沙钢焦化低成本配煤炼焦生产的探索和实践.doc

沙钢焦化低成本配煤炼焦生产的探索与实践白新革 钱如刚 任华伟摘 要：介绍了沙钢焦化厂作为一家钢铁联合企业焦化厂，在钢铁行业形势严峻和公司焦炭供需平衡破坏的情况下，以降低配合煤中焦肥煤比例、提高弱粘结煤比例为方向，优化配煤结构，生产不同等级焦炭以满足公司大小炉型高炉的需求，降低焦炭成本和铁水成本的探索和实践。实践证明，通过降低配合煤中焦肥煤比例，焦炭成本得到了有效下降，同时，还寻找到了新的沙钢大小炉型高炉的基本焦炭质量标准，为以后降低铁水成本奠定了基础。关键词：配煤；成本；焦炭；质量等级 沙钢（本部）目前拥有1座5800m3和3座2500m3大高炉，以及9座450500 m3的小高炉。正常情况下，5800m3高炉使用的冶金焦由焦化厂2座7.63米焦炉生产，3座2500m3高炉所使用的冶金焦由6座6米焦炉生产，9座450500m3高炉所使用的焦炭由两部分组成：一部分是公司采购的市场二级冶金焦；另一部分是6米和7.63米焦炉焦炭筛分后的焦丁。焦化厂6米焦炉平均日产全焦约9500吨，冶金焦约8500吨，7.63米焦炉平均日产全焦5500吨，冶金焦约4800吨，焦炭产量满足高炉用量，公司焦炭供需处于平衡。焦炭质量按照公司内控质量标准（如表1）进行控制，而根据焦炭公司内控质量标准，平均配煤比如表2，1至6月的焦炭成本如表3。表1 公司焦炭质量内控标准（%）炉型等级AdSt，dM40M10CRICSR6米焦炉一级焦12.50.75857.028647.63米焦炉特级焦12.50.75896.02468表2 内控标准下焦炭质量对应平均配煤比（%）炉型等级焦煤肥煤1/3焦煤气煤瘦焦煤贫瘦煤焦肥煤6米焦炉一级焦4322155015657.63米焦炉特级焦452515010570表3 内控标准下焦炭质量对应焦炭成本（干基含税，元/吨）炉型等级1月2月3月4月5月6月6米焦炉一级焦2154212621212115204120117.63米焦炉特级焦2262223921972175211020641 实施背景进入2012年下半年，由于国内钢铁行业继续低迷，公司开展炼铁系统降本。此外，7月份至10月，两座2500m3高炉相继进行停炉大修，对焦炭的需求量发生变化，自产焦产生余量。为此，公司要求焦化厂两座6米焦炉（5#、6#焦炉）专门生产供450500m3小高炉使用的焦炭，剩下4座6米焦炉（14#焦炉）仍生产供2500m3高炉使用，但需要高炉降低使用的焦炭质量要求，并根据高炉大修完成时间做调整；2座7.63米焦炉（78#炉）在确保5800 m3高炉生产的情况下也需要进一步降低焦炭生产成本。2 实施过程2.1 56#焦炉56#焦炉从7月3日开始率先生产450500m3小高炉使用的焦炭。鉴于小高炉原先使用的是市场二级冶金焦，我们根据当前来煤情况确定了配合煤指标控制范围，如表4。根据配合煤指标范围，在后期制定配煤比过程中逐步降低强结焦性和粘结性的焦肥煤配用比例，提高气煤、1/3焦煤以及贫瘦煤的配用比例，以及调整煤种内单种煤的“小比例”，提高高性价比单种煤配用比例。表4：内控二级焦配合煤指标指标Ad（）Vdaf（） St,d（）GY（mm）范围10.529301.0657512132.1.1 配煤比调整总体按照“小比例，快脚步”的模式降低焦肥煤比例，在每一次调整配比前先进行40kg小焦炉试验，通过小焦炉试验结果微调配比再执行。降质降本过程大致分为三个阶段：第一阶段（7月3日至8月2日），焦肥煤比例由65%下降到50%；第二阶段（8月4日和29日），焦肥煤比例由50%下降到40%；第三阶段（9月5日至10月15日），进一步优化配煤结构，焦肥煤比例由40%下降到30%。具体配煤比调整及配合煤质量变化如表5、表6。表5 56#焦炉配煤比调整表（%）阶段 日期焦煤肥煤1/3焦煤气煤贫瘦煤焦肥煤比例第一阶段初 始432215515657月3日392118814607月10日3820171015587月16日3820171015587月19日3519191710547月27日3419201710537月30日3418201711528月2日321820191250第二阶段8月4日2819201914478月14日2817252010458月18日2816202016448月22日2715212116428月29日251517222140第三阶段9月5日2314142326379月13日2114172226359月21日2013430243310月15日191116243030注：9月21日气煤断档，加大了1/3焦煤的配比表6 56#焦炉配合煤质量变化表（%）日期焦肥煤比例 AdVdafSt,dGY（mm）初 