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1、进口炼焦煤性能试验研究胡夏雨 林李全 王 杰(马鞍山钢铁股份有限公司 马鞍山 243003)摘 要:介绍了澳大利亚和加拿大炼焦煤的低灰分、 中等硫含量等质量特性;马钢小焦炉试验和工业试验结果表明:炼焦配用澳煤可以得到冷态强度较好的焦碳,而配用加煤炼焦具有良好的焦炭热态强度;在配煤炼焦中两者均可替代目前国内主焦煤品种。关键词:焦煤 小焦炉试验 焦炭热态强度RESEARCH ON THE IMPORT COKING COAL PERFORMANCE BY TESTINGHu Xiayu Lin Liquan Wang Jie(Maanshan Iron and Steel Company Ltd.
2、 ,Anhui)Abstract: The Australian coking coal and the Canadian coking coal have thequality properties of low dust ,middle sulfur contentand so on. By means of MaGang pilot - scale coking oven experiment and coking oven test ,the adding of Australia coking coalto mixed coal may attain better cold inte
3、nsity coke , and the coke made by partly mixing Canada coking coal have higher cokethermal strength. In mixing coal for the coking ,both of two may substitute the domestic coking coal.Key words: coking coal pilot - scale coking oven coke thermal strength第一作者:胡夏雨,男,42岁,高级工程师。收稿日期:2004 - 08 - 300 引 言近
4、年来,国内钢铁工业高速发展,新建高炉和焦 炉陆续投产,炼焦煤的需求量越来越大。2003年全 国炼铁产量2.023 1亿t ,同比上升19. 7 %;煤炭产量13. 266 9亿t ,同比增长18 % ,但增产的大部分为发电 用的动力煤,炼焦煤增产有限,而且受运输能力不足制约,钢铁企业炼焦煤短缺和断煤种现象时有发生。 相比之下,进口炼焦煤只受运输因素干扰,即使其价 格高,但因其品质优良、 供货稳定的优势促使了进口 合同量的剧增,2003年中国进口炼焦煤达到260万t , 同比增幅650 % ,2004年进口炼焦煤的增长幅度将更大。 与此相对应,2003年马钢开始配用进口焦煤,预 计2004年进口
5、量将增大,使用进口焦煤比例将超过10 % ,进口地主要集中于澳大利亚和加拿大,通过一 年多的摸索和试验,进口焦煤在马钢的应用取得了成功。1 进口焦煤的品质马钢进口的澳大利亚焦煤属于低灰、 中硫煤,灰分比马钢常用主焦煤低1.5个百分点,硫分低0. 3个百分点;加拿大焦煤为中灰、 低硫品种,灰分与马钢常用主焦煤接近,硫分低0. 5个百分点,这两种焦煤参与马钢配煤炼焦能显著降低焦炭的灰分、 硫含量。根据中国煤炭分类标准,从奥亚指数、 胶质层指数分析并结合粘结指数来判断,两种焦煤都属于典型焦煤品种,见表1。2 小焦炉试验 在进行工业试验之前,澳煤和加煤都经过20kg小焦炉试验。试验设计了六组配比,各组
6、试验条件基本相同,见表2。小焦炉试验配合煤比例见表3。组一:澳大利亚澳煤1号单种煤炼焦;组二:马钢常用焦煤XM单种煤炼焦;组三:马钢正常炼焦生产使用的配煤比炼焦;组四:15 %澳煤1号替代XM炼焦;组五:15 %加煤1号替代XM炼焦;组六:15 %加煤2号替代XM炼焦。4冶金信息导刊 METALLURGICAL INFORMATION REVIEW2004年第5期其目的是通过小焦炉试验,比较澳煤、 加煤与马钢常 用焦煤性能的差异,摸索澳煤、 加煤参与配煤炼焦时其与马钢其他常用煤种结合的内在机理。6组小焦炉试验的焦炭质量比较见表4。表1 进口焦煤与马钢常用的焦煤性质比较工业分析奥亚分析胶质层 煤
7、种Ad %Vdaf %Std %T1T2T3a %b %XY曲线形状GXM9.1321.200.8640544048518261915.5之型85.8 澳煤17.6426.180.5739543548327831813之型91.7 加煤18.9227.670.57380424475282917.812之型84.2 加煤29.3722.440.3438343047224024.510平滑下降73.8注:表中XM焦煤为马钢常用的主要焦煤品种。所有检测项目及检验方法均按国家标准进行。表2 小焦炉试验条件组别焦炉操作情况 结焦时间h煤水%细度%煤量kg中心温度燃温全焦量kg 组一81084.82398
8、51 09018.62 组二81085.2239851 09018.52 组三81085.7239851 09018.40 组四81086.1239851 09018.23 组五81085.1239851 09018.34 组六81085.7239851 09018.55表3 小焦炉试验配合煤比例%组别配煤比LM WM DM TM NM QM XM澳煤1号加煤1号加煤2号 组一000000010000 组二000000100000 组三15151010201515000 组四15151010201501500 组五15151010201500150 组六15151010201500015表4
