CN101134900A - 一种焦炭配煤比及其炼焦炭的方法 - Google Patents

一种焦炭配煤比及其炼焦炭的方法 Download PDF

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Abstract

一种焦炭配煤比及其炼焦炭的方法，焦炭配煤比(重量比)为：肥煤20－23份，焦煤50－55份，1/3焦煤15－20份，瘦煤8－12份。配合煤质量：灰分9－10％，硫分0.65－0.73％，挥发分24－26％，G值83－88，Ymm 16－20，Xmm 20－30。对四种成分的质量参数和单种煤镜质组反射率及单种煤的煤岩显微组成均有具体的要求。炼焦炭的方法是按照常规工艺把混合料加到炼焦炉在不低于1200℃的温度，烧结不低于16小时。用本焦炭配煤比及其炼焦炭的方法炼出的焦炭，强度较高，如用7.63m焦炉炼焦可满足4350m3大高炉对焦炭强度的要求。

Description

一种焦炭配煤比及其炼焦炭的方法
技术领域
本发明涉及一种焦炭配煤比及其炼焦炭的方法。
背景技术
焦炭是炼钢必不可少的重要原料，焦炭的质量不仅影响到钢材的质量，而且直接关系到时钢的工艺和设备。在炼焦生产中，为了生产出满足用户要求的焦炭，都需要对各单种炼焦煤根据其性质和质量不同，按一定的比例进行配合，炼焦常用煤一般分为气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤和贫煤等种类。1000m3-2000m3的高炉对焦炭强度指标一般要求为：冷态机械强度M4076-81％，M107.0-9.0％，热态性能指标：反应性(CRI)≤30％，反应后强度(CSR)≥50％。国内的常规炼焦炉都在6.0m以下，焦炭强度指标一般均在上述范围内。目前国内外正在推广象4350m3特大型炼钢高炉，同时配套建设7.63m大容积焦炉，炉钢高炉越大，对焦炭质量的要求越高，4350M3大高炉对焦炭强度的要求为：冷态机械强度M40≥88％，M10≤6％，热态性能指标：反应性(CRI)≤24％，反应后强度(CSR)≥70％。4350m3高炉对焦炭强度的要求比常规焦炭M40高8个百分点，M10低2个百分点，反应性(CRI)低6个百分点，反应后强度高10个百分点以上。强度指标要求的较高，而且7.63m焦炉的工艺技术与6m以下的常规焦炉也区别，现有公知的配煤比方案炼的焦炭M40为77-78.5，M10≤7.5，CRI为≤26.4，CSR为69.5，只能满足适应6M以下的焦炉的炼焦工艺，(1000M3级高炉的要求)，不能满足大型炼钢高炉的使用要求。
发明内容
为了克服现有焦炭配煤比与炼焦方法的上述不足，本发明提供一种炼出的焦炭强度高的焦炭配煤比及其炼焦炭的方法。
本发明是重点是对焦炭配煤中的组成进行采取试样，对试样进行工业分析、粘结性能分析以及岩相指标分析，并进行单种煤小焦炉试验，对化验和试验结果进行全面的分析比较评价，从中优选出四个单种煤即肥煤、焦煤、1/3焦煤与瘦煤。
肥煤大部分镜质组属于焦煤成分，有少部分组分已属于瘦焦煤。结焦性突出的好，这与该种煤的成煤环境有重要关系。其煤田属古生界石炭系太原组和二迭系山西组，煤层形成于三角洲平原环境，在泥炭聚集时海水影响明显，海相盖层发育过程中进一步促进了硫在煤层中的富集，使成煤物质能处在较强的还原环境下进行凝胶化作用，因此其粘结性能和结焦性能十分优异。
焦煤的镜质组平均最大反射率R0 max为1.53，从其分布看，其大部分镜质组属于焦煤成分，有部分组分已属于瘦焦煤，属于较为特殊的焦煤，其结焦性能较好，在配合煤中能够起到较强的骨架作用，故在确定配煤方案中，将焦煤1作为核心煤种。
1/3焦煤绝大部分镜质组属于肥煤成分，其镜质组平均最大反射率R0 max为1.18，活惰比为1.2，，粘结性和结焦性能都较好，并且灰分和硫分都较低，是较为理想的1/3焦煤，在配合煤中是焦煤和肥煤之间的桥梁煤种。
瘦煤的镜质组平均最大反射率R0 max为1.88，且大部分镜质组属于贫瘦煤和贫煤组分，其粘结性和结焦性能都不理想，但由于7.63m焦炉工艺的特殊性，选择该瘦煤，主要是为了降低配合煤的挥发分，同时增加焦炭的块度。
本发明的焦炭配煤比(重量比)为：
肥煤20-23份，        焦煤50-55份，
1/3焦煤15-20份，     瘦煤8-12份。
配合煤质量：
灰分9-10％    硫分0.65-0.73％    挥发分24-26％
