焦炭冷態指標變化趨勢，得出在保證焦炭質量最有的狀態下找出有利于提高焦炭產量的最佳裝煤細度。通過采用單種煤來煤細度初調、調整粉碎機錘頭排列方式、調整頂裝焦爐螺旋轉數最終實現在保證焦炭質量不變的狀態下細度值，并實現了焦炭產量大幅度增產的目的。

關鍵詞：細度；對比重；產量

1 前沿

隨著全國大小焦化企業日益增多，國礦煤數量有限，需要我們補充一部分地礦煤資源，同時鞍鋼自身降成本也要求我們需要使用一部分地礦煤，這些都使得我們的來煤品種日益增多，由于地礦煤一般都產量較小，因此質量相對不是很穩定。這就使得鞍鋼常用的20多個煤種現已增加到90左右個煤種，其中常用的就煤種就有40余種。

隨著洗煤工藝的變化，浮選煤比例日益增多，換句話說就是單種煤細度呈現逐漸上升的趨勢，對于頂裝焦爐，為保證裝煤期間不發生粉塵外溢，故采用螺旋裝煤，通過研究發現配煤細度逐漸升高對裝煤量影響較大，進而影響焦炭產量。但是如果配合煤細度較粗時，對于配合煤結焦又極為不利，因此，研究如何通過調整配煤細度，實現在保證焦炭質量相對穩定的前提下提高裝煤堆密度即焦炭產量，成為一項重要任務有待于我們研究與探索。

2 標定不同配煤細度煉焦試驗

2.1粉碎細度配煤煉焦試驗

2.1.1粉碎細度同堆密度試驗研究

煉焦廠內取配煤盤粉碎前單種煤，按五送煤生產配比進行混合，調整配合煤粉碎細度，進行4組煉焦平行試驗，共8爐，并測量裝煤堆密度、裝煤水分，檢驗焦炭轉鼓強度、熱態性能。4組粉碎細度分別控制80%以上、78%—82%、73%—77%、67%—72%。

表1 ：裝煤堆密度同煤粉碎細度對應表

序號	方案	粉碎細度，%	堆密度，t/m3	裝煤水分，%
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

試驗操作過程中，受試驗設備條件限制，粉碎細度與方案設計略有偏差。從總體趨勢上看，裝煤堆密度隨粉碎細度降低而提高。

圖1：堆密度同粉碎細度對比圖

2.1.2不同粉碎細度配煤煉焦試驗

試驗研究按照如下配煤比進行：

表2：試驗配煤比

煤種	焦1	焦2	肥2	瘦焦	瘦煤	1/3焦	七臺河
比例，%	22	18	18	10	8	14	10

表3：配合煤質量

序號	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：按照配合煤煉焦試驗后焦炭質量

序號	方案	粉碎細度，%	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

圖2：M40隨細度變化而變化圖

圖3：M10 隨細度變化而變化圖

圖4：焦炭熱態指標隨細度變化而變化圖

當細度為81%時，轉鼓強度M40 最高，為76.0%；其次是細度75.5%和75.4%時，轉鼓強度M40分別是75.2%、74.8%；粉碎細度78%和78.6%時，轉鼓強度M40為73.6%；當粉碎細度為84.3%和87%時，轉鼓強度M40分別為72.8%；當粉碎細度69.8%時，轉鼓強度最差，68.8%。轉鼓強度M10變化并不大，只有當粉碎細度降到69.8%時，M10出現較大下滑。焦炭熱態性能均無明顯變化。因此可選擇細度75%左右進行配煤。

