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摘要：长焰煤具有高挥发分、低灰、低硫的特点，在配煤炼焦中适当引入可以降低配煤成本。本文通过40 kg小焦炉试验和大焦炉工业生产数据研究表明，在保证焦炭质量合格的情况下，优化配煤结构，加大长焰煤配比，可以大幅度降低配煤成本，实现效益的最大化。
关键词：长焰煤；配煤；焦炭；煤岩
众所周知，随着钢铁产量的增加，炼焦工业的迅速发展，炼焦煤资源紧缺，焦化企业要想在激烈的市场竞争下存活，必须研究非炼焦煤炼焦，降低配煤成本[1]。长焰煤灰分低、硫低，价格也有很大的优势[2]，随着配煤水平的提高以及捣固炼焦技术的发展，已经有企业引用成功。长焰煤可否用于公司配煤结构中，成为公司配煤中心降低配煤成本的重点研究课题。为此，公司充分利用40 kg小焦炉，进行系列的配煤试验，确立了适宜的配煤比例，并过渡到大生产中，实现了降低配煤成本的目标。
1长焰煤性能
1.1工业分析数据
试验采用榆林地区长焰煤进行配煤炼焦，考虑到长焰煤与1/3焦煤代替气煤，在研究长焰煤特性的基础上，采用和1/3焦煤与气煤进行对比，具体数据详见表1。
由表1煤质分析数据可知，长焰煤属低硫、低灰煤，一般用于动力用煤，其价格相对炼焦煤（如气煤）便宜200元/t。配入长焰煤可以引入高灰高硫低价位的1/3焦煤炭，有利于扩大炼焦煤源。
1.2煤岩数据
为了全面掌握煤炭的性质，了解煤的煤岩组成是十分有必要的。Rmax是判断煤样的变质程度，而镜质组随机反射率分布图反映变质程度的变化细节[3]，并能够鉴别混煤。分别对长焰煤、气煤、1/3焦煤进行煤岩分析，具体分析情况详见图1—图3及表2—表4。
由3种煤的煤岩分布图可以看出，分布图都是正态分布，无凹口，标准偏差都小于0.1，属于单一煤种。
长焰煤Rmax最小，变质程度最低，气煤和1/3焦煤Rmax依次增大，都分布在各自煤种的典型煤种的区间范围内。从表5煤的Re区段计算结果也可以证明煤种单一，主比比较集中。公司秉承购买坑口的单一煤炭组织配煤，杜绝混洗煤炭，降低了配煤的难度系数，为配煤研究的准确性提供保障。
2平遥煤化配煤现状
配煤试验所采用的煤种为我公司常用煤种，各种煤主要指标分析结果详见表6。平遥煤化目前有6.25m焦炉2座，二期在建，建成后年产焦炭200万t，所采用的配煤比及焦炭质量详见表7。
3小焦炉配煤试验研究
3.1长焰煤配煤炼焦小焦炉试验研究
由于公司以本矿主焦煤和瘦煤为主，外购肥煤和气煤，致使配煤结构比较单一。从降低配煤成本和扩大煤源方面考虑，可以引进长焰煤和1/3焦煤。通过工业分析、煤岩分析、40 kg小焦炉荷重式试验，制定出了配煤方案，并呈现试验结果，具体详见表8、表9。
从表5配煤方案和表6的试验结果可以看出，方案1至方案4随着长焰煤配入量的提高，对焦炭热强度（CSR）的影响比较明显，呈现逐步下降趋势。尤其当长焰煤占比20%时，热强度断崖式降低。当长焰煤配比达到15%时，保证肥焦煤占比不变，适当增加肥煤的配入量，降低主焦煤配入量，焦炭热强度完全可以满足生产需要，且总体成本降低。小焦炉试验配煤采用单独粉碎，小焦炉试验的配合煤的细度较大。实际生产中，采用先粉碎后配煤，粉碎效果可以达到生产需要，所以不必考虑长焰煤细度对配煤均匀分布的影响。
3.2长焰煤性价比的试验研究
