过期煤在鞍钢鲅鱼圈炼焦部的应用.pdf

20燃 料 与 化 工Fuel&Chemical ProcessesSep.2023Vol.54 No.5过期煤在鞍钢鲅鱼圈炼焦部的应用夏伟马银华代成（鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，营口115007）摘要：为了消耗掉营口港存 60 余万 t 严重超过储存期的澳煤，对港存 3 种超过储存期的澳煤进行了综合分析。主要对 3 种澳煤不同储存时间、煤堆不同部位的煤质及结焦性能进行检验，分析其质量劣化情况及其对大生产焦炭质量的影响。最终在不影响焦炭质量的情况下，成功使用 3 个煤种。关键词：过期煤；储存期；质量劣化中图分类号：TQ520.6文献标识码：A文章编号：1001-3709（2023）05-0020-04Utilization of expired coal in coking plant of Ansteel BayuquanXia Wei Ma Yinhua Dai Cheng（Coking Plant of Bayuquan Iron&Steel Company，AnSteel Co.，Ltd.，Yingkou 115007，China）Abstract:In order to utilize more than 600 000 tonnes of Australian coal that had seriously exceeded its storage period at Yingkou port，the quality and coking performance of three types of Australian coal at different storage times and in different coal pile parts were tested to analyze their quality deterioration as well as their impact on the quality of the coke produced.The three coal types were eventually used without affecting the quality of the coke produced.Key words:Expired coal；Storage period；Quality deterioration1前言鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司炼焦部（以下简称鲅鱼圈炼焦部）设计年产焦炭255万t，年消耗洗精煤约380万t左右。由于鲅鱼圈炼焦部紧邻营口港，所用洗精煤大部分为进口煤。2020年受进口煤通关的影响，进口煤从落地到通关至少需要2个月时间，每批次来煤在810万t，随着使用，均存在逐步超过储存期的情况。根据成煤过程可知，温度、压力、时间都影响煤变质程度1。洗精煤在储存过程中受风化影响及发生低温氧化，煤炭质量会下降。本文主要对洗精煤超过储存期后，洗精煤单种煤质量变化及大生产使用情况进行分析。文中的“过期煤”为按照规程要求超过储存期限的煤种。2各煤种储存期要求储存期按落地之日算起，跨季度时按比例折收稿日期：2023-02-15作者简介：夏伟（1983-），女，高级工程师算，煤在料场的储存期不准超过规定的天数。不同煤种储存期规定天数如表1所示。3过期煤单种煤实验2020年7月以来焦煤101、焦煤103、1/3焦煤002共有6船煤一直未通关，堆放在营口港。2021年11月逐步投入使用，在使用过程中分别对其单种煤质量进行实验分析。3.1焦煤101单种煤实验表 1煤在料场储存期天煤 种一季度二季度三季度四季度气煤60505060肥煤150110110150焦煤160130130160瘦煤1801501501801/3 焦煤12010010012021燃 料 与 化 工Fuel&Chemical Processes2023 年 9 月第 54 卷第 5 期焦煤101港存过期煤一共2船，船名分别为阿芙罗和先锋（下面分别用阿芙罗和先锋简称这2船煤）。2021年4月、7月对阿芙罗进行2次单种煤炼焦实验，2021年11月、12月先后对先锋进行8次单种煤炼焦实验。3.1.1阿芙罗单种煤实验阿芙罗来煤时间为2020年7月5日，2020年9月投入使用4万t，余下4万t封堆存放在营口港。2021年港存煤逐步通关，为了保证质量稳定，先对过期煤取样进行单种煤实验。阿芙罗第1次取样时间为2021年4月12日，实验时过期143天；第二次取样时间为2021年7月19日，实验时过期241天。