9、各配比的焦炭性能分析%组号AdVdafStadCRICSRM40M10平均粒度 mm组一11.151.100.4023.060.080.48.159.30 组二11.651.440.6315.977.583.37.562.23 组三12.151.300.5439.137.681.17.756.53 组四11.681.430.5341.736.178.19.156.07 组五12.521.180.5537.441.371.99.855.53 组六12.851.400.5135.745.066.19.958.60由表3和表4可知:1)从单种煤炼焦比较,澳煤1号成品焦碳的灰分、 硫含量比XM成品焦碳
10、的灰分、 硫含量明显降低,这与两种单种焦煤灰分、 硫含量相对应。从成品焦碳的热态性能看,澳煤1号成品焦碳的热态强度比XM的成品焦碳低17. 5个百分点,CO2反应性则高7. 1个百分点,表明澳煤1号成品焦碳的热态性能与XM的成品焦碳差距较大。从冷态性能看,澳煤1号的成品焦碳比XM的成品焦碳的M40低2.9个百分点,而M10则高0.6个百分点,同时澳煤1号的成品焦碳粒 度偏小。2)从配合煤炼焦分析,以马钢常用炼焦配比作基 准比较,以15 %澳煤1号替代XM炼焦,成品焦碳的 灰分明显下降,硫分基本相同(主要由于澳煤1号挥 发份偏高) ,成品焦的热态性能和冷态性能相对较差, 这种表征与单种煤炼焦的成
11、品焦表征基本类似。3)以15 %加煤1号替代XM炼焦,成品焦碳的灰 分上升较多,硫分基本持平,这种现象与加煤1号的 灰分、 硫含量低于XM的灰分、 硫含量不一致,造成这 种现象的原因仍然是由于加煤1号的挥发份较高,炼 焦后灰分和硫分残留量大。以15 %加煤2号替代XM炼焦,成品焦碳的灰分上升较多,硫分基本持平, 这与加煤2号单种煤性质表现一致。加煤(1号、2 号)的成品焦碳的热态性能明显好于澳煤,也好于XM ,尤其是加煤2号的成品焦碳热态强度比XM高7.4个百分点,反应性低3.4个百分点。4)以15 %澳煤1号及加煤1号、2号 分别替代XM后,成品焦碳的M40都有所下降,尤以加煤2号 的成品焦
12、碳的M40最低,同比下降15个百分点,M10 则上升2.2个百分点,表明加煤(1号、2号)炼焦后成 品焦碳的冷态性能较差。5)以15 %澳煤1号及加煤1号、2号 分别替代XM后,成品焦碳的粒度基本相同,配用加煤1号的5进口炼焦煤性能试验研究 胡夏雨,等专家论坛焦碳平均粒度降低1mm ,配用加煤2号的焦碳的粒度 上升2.07mm。6)小焦炉试验中澳煤1号、 加煤1号和加煤2号 表现出不同的质量特性,澳煤1号的优势在于成品焦 碳的低灰、 低硫和较好的冷态性能;加煤1号、2号的 优势在于成品焦碳的低硫和较好的热态性能。3 配澳煤炼焦工业试验在小焦炉试验室试验基础上,进行了配澳煤工业 性试验,试验历时
13、一个月,试验结果见表5。表5列出了基准配煤比。用15 %澳煤1号替代13焦煤,用20 %澳煤1号替代焦煤三种配煤比的试验结果。马 钢焦炭质量重点在于关注焦炭热态强度,故表5中只 列出焦炭的热态强度。表5 配澳煤炼焦工业试验结果%日期WMDMXMQMSMY MLMG MZMHM澳1号CRI备注1.11.2820102002001010010067.9基准期1.292.515151502001010001568.1代13焦煤2.62.1215152000151010001568.4代13焦煤2.132.2015201510200101000067.22.212.251515151015101010
14、00067.22.263.1015151500151010002066.9代焦煤3.113.14150151015101501010067.03.153.27200151020010101500由表5可知:1)用15 %澳煤替代13焦煤,焦炭的热态强度提高,表明澳煤热性质好于13焦煤。2)用20 %澳煤替代SM主焦煤,焦炭的热态强度 有所下降,表明澳煤热性质达不到公司常用的主焦煤 作用效果。3)三个配比下焦炭热态强度都大于65 % ,高于马钢焦炭热态强度控制值,说明配用澳煤能够较好地满足2 500m3高炉生产的需要。 此后,马钢又在试验室进行了澳煤2号小焦炉试 验,并在工业生产中分别配用了澳煤
15、1号、2号和加 煤1号、2号,均取得了较好的生产实绩,逐步确立了马钢进口焦煤的品种系列。4 对2 500m3高炉生产的影响 配澳煤前后各时间段内焦炭质量与高炉槽下生 产参数及炼铁指标的对应关系情况见表6。表6 焦炭质量与炼铁指标的对应比较配澳煤前后2 500m3高炉生产实绩 配澳煤情况未配澳煤替代13焦煤停配替代SM停配 焦炭质量CSR%67.60068.40067.20067.20066.800H2O%3.7803.7503.8303.8103.650平均粒度mm(槽下)50.95051.82048.25048.17050.850 生产参数入炉含粉%2.7701.4402.1401.9401
16、.350焦粉(kgt- 1)26.00024.50027.00027.00023.000炉尘量(车d- 1)3.8003.5005.4005.6003.200 炉尘含C%41.20040.80057.80053.90036.200 高炉指标系数(tm3d- 1)2.4522.4822.3752.4112.476入炉焦比(kgt- 1)343.000331.000340.000343.000337.000燃料比(kgt- 1)497.000498.000504.000503.000495.000 负荷4.7304.8804.6804.6404.740由表6可知:1)焦炭的综合质量(热态性能、 冷态性能、 含水 量、 粒度)对炼铁生产和高炉指标影响很大。2)高炉含尘量及炉尘含碳量随焦炭水分上升而 升高。3)焦炭反应后强度 66 %可满足大高炉生产需求。5 问题讨论1)进口焦煤品种的选择。焦炭是高炉炼铁的燃 料和骨架,(下转第21页)6
