CN103275740B - 肥煤煤质的评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种肥煤煤质的评价方法，包括：1）检测肥煤的煤质关键指标，得出其粗粒镶嵌结构比例X、最大基氏流动度MF和膨胀度b；2）设定P为肥煤煤质评价指数，且令：P=100+10×[K1×(X－Xj ) + K2×（lgMF－lgMFj）+K3×（b－bj）] ，其中Xj、MFj、bj分别为基准肥煤的粗粒镶嵌结构比例、最大基氏流动度和膨胀度；K1、K2、K3为常数，且与焦炭热反应后强度CSR通过如下关系式相关联：CSR= K+K1×X+ K2×lgMF+ K3×b，其中K为常数；3）计算得出P值，P值越大，代表肥煤煤质越好。本发明可对肥煤有效评价质量，合理确定价位，科学配用。

Description

肥煤煤质的评价方法
技术领域
本发明属于配煤炼焦技术领域，具体涉及一种肥煤煤质的评价方法。
背景技术
近年来，随着钢铁企业的迅猛发展，对炼焦煤的需求量大增，尤其是对中变质程度强粘煤例如肥煤的需求更高。在配煤方案中，肥煤起着调整配合煤流变性和膨胀性，促进不同炼焦煤煤粒间接触更紧密的作用，并同时提供一定的粒状结构支撑焦炭热性能。
根据中国煤炭分类标准（GB 5751-2009），挥发分>10.0~37.0%，G值>85，Y值>25.0的炼焦煤统一被分类为肥煤。由于该分类方法范围较宽，不同挥发分的肥煤其成焦粒状镶嵌结构存在较大差异；并且Y值只表征胶质体的数量，对其胶质体热变行为特征无法准确描述，常常出现一些Y值达到肥煤要求的炼焦煤，但其流动膨胀低，起不到促进配合煤煤粒间接触跟紧密的作用，无法按肥煤配用；或者挥发分高，不能提供一定的粒状镶嵌结构，劣化焦炭热性能。在实际应用中，为更好地满足采购和配煤需要，需要确定各指标对肥煤质量权重，对其煤质进行排序，以更合理的价位采购相应质量的肥煤，并将肥煤进一步的细分为优质肥煤、一般肥煤和劣质肥煤，从而能够更精准配煤。目前，国内许多焦化企业肥煤煤质评价仍采用在满足国标的基础上，再增加单种煤结焦性能指标，但由于肥煤胶质体含量丰富，并具有高流动高膨胀的特性，单种煤结焦易产生大量泡焦，常出现流动膨胀高的肥煤，其单种煤结焦性能较次，因此该指标对肥煤质量评价易出现偏颇，影响对肥煤煤质的准确评价。肥煤煤质的评价另一主要方法是根据挥发分和Y值，一般认为，挥发分在合理范围内，Y值越大，则肥煤煤质越好。目前也有一些焦化企业开始考虑炼焦煤的流动度、膨胀度等指标，但其考虑更多的是各指标间的相关性，对于哪些指标是关键指标，每一关键指标占有多大权重都尚不清楚。例如梅山钢铁公司通过对炼焦生产中所用煤的三种煤质指标即胶质层最大厚度Y，奥亚膨胀度b及粘结指数G之间的关系做了统计回归分析，浅析了其相关性及其内在意义和生产实践中的应用价值，得出这些指标在实际生产应用中各有侧重点，不可简单的相互替代及不可或缺性（王国辉.浅析几个煤质指标的相关性.江苏冶金.2006，34（2）：45-47），但它未指出哪些是关键指标，更未指出关键指标所占的权重。张文成等通过对炼焦煤基氏流动度指标、黏结性指标、镜质组反射率和挥发分等质量指标的研究，分析了不同煤种基氏流动度指标与其他黏结性指标和质量指标之间的关系，得出肥煤的最大基氏流动度与粘结指数具有较好的相关性，可作为区分肥煤指标（张文成等.基氏流动度指标特征分析.煤化工.2012，40（3）：26-28），但它仅是从另一个侧面区分某一单种煤是否肥煤，而不能对已经确定为肥煤的煤质再进一步进行评价。但该王飞等指出影响焦炭热态性能的因素较多，它们相互影响并共同作用于焦炭，实际生产中很难全面掌控。唐山建龙焦耐厂通过对炼焦煤本身性质进行研究，选取炼焦煤中加和性较好、对焦炭热态性能影响较大的指标作为参数，运用多元线性回归法建立预测模型，对生产实际有一定的指导作用（王飞等.焦炭热态性能预测模型.河北冶金.2012，（4）：15-17），但其指标选择灰分、硫分、硬度、煤的变质程度、粘结性、矿物质含量，其指标具有表观性，忽略了影响焦炭热性能最重要的指标——焦炭显微结构组成，忽视了炼焦煤的热变行为（主要是流动和膨胀性质）对焦炭质量的影响，而炼焦煤流动和膨胀特性是肥煤最重要的特征；另外，它主要是研究的是配合煤的参数指标对焦炭质量的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干基灰分≤9.00%，硫分≤0.6%的肥煤煤质的评价方法，该方法根据不同质量指标对焦炭热性能的贡献程度，确定其权重，量化评价不同来源肥煤质量的相对优劣程度，既有助于根据不同来源肥煤煤质合理出价，又有利于指导炼焦配煤。
为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：
1）检测肥煤的煤质关键指标，得出其粗粒镶嵌结构比例X（单位为%）、最大基氏流动度MF（单位为ddpm）和膨胀度b（单位为%）；
2）设定P为肥煤煤质评价指数，且令：
P=100+10×[K1×(X－Xj ) + K2×（lgMF－lgMFj）+K3×（b－bj）]       （1）
其中Xj、MFj、bj分别为基准肥煤的粗粒镶嵌结构比例、最大基氏流动度和膨胀度；K1、K2、K3为常数，且与焦炭热反应后强度CSR（单位为%）通过如下关系式相关联：