G值83-88      Ymm 16-20          Xmm  20-30。
上述四种成分的质量参数为：
肥煤
灰分≤10.0％，  挥发分26-28％，    硫分≤1.2％，
G≥85，         Y/mm≥25，
焦煤
灰分≤10.0％，  挥发分22-24％，    硫分≤1.0％，
G≥80，         Y/mm≥15；
1/3焦煤
灰分≤9.0％，  挥发分32-35％，    硫分≤0.65％，
G≥82，        Y/mm≥20；
瘦煤
灰分≤9.5％，  挥发分17-20％，    硫分≤0.6％，
G≥40，        Y/mm≥5。
上述的焦炭配煤比，四种成分的单种煤镜质组反射率为：
肥煤
Rmin 1.10    Rmax 1.65    Ro max  1.501
测定点数156      标准方差，S 0.093
焦煤
Rmin 1.10    Rmax 1.80    Ro max 1.533
测定点数152      标准方差，S 0.147
1/3焦煤
Rmin 0.85    Rmax  1.45    Ro max  1.176
测定点数154      标准方差，S 0.101
瘦煤
Rmin 1.30     Rmax  2.20    Ro max  1.875
测定点数152       标准方差，S 0.182。
上述的焦炭配煤比，四种成分的单种煤的煤岩显微组成：
肥煤
镜质组(Vt/％)51.4  半镜质组(SV/％)12.7  丝质组(F/％)33.5
稳定组(E/％)0          矿物(M/％)2.4            天然焦(NC/％)0    活惰比1.3
焦煤
镜质组(Vt/％)65.6  半镜质组(Sv/％)14.5  丝质组(F/％)16.1
稳定组(E/％)0          矿物(M/％)3.8            天然焦(NC/％)0    活惰比2.4
1/3焦煤
镜质组(Vt/％)45.3    半镜质组(Sv/％)16.7    丝质组(F/％)28.6
稳定组(E/％)3.9          矿物(M/％)5.5              天然焦(NC/％)  活惰比1.2
瘦煤
镜质组(Vt/％)65.5   半镜质组(Sv/％)19.5    丝质组(F/％)12.4
稳定组(E/％)0           矿物(M/％)2.6              天然焦(NC/％)    活惰比2.6。
本发明的最佳焦炭配煤比(重量比)为：
肥煤21.5    焦煤52.5    1/3焦煤17.5    瘦煤10。
本发明的炼焦炭的方法是把下述焦炭配煤比(重量比)的原料混合均匀，
肥煤20-23份，     焦煤50-55份，
1/3焦煤15-20份，  瘦煤8-12份
粒度不大于3mm；
配合煤质量为：
灰分9-10％   硫分0.65-0.73％    挥发分24-26％
G值83-88     Ymm 16-20 Xmm  20-30。
四种成分的单种煤镜质组反射率与单种煤的煤岩显微组成符合本发明对肥煤、焦煤、1/3焦煤与瘦煤的要求。
按照常规工艺把混合料加到炼焦炉在不低于1200℃的温度，一般为1200℃-1300℃，烧结不低于16小时，一般为16-28小时。
本发明的炼焦炭的方法炼出的焦炭的强度：
M40≥82.6％，  M10≤6.1％，CRI≤22.3％，CSR≥70.4％(普通炉)
在7.63m炼焦炉炼出的焦炭的强度可达：
M40≥88    M10≤6    CRI≤23    CSR≥71，
能满足4350M3大高炉对焦炭强度的要求。
目前，国内其它企业还没有达到4350M3高炉要求的焦炭，用本焦炭配煤比及其炼焦炭的方法炼出的焦炭，强度较高，如用7.63m焦炉炼焦可满足4350M3大高炉对焦炭强度的要求，使高炉顺利投产，达产后各项技术经济指标均在预期的时间内达到要求。与进口焦炭相比，以每年用110万吨计算，产生的经济效益为：
(1580元/吨-715元/吨)×110万吨/年×93％＝88489.5万元/年
本焦炭配煤比及其炼焦炭的方法炼出的焦炭既能生产出高强度的焦炭，又能适应7.63m焦炉的工艺技术特点。
具体实施方式
下面结合实施例说明本焦炭配煤比及其炼焦炭的方法的具体实施方式，但本发明的焦炭配煤比及其炼焦炭的方法不局限于下述的实施例。