始659.8028.20.9078.014.57月3日609.9028.51.0076.014.07月10日589.9528.80.9676.114.07月16日5810.0028.70.8875.314.27月19日549.9829.00.8574.113.57月27日539.8929.30.8774.513.57月30日529.8429.50.8974.713.88月2日509.8629.70.8972.913.08月4日479.8629.40.8872.813.18月14日459.7729.30.9071.313.48月18日449.8129.40.8671.413.28月22日429.9929.30.9371.013.58月29日4010.0529.30.9370.013.09月5日3710.2029.20.9367.212.09月13日359.6029.60.9166.712.09月21日339.8029.40.9366.012.010月15日3010.0029.10.8367.012.02.1.2 配合煤成本和焦炭成本变化随着价格相对较高的焦肥煤比例的下降，配合煤成本及焦炭实际成本逐月下降。当焦肥煤比例达到30%时，配合煤成本为1001元/吨，焦炭成本为1267元/吨，较实施前下降了732元/吨，见图1。当然，市场煤价快速下降也是另一个主要原因。图1 56#焦炉配合煤和焦炭成本变化图2.1.3 焦炭质量变化焦炭M40、M10、CRI、CSR四个强度指标随着焦肥煤比例的下调逐月下降，当焦肥煤比例最低30%时，焦炭M40为81%82%，M10为8.5%9.0%，CRI约为31%，CSR约为58%。8月4日以后，鉴于焦炭粒度变小，故增加M25指标化验，作为参考。可看出，M25在随着焦肥煤比例下调后下降明显，最低为88%，M10为8.7%。具体见图2、图3、图4：图2 56#焦炉焦炭M40和M10变化图图3 56#焦炉焦炭M25和M10变化图图4 56#焦炉焦炭CRI和CSR变化图2.1.4 高炉使用情况 7月5日至8月4日，3#2500m3高炉使用56#焦炉生产的焦炭。8月5日开始，2座小高炉使用56#焦炉生产的焦炭，使用后情况如表7：表7 高炉使用56#焦炉焦炭燃料消耗变化情况表高炉日期平均焦肥煤配比（%）焦比（kg/t）煤比（kg/t）燃料比（kg/t）对比（kg/t）3#2500m3高炉7月一级焦65.0364.8155.5520.316实际56.8390.8145.5536.32#小高炉8月外购焦387.9162.3550.2-10.9自产焦44.6372.0167.3539.39月外购焦387.9162.3550.2-20自产焦35.0368.0162.2530.29#小高炉8月外购焦393.9160.5554.4-32.9自产焦44.6362.0159.5521.59月外购焦393.9160.5554.4-35.7自产焦35.0361.8156.9518.7注：表中7月份一级焦的燃料消耗为往月平均数据，作对比用可看出，3#2500m3高炉使用焦炭后，燃料比增加。主要是因为以前从未使用过该质量的焦炭，高炉操作上比较保守。后经过一段时间的摸索，在使用14#焦炉生产的焦炭时，燃料成本得到下降，具体见14#炉生产情况。2个小高炉在使用自产焦后，燃料比较以前使用外购焦时均有明显下降，可充分说明自产焦质量和价格都比外购焦占用优势，完全能满足小高炉生产。2.2 14#焦炉14#焦炉生产2500 m3高炉使用的低等级焦炭，主要参照了56#焦炉的配煤结构，并利用40kg小焦炉试验，故每次配比调整幅度较大，具体配煤比调整、焦炭质量和成本变化情况如下：2.2.1 配煤比调整从7月下旬开始，14#焦炉生产低等级焦炭。截止到10月15日，焦肥煤比例由原先64%逐步下降至38%，之后一直保持在该水平，如表8。表8 14#焦炉配煤比调整表（%）日期焦煤肥煤1/3焦煤气煤贫瘦煤焦肥煤比例初始4222166.014647-19382018.58.515587-26371920.58.515568-1351920.58.515548-4331823917518-8321828912508-14301731319478-1830162113.519468-242715231520429-22715201820429-112715182020429-17271538020429-2627151820204210-827132020204010-15271122202038注：9月17日气煤断档，加大了1/3焦煤的配比2.2.2 配合煤成本和焦炭成本变化实施以来，随着焦肥煤比例的下降，配合煤成本及焦炭实际成本逐月下降。当焦肥煤比例达到38%时，配合煤成本为1042元/吨，焦炭成本为1334元/吨，较实施前下降了600元/吨。但进入9月份，虽然焦肥煤比例在下降，但配合煤及焦炭成本下降不明显，如图5，主要原因是9月份部分煤种价格反弹。图5 56#焦炉配合煤和焦炭成本变化图2.2.3 焦炭质量变化由于借鉴了56#炉配煤比的经验，在合理控制配合煤指标（主要是Vdaf、G值和Y值）下，焦炭冷强度未有大幅度下降。到焦肥煤比例最低38%时，焦炭M40约为84%，下降2%， M10约为8.0%，上升1.0%，M25约为89%，下降了1%。但热强度下降明显，CRI 约为30 %，升高了3%，CSR约为59.5%，下降了6%。具体见表9、图5、图6和图7。