CSR= K+K1×X+ K2×lgMF+ K3×b（2）
其中K为常数；
3）通过将四组不同肥煤的粗粒镶嵌结构比例、最大基氏流动度、膨胀度和焦炭热性能的数值代入式（2），求出K、K1、K2和K3；将K1、K2、K3和基准肥煤的Xj、MFj、bj指标代入式（1），求出肥煤煤质评价指数P，P值越大，则代表肥煤煤质越好。
本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明将肥煤的粗粒镶嵌结构比例、最大基氏流动度和膨胀度确定为评价肥煤质量的关键指标，得出各评价指标的权重，明确不同来源肥煤的优劣程度；
（2）有益于采购部门对不同来源肥煤价格的合理定位；
（3）有益于焦化企业对不同来源肥煤合理配用，利于焦炭质量稳定提高，降低热性能波动幅度。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
某企业肥煤配比为20%，所述肥煤的干基灰分≤9.00%，硫分≤0.6%，其配煤方案具体为：
焦煤：40%；肥煤：20%；1/3焦煤：25%；瘦煤：15%。
焦煤、1/3焦煤、瘦煤保持不变，取四组不同的肥煤，按照上述上述配比进行配煤炼焦，得到焦炭热反应后强度（CSR），各相关数据见表1。
表1 不同肥煤进行配煤后焦炭的热反应后强度
煤样 X/% MF/ddpm b/ % CSR/%
肥煤1# 40 60000 150 65.65
肥煤2# 40 5976 100 63.01
肥煤3# 60 40000 220 69.19
肥煤4# 5 50000 180 63.94
将表1各数据代入式（2），分别得出K、K1、K2和K3为：52.5440、0.08、1.66、0.04。
即得：CSR= 48.5440+0.08×X+ 1.66×lgMF+ 0.04×b
该企业新购进五种肥煤，各肥煤的煤质分析结果见表2。
步骤1：确定肥煤煤质评价因子：粗粒镶嵌结构、最大流动度、膨胀度。
表2 常规指标分析结果
该5个肥煤（即肥煤5#至肥煤9#）按照目前国内的经验判定标准，应该是肥煤5#和肥煤8#煤质较优且煤质差不多，其它三种肥煤煤质要差一些，但无法进一步判断优劣。
而该五种肥煤的粗粒镶嵌结构比例X、最大基氏流动度MF和膨胀度b见表3。
表3  肥煤煤质评价结果
煤 样 MF/ddpm b/% X/% P（评价指数）
肥煤5# 4546 155 35 79
肥煤6# 33918 219 55 135.2
肥煤7# 5976 100 40 63.5
肥煤8# 4932 180 65 114
肥煤9# 31980 170 0 71
以粗粒镶嵌结构比例X为40%、最大基氏流动度MF为60000ddpm和膨胀度b为150的肥煤为基准肥煤，其评价指数为100，则将相关数据代入式（1），分别求得该5个肥煤的煤质评价指数P为：79、135.2、63.5、114和71。煤样6#和煤样8#评价指数高于100，煤质较基准样优，评定为优质肥煤；评价指数低于100的肥煤，煤质次于基准样，其中，评价指数介于80-100间的，为一般煤质肥煤；评价指数低于80的，例如煤样5#、7#和9#，为劣质肥煤。
将以上五种肥煤（肥煤5#至肥煤9#）分别进行配煤炼焦，其炼焦所得焦炭热反应后强度（CSR）见表4。
表4 五种肥煤参与配煤炼焦所得焦炭热反应后强度
表4中，方案1为焦煤：40%；肥煤：20%；1/3焦煤：25%；瘦煤：15%；方案2为气肥煤5%；气煤：5%；焦煤：42%；肥煤：15%；1/3焦煤：23%；，瘦煤10%，其中实施例1~10中焦煤、1/3焦煤、瘦煤、气肥煤、气煤都相同；其相关煤质分析结果见表5。
表5 煤质分析结果
从表4可以看出，本发明的煤质评价方法能够很好地对肥煤煤质进行评价，且肥煤的煤质跟该肥煤参与配煤炼焦所得焦炭的热反应后强度具有较好的相关性。
虽然本发明限定了肥煤的干基灰分≤9.00%，硫分≤0.6%，这主要是因为炼焦煤的干基灰分硫分相对以上三个指标对焦炭热性能影响小，当干基灰分、硫分超出以上范围，对焦炭热性能影响不可忽略时，本发明仅需作一个干基灰分和硫分修正即可使用。

Claims (1)

1.一种肥煤煤质的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）检测肥煤的煤质关键指标，得出其粗粒镶嵌结构比例X、最大基氏流动度MF和膨胀度b；
2）设定P为肥煤煤质指数，且令：
P=100+10×[K1×(X－Xj ) + K2×（lgMF－lgMFj）+K3×（b－bj）]  （1）
其中Xj、MFj、bj分别为基准肥煤的粗粒镶嵌结构比例、最大基氏流动度和膨胀度；K1、K2、K3为常数，且与焦炭热反应后强度CSR通过如下关系式相关联：
CSR= K+K1×X+ K2×lgMF+ K3×b                             （2）
其中K为常数；
3）通过将四组不同肥煤的粗粒镶嵌结构比例、最大基氏流动度、膨胀度和焦炭热反应后强度的数值代入式（2），求出K、K1、K2和K3；将K1、K2、K3和基准肥煤的Xj、MFj、bj指标代入式（1），求出肥煤煤质指数P，P值越大，则代表肥煤煤质越好。
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