韓風國

(河鋼宣鋼焦化廠，河北 宣化 075100)

現(xiàn)行焦炭熱強度指標，只能評估焦炭在1100 ℃以下溫度區(qū)域性能變化，而表征焦炭在1100 ℃以上高溫區(qū)域強度性能的技術(shù)指標目前還沒有。為此宣鋼和北京科技大學對焦炭質(zhì)量評價指標特別是高溫強度指標進行研究，共同提出 “焦炭1500 ℃高溫強度” 概念和檢測方法[1]。認為，高爐下部高溫區(qū)溫度基本在1500 ℃以上，焦炭強度、粒級在此部位受溫度等影響出現(xiàn)劇烈變化，焦炭具有較好的高溫強度對于爐內(nèi)焦炭骨架作用、爐缸透氣透液性、死焦堆的置換更新都有重要作用。經(jīng)檢測，宣鋼焦炭高溫熱強度只有36.2%，水平較低，因此進行了在保證焦炭目前指標穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，提高焦炭1500 ℃高溫強度的生產(chǎn)實踐。

1 優(yōu)化煉焦煤資源，提高焦炭1500 ℃高溫強度

1.1 優(yōu)化現(xiàn)有資源，提高焦炭高溫強度

從源頭對現(xiàn)用主焦煤13個礦點全部進行40 kg小焦爐單種煤煉焦，按照檢測方法[1]對焦炭全部進行1500 ℃高溫強度檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對煉焦煤資源進行優(yōu)化，逐步淘汰高溫強度較差的西海峰、高硫平遙、鑫飛、浩博；將高溫強度一般的離石、屯蘭、興無逐步減量，離石由每月6列降至4列；屯蘭由每月3列降至1列；興無由每月2列降至1列，資源充足時不采購。

1.2 開發(fā)應(yīng)用新資源，提高焦炭高溫強度

為提高焦炭高溫強度，到山西進行資源考察，通過成分分析、結(jié)焦性試驗、高溫強度試驗，性價比評價，優(yōu)化配煤試驗，確定了3個可用新資源，即解決了資源瓶頸問題，又為提高焦炭高溫強度提供了原料保障。

資源優(yōu)化后，在配煤結(jié)構(gòu)不變情況下，焦炭1500 ℃高溫強度由36.2%提高至41.6%新資源，提高焦炭高溫強度。

2 優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)，提高焦炭高溫強度

在資源優(yōu)化基礎(chǔ)上，根據(jù)各品種、各礦點煉焦煤質(zhì)量，不同焦爐周轉(zhuǎn)時間，制定了焦炭高溫強度提升配煤方案。利用試驗焦爐，確定了焦炭各強度進一步提升配煤結(jié)構(gòu)。停配氣煤4%，1/3焦煤由12%增配至14%，瘦煤、焦煤各增加1%。方案實施后焦炭M40干焦：87.9%、濕焦：85.7%；M10干熄、6.0濕焦6.2%；CSR干焦：67.8%、濕焦：67.0%；高溫強度由41.6%提升至45.8%。

表1 單種煤高溫(1500 ℃)強度檢測數(shù)據(jù)

表3 配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

3 降低焦炭灰分，提高焦炭高溫強度

焦炭中灰分，本身會弱化焦炭孔壁強度尤其在到達1500 ℃以后，焦炭本身所含碳會與焦炭灰分中SiO2等發(fā)生還原反應(yīng)，還原出[SiO]氣體在高溫下散逸，會進一步降低焦炭孔壁強度，使焦炭更易在物理摩擦和碰撞中碎化；隨著焦炭灰分增加，1500 ℃高溫條件下焦炭灰分和碳的反應(yīng)量越大，焦炭的劣化加劇。焦炭灰分與高溫強度有較強的相關(guān)性[1]。

3.1 修訂煉焦煤合同標準，降低焦炭灰分

為降低煉焦煤灰分，對所用煉焦煤礦點進行梳理，對產(chǎn)地質(zhì)量情況摸底，對灰分有降低空間的3個煤種6個礦點的資源重新修訂灰分合同標準，達到降低焦炭灰分目的。

3.2 開發(fā)應(yīng)用低灰進口煤新資源，降低焦炭灰分

為進一步降低焦炭灰分，對低灰澳洲進口煤進行性能研究。該資源灰分小于8.50%，硫份小于0.50%，配用后可以起到降低焦炭灰分、硫分作用。單種煤結(jié)焦性M40：78.0%較差，但1500 ℃高達56.08%。因此，進行配加進口煤，降低焦炭灰分，提高高溫強度生產(chǎn)實踐。通過多次優(yōu)化各礦點配入比例，確定進口煤極限配比，澳洲進口煤配入比例控制在6%之內(nèi)，焦炭冷、熱強度全部滿足要求。

通過修訂采購合同，開發(fā)應(yīng)用低灰進口焦煤新資源，焦炭灰分由12.92%降至12.40%，焦炭1500 ℃高溫強度由36.2%提高至48.8%。

表4 灰分修訂前后對比

表5 進口煤性能試驗及配煤試驗結(jié)果

表6 進口煤配煤試驗情況

表7 實施前后焦炭質(zhì)量對比

4 實施效果

實施后，冶金焦質(zhì)量全部達到攻關(guān)目標要求，且較實施前均有不同程度的改善，尤其是灰分改善明顯，較實施前改善0.52個百分點。高溫強度完成48.8%，較實施前提高12.6個百分點。

5 結(jié)語

從源頭優(yōu)化現(xiàn)有資源，開發(fā)應(yīng)用新資源，提高主焦煤單種煤1500 ℃高溫強度，能提高焦炭高溫強度；開發(fā)應(yīng)用低灰資源，通過合同管理降低煉焦煤灰分，提高焦炭高溫強度顯著。