CN102453490B - 一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法 - Google Patents

一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法 Download PDF

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一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法，包括将参与配煤的炼焦煤混配的步骤，按重量百分比，参与配煤的炼焦煤包括新疆强粘煤20-70%，其余量为焦煤、瘦煤、肥煤、气煤、1/3焦煤中的一种或多种组合；混配后满足：空气干燥基水分1.0-1.7%，干基灰分8-12%，干基挥发分22-26%，硫分＜0.6%，粘结指数82-100，基氏流动度最大值1.9-3.0，镜质组反射率平均值1.1-1.4%，干基灰分中CaO为10-15%，Fe2O3为9-15%，MgO为3-5%。本发明有效利用了传统观念认为不好的新疆生产的一种强粘煤，发挥其强粘结性、低灰、低硫、廉价易得的优点，低成本的生产出高活性高强度焦炭供高炉使用。

Description

一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法
技术领域
    本发明涉及炼焦配煤技术领域，特别是制备高活性高强度焦炭的配煤方法。
背景技术
近年来，由于高活性高强度焦炭概念的提出，许多人开始致力于研究其制备方法，高活性高强度焦炭的使用对改善高炉反应效率具有重要意义，对于特定的高炉通过提高焦炭的反应性，加速矿石的还原，从而降低高炉的运行温度，保证焦炭仍然具有一定的强度，通过高炉操作温度的变化达到节能环保等目的。目前提高焦炭活性主要有三种方法：1)降低炼焦终温；2)增加低变质程度煤配比；3)在配煤中配入CaO或Fe2O3等具有催化性能的矿物提高焦炭催化指数。中国专利CN1341143A“高炉用高反应性高强度焦炭及其制造方法”是将几种低流动性粘性煤配合，廉价制得一种焦炭强度、二氧化碳反应性和气孔孔径分布均达到所需水平的高反应性高强度焦炭。在制造过程中，主要是将低流动度的中等粘结性煤占60%的配合煤进行干馏而获得所需焦炭。新日铁研究了配加Ca含量极高煤生产高活性高强度焦炭的技术。近期新日铁又开发了采用装入干燥煤生产焦炭的技术，通过装入干燥煤提高装入煤堆密度从而增加富Ca非炼焦煤的配比，可以得到高活性高强度焦炭。以上方法都存在各自的弊端，降低焦炭的强度或增加焦炭生产成本，如果要保持焦炭强度必须增加强粘煤配比，则必然导致配煤成本增加，此外，外配矿物还增加焦炭的灰分，对于灰成分以硅、铝氧化物为主的煤而言，添加铁、钙氧化物都要需要额外的成本，而只有以氧化钙和氧化铁含量高的高反应性煤为原料，制备的高活性焦炭才具有较高的性价比。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法，该配煤方法利用了一种传统观念认为热性能不好的新疆强粘煤，根据新疆强粘煤具有氧化钙和氧化铁含量高的特点，将新疆强粘煤应用到制备高活性高强度焦炭领域，该配煤方法不仅使炼焦煤资源得到合理利用，而且也提高了焦炭的活性和强度，此外该配煤方法也使炼焦成本降低。
一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法，包括将参与配煤的炼焦煤混配的步骤，按重量百分比计，参与配煤的炼焦煤包括新疆强粘煤20-70%，其余量为焦煤、瘦煤、肥煤、气煤、1/3焦煤中的一种或多种组合； 
所述新疆强粘煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：空气干燥基水分Mad重量百分比为0.8-1.5%，干基灰分Ad重量百分比为8-10%，干基挥发分Vd重量百分比为20-35%；
②硫分指标：硫分Sad重量百分比为0.3-0.5%；
③粘结性指标：粘结指数GRI为95-105，基氏流动度最大值lgMF为2.0-4.5；
④煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.0-1.5%；
⑤灰成分指标：干基灰分Ad中CaO重量百分比含量为10-15%，Fe2O3重量百分比含量为14-20%，MgO重量百分比含量为2.5-4.5%；
炼焦煤混配后满足下列指标要求：
①工业分析指标：空气干燥基水分Mad重量百分比为1.0-1.7%，干基灰分Ad重量百分比为8-12%，干基挥发分Vd重量百分比为22-26%；
②硫分指标：硫分Sad重量百分比为＜0.6%；
③粘结性指标：粘结指数GRI为82-100，基氏流动度最大值lgMF为1.9-3.0；
④煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.1-1.4%；
⑤灰成分指标：干基灰分Ad中CaO重量百分比含量为10-15%，Fe2O3重量百分比含量为9-15%，MgO重量百分比含量为3-5%。
所述焦煤为拜城焦煤、青海焦煤中的一种或两种组合，所述焦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-28%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为65-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.1-1.7%。
所述瘦煤为拜城瘦煤、平遥瘦煤中的一种或两种组合，所述瘦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-20%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为20-65；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.5-2.0%。
所述肥煤为宁夏肥煤、青海肥煤中的一种或两种组合，所述肥煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为85-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.8-1.4%。
所述气煤为新疆气煤，所述新疆气煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为28-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为50-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.5-0.8%。