下面把此配煤方案具体在40公斤小焦炉进行试验室试验的结果、在申请人的4.3m焦炉进行工业性试验结果以及在7.63m焦炉生产结果和实施方式说明。
焦炭配煤比实施例
实施例1
本实施例的焦炭配煤比(重量)为：
肥煤21.5份，    焦煤52.5份，  1/3焦煤17.5份，    瘦煤10份。
粒度不大于3mm；
上述四种成分的质量参数为：
肥煤
灰分8.6％-9.6％，    挥发分26％-28％，    硫分1.0％-1.1％，
G 86    Y/mm 27；
焦煤
灰分8.2％-9.4％，    挥发分22％-23％，    硫分0.9％，
G 82    Y/mm  16；
1/3焦煤
灰分8.4％-9.4％，    挥发分34％-35％，    硫分0.64％，
G 84    Y/mm  21；
瘦煤
灰分8.5％-9.0％，    挥发分18-20％，      硫分0.6％，
G 41    Y/mm  6。
上述四种成分的单种煤镜质组反射率为：
肥煤
Rmin 1.10    Rmax 1.65     Ro max 1.501
测定点数156      标准方差，S 0.093
焦煤
Rmin 1.10    Rmax  1.80    Romax  1.533
测定点数152      标准方差，S 0.147
1/3焦煤
Rmin 0.85    Rmax  1.45    Romax  1.176
测定点数154      标准方差，S 0.101
瘦煤
Rmin 1.30    Rmax  2.20    Romax  1.875
测定点数152      标准方差，S 0.182。
上述四种成分的单种煤的煤岩显微组成：
肥煤
镜质组(Vt/％)51.4   半镜质组(Sv/％)12.7   丝质组(F/％)33.5
稳定组(E/％)0           矿物(M/％)2.4             天然焦(NC/％)0   活惰比1.3
焦煤
镜质组(Vt/％)65.6   半镜质组(Sv/％)14.5   丝质组(F/％)16.1
稳定组(E/％)0           矿物(M/％)3.8             天然焦(NC/％)0   活惰比2.4
1/3焦煤
镜质组(Vt/％)45.3   半镜质组(Sv/％)16.7   丝质组(F/％)28.6
稳定组(E/％)3.9         矿物(M/％)5.5             天然焦(NC/％)    活惰比1.2
瘦煤
镜质组(Vt/％)65.5   半镜质组(Sv/％)19.5   丝质组(F/％)12.4
稳定组(E/％)0           矿物(M/％)2.6             天然焦(NC/％)    活惰比2.6。
配合煤质量：
灰分9.2％-9.4％        硫分0.68％-0.70％         挥发分24％-25％
G值87-88                Ymm 18-20                 Xmm  28-30。
实施例2
本实施例的焦炭配煤比(重量)为：
肥煤22.5，    焦煤53.2，  1/3焦煤16，  瘦煤8.3。
上述四种成分的质量参数为：
肥煤
灰分8.8％-9.6％，  挥发分26％-27％，      硫分1.1％-1.2％，
G 87    Y/mm 26；
焦煤
灰分8.6％-9.4％，  挥发分22％-23％，      硫分0.9％，
G 83    Y/mm 17；
1/3焦煤
灰分8.4％-9.4％，  挥发分34％-35％，      硫分0.64％，
G 83    Y/mm 21；
瘦煤
灰分8.6％-9.2％，  挥发分19-20％，         硫分0.5％，
G 42  Y/mm 5。
本实施例的四种成分的单种煤镜质组反射率和单种煤的煤岩显微组成与实施例一的相同。
配合煤质量：
灰分9.3％-9.4％      硫分0.68％-0.90％         挥发分23％-24％
G值87-88  Ymm        18-19 Xmm    28-29。
实施例3
本实施例的焦炭配煤比(重量)为：
肥煤23份，    焦煤55份    1/3焦煤20份，    瘦煤12份。
粒度不大于3mm；
上述四种成分的质量参数为：
肥煤
灰分8.6％-9.6％，  挥发分26％-27％，         硫分  1.1％-1.2％，
G 85    Y/mm 26；
