現(xiàn)行焦炭熱強度指標(biāo),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(biāo)目前還沒有。為此宣鋼和北京科技大學(xué)對焦炭質(zhì)量評價指標(biāo)特別是高溫強度指標(biāo)進(jìn)行研究,共同提出“焦炭1500℃高溫強度”概念和檢測方法。認(rèn)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?zé)釓姸戎挥?6.2%,水平較低,因此進(jìn)行了在保證焦炭目前指標(biāo)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(jìn)行40kg小焦?fàn)t單種煤煉焦,按照檢測方法對焦炭全部進(jìn)行1500℃高溫強度檢測,根據(jù)檢測結(jié)果對煉焦煤資源進(jìn)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(jìn)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?fàn)t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?fàn)t,確定了焦炭各強度進(jìn)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%。
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(dá)1500℃以后,焦炭本身所含碳會與焦炭灰分中SiO?等發(fā)生還原反應(yīng),還原出[SiO]氣體在高溫下散逸,會進(jìn)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。
3.1修訂煉焦煤合同標(biāo)準(zhǔn),降低焦炭灰分
為降低煉焦煤灰分,對所用煉焦煤礦點進(jìn)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(biāo)準(zhǔn),達(dá)到降低焦炭灰分目的。
3.2開發(fā)應(yīng)用低灰進(jìn)口煤新資源,降低焦炭灰分
為進(jìn)一步降低焦炭灰分,對低灰澳洲進(jìn)口煤進(jìn)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(dá)56.08%。因此,進(jìn)行配加進(jìn)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(jìn)口煤極限配比,澳洲進(jìn)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(jìn)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%。
4 實施效果
實施后,冶金焦質(zhì)量全部達(dá)到攻關(guān)目標(biāo)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。