所述1/3焦煤为宁夏1/3焦煤，所述宁夏1/3焦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为28-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为65-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.8-1.3%。
本发明是有效利用了传统观念认为热性能不好的新疆强粘煤，发挥其氧化钙含量高、氧化铁含量高、强粘结性、低灰、低硫、廉价易得的优点，低成本的配合出生产高活性高强度焦炭的配煤方法。本方法具有扩大炼焦煤资源，降低炼焦成本，提高焦炭质量等特点，制备的高活性高强度焦炭应用领域广泛，本发明可以用来指导配煤炼焦，可有效改变配煤结构，使资源得到合理的有效利用。
具体实施方式
实施例
一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法，包括将参与配煤的炼焦煤混配的步骤，按重量百分比计，参与配煤的炼焦煤包括新疆强粘煤20-70%，其余量为焦煤、瘦煤、肥煤、气煤、1/3焦煤中的一种或多种组合； 
所述新疆强粘煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：空气干燥基水分Mad重量百分比为0.8-1.5%，干基灰分Ad重量百分比为8-10%，干基挥发分Vd重量百分比为20-35%；
②硫分指标：硫分Sad重量百分比为0.3-0.5%；
③粘结性指标：粘结指数GRI为95-105，基氏流动度最大值lgMF为2.0-4.5；
④煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.0-1.5%；
⑤灰成分指标：干基灰分Ad中CaO重量百分比含量为10-15%，Fe2O3重量百分比含量为14-20%，MgO重量百分比含量为2.5-4.5%；
炼焦煤混配后满足下列指标要求：
①工业分析指标：空气干燥基水分Mad重量百分比为1.0-1.7%，干基灰分Ad重量百分比为8-12%，干基挥发分Vd重量百分比为22-26%；
②硫分指标：硫分Sad重量百分比为＜0.6%；
③粘结性指标：粘结指数GRI为82-100，基氏流动度最大值lgMF为1.9-3.0；
④煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.1-1.4%；
⑤灰成分指标：干基灰分Ad中CaO重量百分比含量为10-15%，Fe2O3重量百分比含量为9-15%，MgO重量百分比含量为3-5%。
所述焦煤为拜城焦煤、青海焦煤中的一种或两种组合，所述焦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-28%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为65-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.1-1.7%。
所述瘦煤为拜城瘦煤、平遥瘦煤中的一种或两种组合，所述瘦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-20%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为20-65；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.5-2.0%。
所述肥煤为宁夏肥煤、青海肥煤中的一种或两种组合，所述肥煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为85-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.8-1.4%。
所述气煤为新疆气煤，所述新疆气煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为28-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为50-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.5-0.8%。
所述1/3焦煤为宁夏1/3焦煤，所述宁夏1/3焦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为28-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为65-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.8-1.3%。
本发明一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法，其实施例1-6中参与配煤的炼焦煤配比参见表1。
Figure 2010105155918100002DEST_PATH_IMAGE002
实施例1-6中所述新疆强粘煤的煤质为：
①工业分析指标：空气干燥基水分Mad重量百分比为1.24%，干基灰分Ad重量百分比为9.21%，干基挥发分Vd重量百分比为22.8%；
②硫分指标：硫分Sad重量百分比为0.4%；
③粘结性指标：粘结指数GRI为99，基氏流动度最大值lgMF为3.5；
④煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.3%；
⑤灰成分指标：干基灰分Ad中CaO重量百分比含量为12%，Fe2O3重量百分比含量为17%，MgO重量百分比含量为3.5%。
实施例1-6中参与配煤的新疆气煤、拜城焦煤、拜城瘦煤、宁夏肥煤、青海肥煤、青海焦煤、宁夏1/3焦煤和平遥瘦煤的煤质参见表2和表3；
Figure 2010105155918100002DEST_PATH_IMAGE003
Figure DEST_PATH_IMAGE004
实施例1-6中混配好的炼焦煤的煤质参见表4；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
制备工艺：根据现有技术的炼焦方法，将实施例1-6中混配好的炼焦煤装入焦炉碳化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，炼焦初温为1000-1100℃，保温时间接近15小时，炼焦终温为950-1050℃，采用干法熄焦。制备好的焦炭质量参见表5所示。
现有大高炉用高活性高强度焦炭应满足如下要求：
1、焦炭的活性：焦炭的反应性CRI应介于50-70之间。
2、焦炭的强度：转鼓指数DI150 15要求在82以上，抗碎强度M25要求在88以上，耐磨强度M10要求在8以下。
从表5可以看出，实施例1-6中制备的高活性高强度焦炭均满足大高炉用焦炭的要求。本发明是有效利用了传统观念认为热性能不好的新疆强粘煤，发挥其氧化钙含量高、氧化铁含量高、强粘结性、低灰、低硫、廉价易得的优点，低成本的配出生产高活性高强度焦炭的配煤方法。