3 調整配煤細度的途徑

3.1通過標定單種煤細度進行配合煤細度初調

3.1.1單種煤抽樣檢驗研究

根據研究項目需求，項目組對單種煤細度組成進行了系統抽樣檢驗。單種煤細度篩分組成分析如下：

表5：鞍鋼煉焦總廠各單種煤抽樣檢測細度表

煤篩分組成,%										水分 %
日期	煤種	煤名	＞5mm	5-3mm	3-2mm	2-1mm	1-0.5mm	＜0.5mm	細度	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	臨煥肥	18.3	23.7	1.9	2.1	22.9	31.1	58.0
10月27日	肥1	臨煥肥	16.2	28.7	3	6.5	29.1	16.5	55.1
		臨煥肥平均值						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	范各莊	7.5	18.5	2.1	5.2	23.4	43.3	74.0	14.6
		范各莊平均值						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	偉鑫	18.4	18.1	1.4	3.9	19.4	38.8	63.5	12.8
11月3日	肥2	偉鑫	19.9	20.4	1.7	4.4	20.3	33.3	59.7	10.4
11月16日	肥2	偉鑫	20.5	20.5	1.6	4	19.2	34.2	59.0
11月18日	肥2	偉鑫	18.4	23	1.9	4.9	21.4	30.4	58.6
11月18日	肥2	偉鑫	21.7	23.7	1.8	4.3	18.5	30.0	54.6
11月17日	肥2	偉鑫	25.6	20.3	1.4	4.1	19.1	29.5	54.1
10月29日	肥2	偉鑫	34.8	20	1.4	3.5	14.9	25.4	45.2	16.6
		偉鑫平均值						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	德國灣	25.5	18	1.5	4.1	18.7	32.2	56.5	7.6
11月3日	焦1	德國灣	29.2	18.9	1.5	3.9	18.7	27.8	51.9	9.2
11月5日	焦1	德國灣	32.2	18.4	1.5	3.6	17.2	27.1	49.4	8
		德國灣平均值						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	薩阿吉	27.5	17	1.6	3.6	20.1	30.2	55.5
		薩阿吉平均值						30.2	55.5
9月21日	焦1	屯蘭	12.4	13.1	0.8	2.9	16.9	53.9	74.5
9月25日	焦1	屯蘭	12.4	16.9	1.7	4.6	24.8	39.6	70.7	13
10月8日	焦1	屯蘭	25.2	14.2	1.1	3.4	19.3	36.8	60.6
		屯蘭平均值						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	鐵東	3.9	12	14	3.9	25.9	52.9	84.1
1月5日	焦2	鐵東	6.4	11.5	1	3.3	18.4	59.4	82.1	16.2
10月29日	焦2	鐵東	7.5	11.5	1.2	5.1	30.9	43.8	81.0	14.4
10月21日	焦2	鐵東	6.4	13.1	0.3	2.8	16.6	60.8	80.5	14.4
11月6日	焦2	鐵東	7.5	17.6	1.5	4.9	26.8	41.7	74.9
1月19日	焦2	鐵東	9.6	15.7	1.1	3.6	21.9	48.1	74.7	12
10月30日	焦2	鐵東	9.4	16.2	2.8	3.4	16.4	51.8	74.4	12.2
10月15日	焦2	鐵東	9.8	16.3	1.6	4.9	23.5	43.9	73.9
9月21日	焦2	鐵東	7.5	19.2	2.6	5.7	26.1	38.9	73.3
		鐵東平均值						49.0	77.7
11月3日	七臺河	七臺河	5.7	18.2	2.8	6.4	35	31.9	76.1	8.4
		七臺河平均值						31.9	76.1
11月6日	氣	老萬	31.7	39.8	2.6	6	14.2	5.7	28.5	8.6
		老萬平均值						5.7	28.5
12月18日	瘦	張臺子	7.1	14.1	1.4	4.3	21.4	51.7	78.8	15.4
9月26日	瘦	張臺子	7.6	14.1	1.2	3.4	17.7	56.0	78.3
10月29日	瘦	張臺子	4.9	16.9	2.1	5	23.6	47.5	78.2	13.2
11月30日	瘦	張臺子	8.5	15.7	1.5	4	20.8	49.5	75.8	13.6
11月11日	瘦	張臺子	10	15.5	1.4	3.7	19.5	49.9	74.5	11
10月16日	瘦	張臺子	9	17.3	1.8	4.1	24.9	24.9	73.7
11月3日	瘦	張臺子	9.7	16.9	2	4.8	21.6	45.0	73.4	12.4
1月4日	瘦	張臺子	9.7	17.8	1.8	4.1	18.5	48.1	72.5	11.8
12月28日	瘦	張臺子	14.2	15.8	1.3	2.6	13.3	52.8	70.0	12.6
		張臺子平均值						47.3	75.0
12月21日	瘦焦	白閉關	9.8	20.5	2.2	5.5	26.3	35.7	69.7	8.2
12月23日	瘦焦	白閉關	12.7	18.9	1.8	4.5	23.7	38.4	68.4	8.2
12月30日	瘦焦	白閉關	13	19.9	2	4.5	24.4	36.2	67.1	6.4
10月14日	瘦焦	白閉關	18.4	16.7	1.4	4.2	20.5	38.8	64.9	11.2
10月20日	瘦焦	白閉關	17.5	23.1	0.8	5.3	20.8	32.5	59.4	12
11月24日	瘦焦	白閉關	21.4	19.5	1.7	4.3	18	35.1	59.1
12月10日	瘦焦	白閉關	22.1	19	1.7	3.7	19.8	33.7	58.9	9.4
9月24日	瘦焦	白閉關	20.4	21.1	1.6	5	20	31.9	58.5
9月23日	瘦焦	白閉關	21.5	20.9	1.9	4.5	19.1	32.1	57.6
11月16日	瘦焦	白閉關	23.7	19.2	1.8	3.9	18.2	33.2	57.1	6.6
12月29日	瘦焦	白閉關	27.3	20.4	1.8	4.3	18.3	27.9	52.3	10.8
9月24日	瘦焦	白閉關	29	20.6	1.7	3.5	17.9	27.3	50.4	7.4
10月12日	瘦焦	白閉關	34.9	16.7	1.1	2.9	13.9	30.5	48.4	9
		白閉關平均值						33.3	59.4
10月16日	瘦焦	億堂	10.6	18.3	1.5	4	20.3	45.3	71.1	11.6
9月21日	瘦焦	億堂	13	16.1	2	4.2	24	40.7	70.9	12.4
9月25日	瘦焦	億堂	20.4	11	0.8	2.8	16.2	48.8	68.6
		億堂平均值						44.9	70.2
10月30日	新煤種	新鷺盛	22	18.4	1.5	4.4	19.1	34.6	59.6