焦煤
灰分8.4％-9.4％，    挥发分22％-23％，    硫分0.86％，
G 80  Y/mm 15；
1/3焦煤
灰分8.5％-9.4％，    挥发分34％-35％，    硫分0.65％，
G 82  Y/mm 20；
瘦煤
灰分8.6％-9.2％，    挥发分19-20％，      硫分0.56％，
G 42    Y/mm 5。
本实施例的四种成分的单种煤镜质组反射率和单种煤的煤岩显微组成与实施例一的相同。
配合煤质量：
灰分9.46％-9.5％    硫分0.68％-0.90％    挥发分23％-24％
G值83    Ymm 16-17  Xmm 28-30。
实施例4
本实施例与实施例一的不同处是配煤比，它的焦炭配煤比(重量)为：
肥煤20份    焦煤50份  1/3焦煤15份，    瘦煤8。
其它与实施例一的相同。
实施例5
本实施例与实施例一的不同处是配煤比，它的焦炭配煤比(重量)为：
肥煤20份    焦煤50  1/3焦煤20份，    瘦煤12份。
其它与实施例一的相同。
实施例6
本实施例与实施例一的不同处是配煤比，它的焦炭配煤比(重量)为：
肥煤23份    焦煤55份    1/3焦煤15份    瘦煤8份。
其它与实施例一的相同。
实施例7
本实施例与实施例一的不同处是配煤比，它的焦炭配煤比(重量)为：
肥煤20份  焦煤55份    1/3焦煤15份  瘦煤12份。
其它与实施例一的相同。
炼焦炭方法实施例
实施例1
本实施例是用焦炭配煤比实施例1的配比方案，在7.63m焦炉进行工业生产，焦炭配煤比(重量)为：
肥煤21.5份    焦煤52.5份    1/3焦煤17.5份  瘦煤10份。
每份615.8kg   (62.5 吨×1000÷101.5份)  粒度不大于3mm；
混合后，按照常规工艺把混合料加入7.63m焦炉，该焦炉的各项性能及参数如下：
炭化室高度  7.63m
炭化室宽度  590mm
加热方式    混合煤气下喷式、立火道三段加热
结焦时间    25.2小时
装煤及出焦方式  顶部装煤、焦侧出焦
装煤        62.5 吨    出焦量46.8 吨
温度控制及记录方式  仪表与计算机兼容
控制温度   机侧燃烧室标准温度1290℃、中段燃烧室标准温度
1320℃、焦侧燃烧室标准温度1350℃、焦饼中心温度
1000℃、炉顶空间温度800-900℃、焦饼中心温度1000℃、
炉顶空间温度800-900℃
装煤堆比重0.82
炼出的焦炭强度具体指标为：
M40：90.5％，  M10：5.3％，CRI：21.6％，CSR：71.7％。
实施例2
本实施例是用焦炭配煤比实施例2的配比方案，是在4.3m焦炉进行工业试验，焦炭配煤比(重量)为：
肥煤22.5，    焦煤53.2，  1/3焦煤16，  瘦煤8.3
每份184kg。
混合后，按照常规工艺把混合料加入4.3m焦炉，该焦炉的各项性能及参数如下：
炭化室高度4.3m
炭化室宽度450mm
加热方式    混合煤气下喷式加热
结焦时间    17-18小时
装煤及出焦方式  顶部装煤、焦侧出焦
装煤    18.4 吨    出焦量    13.8 吨
温度控制及记录方式    仪表与计算机兼容
控制温度    机侧燃烧室标准温度1250℃、焦侧燃烧室
标准温度1300℃、焦饼中心温度1000℃、炉顶空间温度800-900℃
装煤堆比重0.72-0.76
炼出的焦炭强度具体指标为：
M40：82.6％，  M10 6.1％，CRI 22.3％，CSR 70.4％。
实施例3
是在40公斤的小焦炉进行试验，焦炭配煤比(重量)为：
肥煤23份，    焦煤55份，  1/3焦煤20份，    瘦煤12份。
每份0.6kg
混合均匀，按照常规工艺把混合料加入40公斤的小焦炉，该焦炉的各项性能及参数如下：
加热方式    侧向硅碳棒电加热
结焦时间    12小时
装煤及出焦方式  铁箱底部装煤、底部出焦、封闭方式
装煤    60公斤    出焦量    45公斤
温度控制及记录方式    仪表与计算机兼容
炼出的焦炭强度具体指标为：
M40：82  ，M10：6.2％，CRI：23％，  CSR：70％。
实施例4
本实施例是用焦炭配煤比实施例四的配比方案，在7.63m焦炉进行工业生产，其它步骤与炼焦炭方法实施例一相同。
实施例5