Claims (6)

1.一种制备高活性高强度焦炭的配煤方法，包括将参与配煤的炼焦煤混配的步骤，其特征是：按重量百分比计，参与配煤的炼焦煤包括新疆强粘煤20-70%，其余量为焦煤、瘦煤、肥煤、气煤、1/3焦煤中的一种或多种组合； 
所述新疆强粘煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：空气干燥基水分Mad重量百分比为0.8-1.5%，干基灰分Ad重量百分比为8-10%，干基挥发分Vd重量百分比为20-35%；
②硫分指标：硫分Sad重量百分比为0.3-0.5%；
③粘结性指标：粘结指数GRI为95-105，基氏最大流动度的对数值lgMF为2.0-4.5；
④煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.0-1.5%；
⑤灰成分指标：干基灰分Ad中CaO重量百分比含量为10-15%，Fe2O3重量百分比含量为14-20%，MgO重量百分比含量为2.5-4.5%；
炼焦煤混配后满足下列指标要求：
①工业分析指标：空气干燥基水分Mad重量百分比为1.0-1.7%，干基灰分Ad重量百分比为8-12%，干基挥发分Vd重量百分比为22-26%；
②硫分指标：硫分Sad重量百分比为＜0.6%；
③粘结性指标：粘结指数GRI为82-100，基氏最大流动度的对数值lgMF为1.9-3.0；
④煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.1-1.4%；
⑤灰成分指标：干基灰分Ad中CaO重量百分比含量为10-15%，Fe2O3重量百分比含量为9-15%，MgO重量百分比含量为3-5%。
2.根据权利要求1所述的制备高活性高强度焦炭的配煤方法，其特征是：所述焦煤为拜城焦煤、青海焦煤中的一种或两种组合；
所述焦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-28%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为65-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.1-1.7%。
3.根据权利要求1所述的制备高活性高强度焦炭的配煤方法，其特征是：所述瘦煤为拜城瘦煤、平遥瘦煤中的一种或两种组合；
所述瘦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-20%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为20-65；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为1.5-2.0%。
4.根据权利要求1所述的制备高活性高强度焦炭的配煤方法，其特征是：所述肥煤为宁夏肥煤、青海肥煤中的一种或两种组合；
所述肥煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为10-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为85-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.8-1.4%。
5.根据权利要求1所述的制备高活性高强度焦炭的配煤方法，其特征是：所述气煤为新疆气煤；
所述新疆气煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为28-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为50-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.5-0.8%。
6.根据权利要求1所述的制备高活性高强度焦炭的配煤方法，其特征是：所述1/3焦煤为宁夏1/3焦煤；
所述宁夏1/3焦煤满足下列指标要求：
①工业分析指标：干基挥发分Vd重量百分比为28-37%；
②粘结性指标：粘结指数GRI为65-110；
③煤化度指标：镜质组反射率平均值Rr为0.8-1.3%。
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