通過系統抽樣發現：

1）單種煤細度達到70%以上的煤種有：

焦煤2組：鐵東77.7%、桃山74.4%

焦煤1組：安益71.8%

肥煤：范各莊74%

瘦煤、瘦焦煤：張臺子75%、億堂70.2%；

七臺河76.1%

2）單種煤篩分組成＜0.5mm占40%以上的煤種有桃山、鐵東、張臺子、范各莊、屯蘭、億堂。

3）對重點單種煤單獨分析如下：

a鐵東煤共抽查9次，最高細度達到84.1%，抽查細度達70%比例以上占100%，抽查細度達80%比例以上占44.4%；篩分組成＜0.5mm最高60.8%，平均49%。

b桃山共抽查9次，最高細度最高達到79.3%，抽查細度達70%比例以上占77.8%；篩分組成＜0.5mm最高51.7%，平均46.8%。

c張臺子共抽查9次，最高細度達到78.8，抽查細度達70%比例以上占100%；篩分組成＜0.5mm最高56.0%，平均47.3%。

以上三種單種煤細度過高，煤粉含量也較高。

通過系統抽樣檢驗：細度較好的煤種有：臨渙、邦力、林盛堡、偉鑫、德國灣、介休、薩阿吉、西曲、白閉關；而范各莊抽查次數為1次，細度74%；安益抽查2次，平均71.8%，其中1次76.2%；屯蘭抽查3次，其中1次74.5%；七臺河抽查1次，細度76.1%；義棠平均細度70.2%，總體比較穩定。對這些煤種需持續跟蹤，同時對細度較高的煤種提出要求。

3.1.2不同產地主焦煤抽樣檢驗研究

檢驗焦1中國礦、進口、地礦各單種煤細度

表6：焦1單種煤細度、揮發分標定統計表

煤種	細度	揮發分（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
屯蘭	62.5	19.05
介休	63.2	22.56
平均	62.6	20.49
兌鎮	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

圖5單種煤細度變化趨勢圖

由表6及圖5可以看出：

1）山西地方高硫煤細度偏粗，有利于降低配合煤前細度，可為下一步調整配合煤細度在75%奠定基礎。

2）山西地方高硫煤不僅細度偏粗同比山西國礦焦1價格方面有明顯優勢，有利于降低配煤成本，且揮發分偏低，有利于提高全焦率。

3）進口焦煤雖然細度和山西焦煤基本持平，價格與山西國礦基本一致，但硫份明顯低于山西焦煤，因此選用進口焦煤加高硫煤不僅能夠實現降低配前細度的目的，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 7.5萬噸，進口焦煤8.5萬噸，山西焦煤比例由大幅下降，高硫焦1大量的使用為調整配合煤細度在75%奠定堅實基礎。