表2为阿3.1.2先锋单种煤实验先锋来煤时间为2020年8月19日，一直在营口港封堆存放。2021年11月5日在港口取煤进行单种煤实验，2021年11月9日开始投入使用，使用过程中为了分析煤堆不同部位的变质情况，多次进行单种煤炼焦实验。先锋单种煤实验结果如表3所示。图1为先锋单种煤实验质量波动图。由图1可见，先锋单种煤炼焦实验M40和CSR均芙罗单种煤实验结果。由表2可见，对比2020年9月实验结果，过期143天和241天的焦煤101灰分均略有升高，挥发分均略有降低，G值均降低较多，单种煤炼焦冷热态强度均大幅下降。其中冷态强度M40降低均超过10%，已不满足焦煤一组标准，M10过高已不满足焦煤二组标准；热态强度CSR在2021年4月份实验时满足焦煤一组标准，2021年7月份实验时则不满足焦煤一组标准。由数据可见，当煤储存超过储存期后，随着过期时间的延长，灰分、挥发分变化不大，但单种煤炼焦实验焦炭冷热态强度逐步劣化。随实验次数波动较大，M40在77.6%到86%之间波动，CSR在56.21%到63.58%之间波动。2021年11月5日港口取煤时为表层煤，冷热态强度均较低；在使用过程中取样，煤堆不同部位煤的热态强度出现波动。由此可见，过期煤的煤堆不同部位煤的变质程度是不一样的，对于先锋来说，表层煤变质程度要严重一些。表 3先锋单种煤实验结果表 2阿芙罗单种煤实验结果项目实验日期煤质量指标40 kg 焦炉单种煤实验/Ad/Vdaf/St，d/Y/mmGRmax/M40M10CRICSR港口样2021.11.59.5420.470.6814781.41279.010.025.1456.2177.612.024.5456.42配煤盘2021.11.1710.2320.700.6714841.33686.07.021.6363.1684.87.221.2760.592021.12.211.0920.890.6615831.29480.09.125.1158.5381.09.020.3562.902021.12.139.9520.840.6815811.18981.09.523.8161.6680.010.021.2163.58项目实验日期煤质量指标40 kg 焦炉单种煤实验/%Ad/Vdaf/Y/mmGRmax/M40M10CRICSR焦煤一组标准1825 16 80 82 10 28 60焦煤二组标准1828 15 75 74 12 30 55阿芙罗2020.9.2210.4220.7216881.40688.79.0520.0863.33阿芙罗2021.4.1210.9220.3516821.31276.813.8023.4360.77差值过期 143 天+0.50-0.370-6-11.9+4.75+3.35-2.56阿芙罗2021.7.1910.6020.2316761.36976.213.4023.4956.72差值过期 241 天+0.18-0.490-12-12.5+4.35+3.41-6.6122燃 料 与 化 工Fuel&Chemical ProcessesSep.2023Vol.54 No.53.2焦煤103单种煤实验焦煤103来煤时间为2020年9月21日，一直在营口港封堆存放，2021年11月6日投入使用。表4为焦煤103单种煤实验结果。3.31/3焦煤002单种煤实验1/3焦煤002来煤时间为2020年7月4日。第一次取样时间为2021年4月20日，实验时过期198天。第二次取样时间为2021年8月3日，实验时过期310天。2021年11月17日投入使用。表5为1/3焦煤002由表4可见，与来煤质量指标相比，港口样和配煤盘中焦煤103的Y值均有所降低；单种煤炼焦实验冷热态强度下降幅度均较大，港口取表层煤时质量稍差一些。单种煤实验结果。由表5可见，随着储存时间的延长，1/3焦煤002质量劣化逐步严重，且劣化程度较焦煤101、焦煤103严重，特别是焦炭冷态强度下降幅度较大，已不符合1/3焦煤质量要求。