两种市场价相差70元/t的长焰煤，通过小焦炉配煤试验，评判这两种长焰煤的性价比。从表10单种煤化验数据可以看出，这两种煤主要是G值存在差异，从表11煤岩分析数据分析，它们都属于单一煤种，Rmax相差0.026%，变质程度差距小。
为了进一步比较长焰-1和长焰-2的质量情况，进行了小焦炉的配伍试验，试验结果详见表12。用同一种优质肥煤分别与长焰-1和长焰-2按照质量配比1:4进行配伍试验，通过试验焦炭的热强度进行比较，长焰-1的配伍性强于长焰-2。这是因为长焰-1的G值比长焰-2高7个点，其结焦性必然优于长焰-2。
为了对长焰-1和长焰-2的性价比进行正确评判，保证试验条件统一，分别取各单种煤炭，进行配煤炼焦的小焦炉试验，具体配比和结果详见表13、表14。
从焦炭热强度分析，配比1和配比2焦炭的热反应性（CRI）一样，反应后强度（CSR）配比1较配比2低0.3%；从焦炭的冷强度分析，配比1较配比2的M25高0.3%，M10低0.3%；从粒级分布数据分析，两个配比的焦炭<10 mm的焦粉含量相当，<25 mm质量占比配比1较配比2低0.8%，其余粒径占比存有一定的差距。
总之，长焰-1和长焰-2配煤试验焦炭的热强度和冷强度相当，而到厂不含税价长焰-1比长焰-2高70元/t，配煤性价比长焰-2优于长焰-1。所以，企业可以根据市场行情，在保证焦炭质量的情况下，同一煤种中选择性价比高的煤炭，可以有效地降低配煤成本，增加经济效益。
4长焰煤工业应用
4.1工业生产数据前后对比
根据小焦炉试验结果，3#配比配煤成本较低，焦炭指标可以满足生产需要，所以采用3#配比组织大焦炉生产。6.25 m捣固焦炉工艺指标：入炉煤细度≥88%，w（水分）≤11.5%，结焦时间28.5h。
从表15数据分析可知，荷重式小焦炉试验数据与大焦炉相关性基本保持一致。配比3#是在气煤与长焰煤差价大于200元/t的市场情况下，大比例引进低价位长焰煤和1/3焦煤，适当调整肥煤和主焦煤配量，降低气煤配量，可以保证焦炭质量符合客户要求的情况下，大幅度降低配煤成本。
4.2经济效益分析
根据市场行情，在气煤与长焰煤市场差价达200元/t时，可以调整配煤结构，降低气煤配量，增加长焰煤配量，配煤成本可降低20元/t，按照结焦率75%计算，吨焦成本可降低约27元。同时，公司积极引进新煤种，可以加大配煤结构的调整力度，在保证焦炭质量的情况下，降低配煤成本，创造了可观的经济效益。
5结语
根据长焰煤的40 kg小焦炉配煤试验研究及工业生产结果分析，得出以下结论：
1）焦企可以根据市场行情，积极引进新煤种，扩大煤源，大胆调整配煤结构，在保证焦炭质量合格的情况下，加大非炼焦煤长焰煤用量。
2）配入低硫、低灰、低价位的长焰煤，可以降低配煤成本、平衡配合煤灰分硫分，实现企业经济效益最大化。
3）同一煤种的不同供货商煤炭，要进行性价比评估试验，选择最优性价比煤炭，从而降低配煤成本。
参考文献
[1]姚昭章，郑明东.炼焦学：第3版[M].北京：冶金工业出版社，2008：57-59.
[2]李海桥，催洁.长焰煤配煤炼焦的研究与应用[J].燃料与化工，2016，47（2）：11-13.
[3]池学平.煤的镜质组反射率分布在控制焦炭质量管理中的指导作用[J].辽宁科技学院学报，2008.
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