表9 14#焦炉配合煤质量变化表日期焦肥煤比例（%）Ad（%）Vdaf（%）St,d（%）GY（mm）初始6410.028.01.077157-195810.328.50.9076147-265610.028.50.9275148-15410.528.50.9075148-45110.028.80.9374148-8519.829.00.8574148-14479.728.60.7974158-18469.828.80.7874148-24429.929.10.9072139-24210.128.81.0669139-114210.129.20.9670139-17429.728.90.9769139-264210.529.20.86691210-84010.129.10.95701310-153810.228.90.896913图5 14#焦炉焦炭M40和M10变化图图6 14#焦炉焦炭M25和M10变化图图7 14#焦炉焦炭CRI和CSR变化图3.4 高炉使用情况1# 2500 m3高炉从7月21日开始使用14#焦炉生产的焦炭，3#2500m3高炉7月份使用56#焦炉生产的焦炭，8月4日之后使用14#焦炉生产的焦炭。表10为两座高炉燃料消耗及成本变化情况（休风数据剔除）。表10 1#和3#2500 m3高炉燃料消耗变化表高炉日期平均焦肥煤配比（%）焦比（kg/t）煤比（kg/t）燃料比（kg/t）燃料成本（元/吨）1#2500 m3高炉7月59.3370.4149.9520.3893.68月48350.9148.4499.3768.59月42370.5142.9513.4695.910月39364.9141.8506.7648.93#2500 m3高炉7月56.8390.8145.5536.3911.48月48365.7147.3513.0781.29月42378.0141.2519.2705.310月39381.1141.1522.2670.7可看出，随着焦肥煤比例和焦炭强度的下降，两座2500 m3高炉的燃料比均出现了波动，8月份为最低，7月份为最高。但通过高炉操作的优化，在焦肥煤比例和焦炭强度进一步向下走时，燃料比出现了少许下降。同时，由于市场煤价的进一步下降，促使焦炭成本和铁水总的燃料成本逐月下降，达到预期目标。2.3 78#焦炉2.3.1 配比调整对应焦炭成本、铁水燃料消耗变化78#焦炉从8月初开始，焦肥煤比例从原先的平均70%逐步下调。到63%时，发现5800 m3高炉炉况不顺，燃料增加，于是焦肥煤比例开始逐步回升，于10月初恢复到70%左右，焦炭质量恢复到原先水平，高炉也恢复正常。但后期因价格较高的进口煤消耗掉，使用价格持续走低的国产焦煤，用美国瘦焦煤替代焦煤，在同焦肥煤配比下使焦炭成本也得到了下降，铁水总燃料成本也是逐月下降的。具体见表11和表12。表11 78#焦炉配比调整及焦炭成本变化表日期 炼焦煤配比(%) 成本(元/干吨) 焦煤 肥煤 1/3焦煤 气煤 瘦煤 焦肥煤 配合煤 焦炭 7月31日47231501570145019528月7日45231601668146019888月14日43221801765144819698月20日43221801765141519168月24日42211901863138418659月1日422113.24.81963132318059月11日422112.85.21963125916919月13日42231801765126316969月18日462317014691229164110月2日482413.6014.4721228164010月6日462415015701207160510月15日462415015701164153410月24日4525140167011191460表12 5800 m3高炉使用78#焦炉焦炭燃料消耗变化表高炉日期平均焦肥煤配比（%）焦比（kg/t）煤比（kg/t）燃料比（kg/t）燃料成本（元/吨）5800 m3高炉7月70.3331.7166.0497.7852.68月65.3324.1180.2504.3844.49月65.0359.4165.5524.9797.010月70.5302.8138.3493.2752.22.3.2 高炉炉况下降的原因分析随着焦肥煤比例降到63%，焦炭强度下降，M40低于88%，M10接近7.0%，CRI超过25%，CSR低于65%；而且，焦炭硫分上升到0.85%以上，对高炉炉况产生了较大影响，如表12：表12 78#焦炉配比调整对应焦炭质量变化（%）日期焦肥煤配比M40M10CRICSRAdSd7月31日7089.35.623.868.512.40.728月7日6889.45.524.167.812.30.728月14日6589.45.824.867.212.20.698月20日6589.15.724.566.912.50.708月24日6388.26.024.366.512.30.679月1日6388.36.425.066.212.40.819月11日6387.86.825.065.712.30.859月13日6588.16.725.764.912.30.879月18日6988.6