表 51/3 焦煤 002 单种煤实验结果表 4焦煤 103 单种煤实验结果图 1先锋单种煤实验质量随实验次数波动图项目实验日期煤质量指标40 kg 焦炉单种煤实验/Ad/Vdaf/Y/mmGRmax/M40M10CRICSR1/3 焦煤 37 14 70 74 15 35 50来煤2020.7.48.5625.0115751.06780.712.328.5261.06港口样2021.4.208.7025.0814661.08263.220.630.1259.642021.8.38.0625.1714631.06363.620.031.1457.37配煤盘2021.11.179.0525.9714700.96872.912.935.0351.032021.12.97.9126.0314700.95574.011.038.7949.4369.310.735.0553.80项目实验日期煤质量指标40 kg 焦炉单种煤实验/Ad/Vdaf/St，d/Y/mmGRmax/M40M10CRICSR来煤2020.9.219.7422.280.5017.5911.29389.28.121.0063.58港口样2021.11.48.0322.300.5215.0881.24180.08.827.6253.35配煤盘2021.11.178.3022.390.5015.0941.25783.08.026.7458.5984.88.027.4055.681 2 3 4 5 6 7 8实验次数/次8684.88181808077.679M40/%87848178757263.1656.2162.961.6663.5860.5958.5356.42实验次数/次1 2 3 4 5 6 7 8CSR/%6562595653504过期煤大生产使用情况2021年11月6日开始逐步配入使用各过期煤。根据单种煤实验结果，过期焦煤按照焦煤二组使用，11月6日焦煤103先投入使用，配入比例为20%，代替焦煤203和瘦煤001；11月9日焦煤101也投入使用，配入比例为12%；11月17日1/3焦煤002投入使用，配入比例为8%，在使用过程中，随着使用煤种的变化，对各煤种使用比例进行多次调整。23燃 料 与 化 工Fuel&Chemical Processes2023 年 9 月第 54 卷第 5 期表6为大生产使用过期煤情况，图2为使用过期煤期间大生产焦炭CSR波动图。由表6及图2可以看出，大生产使用过期煤期间，单独使用焦煤103时，焦炭冷态强度略有下滑，随着焦煤101、1/3焦煤002投入使用并对配比5结论（1）洗精煤超过储存期后，随着过期时间的延长，单种煤工业分析结果波动不大，但结焦性能进行调整后，焦炭冷态强度M40较稳定，热态强度CSR出现较大波动，但总体在要求范围内。上述情况的出现主要原因为过期煤煤堆不同部位质量劣化程度不一致，使用过程中直接影响焦炭质量。表 6大生产使用过期煤情况日期配比焦炭质量其他焦煤过期焦煤肥煤其他1/3 焦煤过期1/3 焦煤瘦煤M40M10CRICSR11 月 6 日4220221689.645.6020.3569.4511 月 9 日30321616690.505.4319.5770.5011 月 13 日463216690.235.4619.9071.2011 月 17 日3832168690.165.5420.0771.0811 月 27 日30328168690.445.5219.8070.7011 月 30 日283016161090.205.4520.6069.6012 月 2 日203022161290.335.4420.4870.7312 月 7 日2030201281090.055.6019.5070.8512 月 10 日2028201481090.285.4420.2570.65%会进一步劣化。（2）过期煤煤堆不同部位煤变质情况不同，煤堆表层风化变质严重，质量劣化更严重。（3）随着过期时间的延长，挥发分高的洗精煤变质程度更严重。（4）过期煤投入大生产使用时，要根据实验情况降级使用。通过实验按照合适配比配入使用，不会对焦炭质量造成较大影响。参考文献1 朱银惠.煤化学M.北京：化学工业出版社，2013.韩立影编辑图 2使用过期煤期间大生产焦炭 CSR 波动图实验次数/次1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 23 25 27 29 3173727170696867CSR/%一种热回收焦炉炭化室底部结构本发明涉及一种热回收焦炉炭化室底部结构，包括设于相邻 2 个炭化室主墙之间的四联火道；用于形成四联火道的 3 个支撑墙之间、最外侧支撑墙与对应炭化室主墙之间均通过拱顶相连，拱顶的顶部设铺底层；拱顶由过顶砖砌筑形成，铺底层由铺底砖砌筑形成；过顶砖与支撑墙顶部的耐火砖之间、过顶砖与炭化室主墙对应连接处的耐火砖之间均采用凹凸结构配合砌筑。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：整体结构简单，并且能够保证炭化室底部结构稳定；采用四联火道形式，与传统的六联火道形式相比，在实现高温气体对炭化室内煤料稳定高效传热的同时，减小了气体流动阻力。专利申请号：202210718180.1专利发明人：耿宁郑彭赵殿辉 等