本实施例是用焦炭配煤比实施例五的配比方案，在7.63m焦炉进行工业生产，其它步骤与炼焦炭方法实施例一相同。
实施例6
本实施例是用焦炭配煤比实施例六的配比方案，在7.63m焦炉进行工业生产，其它步骤与炼焦炭方法实施例一相同。
实施例7
本实施例是用焦炭配煤比实施例七的配比方案，在7.63m焦炉进行工业生产，其它步骤与炼焦炭方法实施例一相同。
炼焦炭方法实施例四、实施例五、实施例六与实施例七炼出的焦炭质量见表1。
表1
  实施例   焦炭质量％
  灰分   硫分   M40   M10   CRI   CSR
  实施例四   11.43   0.63   90.9   5.4   20.8   72.6
  实施例五   11.87   0.62   90.4   5.5   21.7   71.1
  实施例六   11.44   0.63   90.6   5.3   21.9   72
  实施例七   11.60   0.59   90.4   5.2   22.0   71.4

Claims (7)

1.一种焦炭配煤比，它的成分为(重量比)为：
肥煤20-23份，焦煤50-55份，
1/3焦煤15-20份，瘦煤8-12份。
配合煤质量：
灰分9-10％    硫分0.65-0.73％    挥发分24-26％
G值83-88      Ymm 16-20 Xmm  20-30。
2.根据权利要求1所述的焦炭配煤比，其特征是所说的四种成分的质量参数和单种煤镜质组反射率及单种煤的煤岩显微组成如下：
a四种成分的质量参数
肥煤
灰分≤10.0％，挥发分26-28％，硫分≤1.2％，
G≥85，Y/mm≥25，
焦煤
灰分≤10.0％，挥发分22-24％，硫分≤1.0％，
G≥80，Y/mm≥15；
1/3焦煤
灰分≤9.0％，挥发分32-35％，硫分≤0.65％，
G≥82，Y/mm≥20；
瘦煤
灰分≤9.5％，挥发分17-20％，硫分≤0.6％，
G≥40，Y/mm≥5。
b四种成分的单种煤镜质组反射率为
肥煤
Rmin 1.10    Rmax 1.65    Ro max  1.501
测定点数156    标准方差，S 0.093
焦煤
Rmin  1.10    Rmax  1.80    Ro max  1.533
测定点数152    标准方差，S 0.147
1/3焦煤
Rmin 0.85    Rmax  1.45    Ro max  1.176
测定点数154    标准方差，S 0.101
瘦煤
Rmin    1.30    Rmax  2.20    Ro max  1.875
测定点数152    标准方差，S 0.182。
c四种成分的单种煤的煤岩显微组成为
肥煤
镜质组(Vt/％)5 1.4    半镜质组(SV/％)12.7    丝质组(F/％)33.5
稳定组(E/％)0    矿物(M/％)2.4    天然焦(NC/％)0    活惰比1.3
焦煤
镜质组(Vt/％)65.6    半镜质组(SV/％)14.5    丝质组(F/％)16.1
稳定组(E/％)0    矿物(M/％)3.8    天然焦(NC/％)0  活惰比2.4
1/3焦煤
镜质组(Vt/％)45.3    半镜质组(SV/％)16.7    丝质组(F/％)28.6
稳定组(E/％)3.9    矿物(M/％)5.5    天然焦(NC/％)  活惰比1.2
瘦煤
镜质组(Vt/％)65.5    半镜质组(SV/％)19.5    丝质组(F/％)12.4
稳定组(E/％)0    矿物(M/％)2.6    天然焦(NC/％)    活惰比2.6。
3.根据权利要求1或2所述的焦炭配煤比，其特征是四种成分的配比(重量比)为：
肥煤21.5    焦煤52.5    1/3焦煤17.5％    瘦煤10。
4.一种炼焦炭的方法，它是按照常规工艺把混合料加到炼焦炉炼焦，其特征是：所说的混合料按照权利要求1所述的成分配合的混合料。
5.根据权利要求4所述的炼焦炭的方法，其特征是：所说的四种成分的质量参数和单种煤镜质组反射率及单种煤的煤岩显微组成全部符合权利要求2的要求。
6.根据权利要求4所述的炼焦炭的方法，其特征是：所说的炼焦炉是7.63m炼焦炉。
7.根据权利要求5所述的炼焦炭的方法，其特征是：所说的炼焦炉是7.63m炼焦炉。
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