3.2采取降低可逆反擊錘式粉碎機錘頭的方式調整配合煤細度

3.2.1對于6米焦爐對應的送煤系統調整配煤細度

對6米焦爐對應送煤系統繼續采用調整可逆反擊錘式粉碎機錘頭個數的方式進行配合煤細度調整

（1）6m焦爐配套可逆反擊錘式粉碎機調整錘頭個數原則

1）PFCK－1618型粉碎機錘頭為螺旋排列，首先打印錘頭分布表，確定要增加或減少的錘頭及個數。

2）調整錘頭要盡量保證四個為一組，分別為對應的兩排和對稱的兩列。

3）對應的兩排要平衡分布，兼顧左右穩定。

4）對應兩排錘頭總重量相差不超過0.2KG。

5）相鄰兩排錘頭個數差不超過3個。

6）相鄰兩列錘頭個數差不超過2個。

7）摘錘頭時，不允許有相鄰兩排存在空排。

8）摘錘頭時，盡量安排間隔取消錘頭，不允許有相鄰三列存在空列。

通過調整錘頭個數實現了配合煤細度逐漸下調，原來42個錘頭細度在83%左右，36個錘頭細度在78%左右，28個錘頭細度在75.5%左右，最終實現了通過調整粉碎機錘頭個數降低配煤細度的目的，錘頭個數調整后細度變化趨勢見圖6。

圖6 錘頭個數調整后細度變化趨勢圖

圖7：配合煤細度同單孔裝煤量關系圖

3.3.2 7m焦爐對應備煤系統通過改進配合煤細度

7m焦爐對應備煤系統通過改進錘頭大小有效降低了配合煤細度設計上西部備煤兩臺處理量500噸/h可逆反擊錘式粉碎機，單個錘頭重量30KG，開工期間標定細度達到85%作用，嚴重影響7m焦爐螺旋裝煤操作。西部備煤采取改進錘頭大小、錘子排布方式進行調整配合煤細度，錘頭單個大小進行削減，73-74%左右，實現了西部煉焦單孔裝煤量逐漸增加，單種裝煤量的逐漸提高實現了西部煉焦焦炭產能大幅上升，由設計的單孔干煤量40噸提升至目前41.8噸，達到了7m焦爐的設計產能。

3.3控制煉焦作業區裝煤螺旋轉數提高裝煤對比重

6米焦爐煉焦作業區進行裝煤螺旋轉數與單孔裝煤量、堆比重標定，標定結果見表7。

表7螺旋轉數與單孔裝煤量、堆比重標定統計表

序號	說明	螺旋轉數（由機到焦）				單孔裝煤量	堆比重
1	2016年6月15日換7#煤車1#螺旋前	105	88	88	106	28.3069	0.735244
2	2016年6月15日換7#煤車1#螺旋后	70	88	88	106	28.3247	0.735706
3	2016年6月17日換7#煤車4#螺旋后	70	88	88	64	28.3519	0.736413

圖8 螺旋轉數與裝煤堆比重變化趨勢圖

由以上標定結果可以看出螺旋老化對裝煤堆比重影響較大，且前期生產期間對螺旋更換不重視，部分螺旋已經超過99轉（滿量程），下圖為某一煉焦螺旋老化圖片。

圖9 ：螺旋老化后的現場圖片

既然意識到裝煤速度對裝煤堆比重影響，且2015年將裝煤螺旋轉數寫入規定，嚴格控制85轉以內必須更換目的，2016年各單位整體執行較好平均螺旋轉數控制在75轉以內，六煉焦幾乎全部控制在70轉以內，在一定程度上提高了裝煤堆比重，為2017年焦炭產量超產降成本奠定堅實基礎。

4 結論

4.1配煤細度在74-75%時可實現在確保焦炭質量相對穩定的前提下實現最大程度提高裝煤對比中的目的。

4.2對于頂裝焦炭配煤細度變化時候對單孔裝煤量影響較大，進而影響焦炭產量。

4.3單種煤來煤細度呈現逐漸上升的趨勢，尤其是鞍鋼目前常用的焦2（鐵東、桃山），來煤細度已經超過配煤細度，因此應考慮不粉碎。

4.4在不增加焦爐設計產能的前提下可通過調整裝煤細度實現焦爐增產的目的。

參考文獻

[1]于振東，鄭文華.現代焦化生產技術手冊[M].北京：冶金工業出版社，2010.，1，37

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淺談配合煤細度對焦炭產量影響的研究