沙钢焦化低成本配煤炼焦生产的探索和实践

1、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 5800m 3 和 3 座 2500m 3 大高炉， 以及 9 座 450 500

2、 m3 的小高炉。正常情况下， 5800m 3 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 450 500m3 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

3、 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， dM 40M10CRICSR6 米焦炉一级焦 12.5 0.75 85 7.028 647.63 米焦炉特级焦 12.5 0.75 89 6.024 68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 米焦特级焦226

4、222392197217521102064炉1 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 2500m 3 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 33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 m 3 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2.15 6# 焦炉5 6#焦炉从 7月 3 日开始率先生产 450 500m 3 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

5、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A （）V（） S（） GY（ mm ）ddaft,d范围10.529 301.065 7512 132.1.1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

6、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 55 6#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

7、 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 656#焦炉配合煤质量变化表（%）日期焦肥煤VdafSt,dGY（ mm ）比例Ad初始659.8028.20.9078.014.57月 3日609.9028.51.0076.014.07月 10日589.9528.8

8、0.9676.114.07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37

9、10.2029.20.9367.212.09月 13日359.6029.60.9166.712.09月 21日339.8029.40.9366.012.010月153010.0029.10.8367.012.0日2.1.2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 15 6#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、M 10、 CRI、 CSR四个强度

10、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M 40 为 81%82%，M 10 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 25 6#焦炉焦炭M 40 和 M 10 变化图图 35 6#焦炉焦炭M25 和 M10 变化图图 4 5 6#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#2500m 3 高炉使用5 6

11、#焦炉生产的焦炭。 8 月 5日开始， 2 座小高炉使用5 6#焦炉生产的焦炭，使用后情况如表7：表 7高炉使用5 6#焦炉焦炭燃料消耗变化情况表高炉日期平均焦肥焦比煤比燃料比对比煤配比（ %） （ kg/t ）（ kg/t ）（ kg/t ）（ kg/t ）3#2500m 37 月一级焦65.0364.8155.5520.316高炉实际56.8390.8145.5536.38 月外购焦387.9162.3550.2-10.9自产焦44.6372.0167.3539.32#小高炉外购焦387.9162.3550.29 月-20自产焦35.0368.0162.2530.29#小高炉8 月外购焦3

12、93.9160.5554.4-32.9自产焦44.6362.0159.5521.59 月外购焦393.9160.5554.4自产焦35.0361.8156.9-35.7518.7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#2500m 3 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1 4#焦炉生产的焦炭时，燃料成本得到下降，具体见1 4#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。2.214#焦炉

13、1 4#焦炉生产2500 m3 高炉使用的低等级焦炭，主要参照了5 6#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， 1 4#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 81 4#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4222166.014647-19382018.58.515587-26371920.58.515568-1351920.58.515548-43318239175

14、18-8321828912508-14301731319478-1830162113.519468-242715231520429-22715201820429-112715182020429-17271538020429-2627151820204210-827132020204010-15271122202038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。

15、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 55 6#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 5 6#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 M 40 约为 84%，下降 2%，M10 约为 8.0%，上升 1.0%，M 25 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 91 4#焦炉配合

16、煤质量变化表日期焦肥煤Ad（ %）Vdaf （%）St,d （%） GY（ mm ）比例（ %）初始6410.028.01.077157-195810.328.50.9076147-265610.028.50.9275148-15410.528.50.9075148-45110.028.80.9374148-8519.829.00.8574148-14479.728.60.7974158-18469.828.80.7874148-24429.929.10.9072139-24210.128.81.0669139-114210.129.20.9670139-17429.728.90.976913

17、9-264210.529.20.86691210-84010.129.10.95701310-153810.228.90.896913图 51 4#焦炉焦炭M 40 和 M 10 变化图图 61 4#焦炉焦炭M25 和 M10 变化图图 7 1 4#焦炉焦炭 CRI和 CSR变化图3.4高炉使用情况331# 2500 m高炉从 7 月 21 日开始使用1 4#焦炉生产的焦炭，3#2500m 高炉 7 月份使用 5 6#焦炉生产的焦炭， 8 月 4 日之后使用 1 4#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

18、耗变化表高炉日期平均焦肥焦比煤比燃料比燃料成本煤配比（ %）（ kg/t ）（ kg/t ）（ kg/t ）（元 /吨）7月59.3370.4149.9520.3893.61#25008 月48350.9148.4499.3768.5m3 高炉9 月42370.5142.9513.4695.910 月39364.9141.8506.7648.97 月56.8390.8145.5536.3911.43#25008 月48365.7147.3513.0781.2m3 高炉9 月42378.0141.2519.2705.310 月39381.1141.1522.2670.7可看出，随着焦肥煤比例和焦

19、炭强度的下降，两座 2500 m 3 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。2.378#焦炉2.3.1配比调整对应焦炭成本、铁水燃料消耗变化7 8#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 58003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

20、料成本也是逐月下降的。具体见表11 和表 12。表 117 8#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

21、 18日462317014691229164110月2日482413.6014.4721228164010月6日462415015701207160510月15日462415015701164153410月24日4525140167011191460表 125800 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焦比煤比燃料比燃料成本配比（ %）（ kg/t ）（ kg/t ）（ kg/t ）（元/吨）5800 m37 月70.3331.7166.0497.7852.68 月65.3324.1180.2504.3844.4高炉9 月65.0359.4165.5524.9797.

22、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 127 8#焦炉配比调整对应焦炭质量变化（%）日期焦肥煤M 40M10CRICSRAdSd配比7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