CN103849412A - 一种降低推焦电流的炼焦配煤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低推焦电流的炼焦配煤方法。主要解决炼焦煤使用范围变宽后，导致了焦炭在形成过程中的裂纹机理发生了变化，对仅控制配煤挥发分来控制推焦电流产生了不确定性的技术问题，本发明的技术方案是：一种降低推焦电流的炼焦配煤方法，其特征是在焦化的推焦电流变大时，在保持配煤挥发分及粘结性的在正常范围的情况下，通过调整配煤反射率的方差，以降低推焦电流。本发明主要用于在使用变质程度更低的气煤弱粘煤及变质程度更高的贫瘦煤进行配煤炼焦时降低推焦电流。

Description

一种降低推焦电流的炼焦配煤方法

技术领域

本发明涉及一种降低推焦电流的炼焦配煤方法。

背景技术

 在焦炭生产过程中，将煤装入焦炉炭化室中，经过高温干馏，待焦炭成熟，将焦炭推出炭化室，现代焦炉炭化室宽度在400-500mm，高6-7m，长度达十几米，需要推焦车从一侧推出焦炭。

在推焦过程中，推焦电流是变化的，电流大说明焦饼的移动阻力大，当电流达到一定值仍推不动焦炭时，应停止推焦，此即所谓焦饼难推焦。由于难推焦处理困难，既损坏炉墙，劳动条件又极为恶劣，故应尽力避免。

造成难推焦的原因主要是炉墙结石墨过厚、炉墙变形、焦炭不成熟或过火、焦饼收缩差和焦饼整体性差等。其中炉墙结石墨及变形要靠日常检修来避免，对石墨定期处理，炉墙及时修补；焦炭不成熟或过火，要靠加热制度来保证，在正常生产情况下，加热制度较为固定，结焦时间波动不大，发生的几率较小；焦饼收缩性差和焦饼整体性差主要由配煤的质量特性决定的。

在炼焦过程中，随着温度的提高，炼焦煤发生热分解，煤的热分解过程，总体上看可分为两个阶段，即粘结阶段和收缩阶段。在粘结阶段，一般在550℃之前，既存在侧链的断裂、聚合和缩合作用，也发生键的断裂、聚合和缩合作用，也存在气体气体不易透过胶质体而产生的压力作用等，这种软化熔融作用，形成半焦，对焦炭质量产生重要影响，表现在对炉墙产生膨胀压力。在收缩阶段，将半焦由550℃加热到1000℃时，半焦继续热分解，由于继续放出气体使重量减轻，同时体积减少，引起收缩。但由于半焦是粘结在一起的整块物料，它的刚性阻碍了半焦的收缩，半焦粘结的越牢固，则阻碍越大，因此半焦发生碎裂。

炼焦煤的质量特性决定了炼焦过程中的粘结阶段和收缩阶段，为此需要控制炼焦煤的质量特性，以满足顺利推焦的需要。

如文献《2号焦炉实现18小时结焦的问题及其解决》（浙江冶金，2004（3），44-45）中，在确保焦炭质量的前提下， 配煤上可适当增加气煤的配比， 以增加焦饼的收缩度；如文献《降低推焦电流的措施和效果》（莱钢科技，1993（6），38-40）提出提高配煤质量，从装炉煤入手保证焦炭强度，增强焦饼的整体性，是降低推焦电流的基础。配煤挥发份过高，尽管使收缩值 x较大，似乎有利于推焦， 但x值提高在说明减少膨胀压力增大收缩的同时，也说明配合煤中低变质程度的煤种增加，降低了配合煤的粘结性，导致了焦饼的易碎性，削弱了焦饼的整体性，由此而造成推焦电流过大甚至难推。 

在传统的炼焦配煤过程中，通常考虑到配煤的粘结性和配煤的变质程度，通过这两类指标来控制焦炭强度质量，文献中也仅对控制收缩度x或控制挥发分，对造成经常出现难的推焦的根本原因，即焦炭在形成过程中的变化机理及配煤方法没有进行系统研究。

之前人们之所以没有对这方面进行研究，是由于用煤条件不同，之前炼焦用煤主要为气煤、肥煤和焦煤，都是其变质程度较为适中的强粘结性煤。而这些炼焦煤资源只占1/3强，但其用量配比却在2/3，随着煤矿开采及资源枯竭，炼焦用煤质量的逐渐劣化，导致使用变质程度更低的弱粘性煤，及变质程度更高的贫瘦煤，炼焦煤使用范围变宽。

通过深入研究发现，炼焦煤使用范围变宽后，导致了焦炭在形成过程中的裂纹机理发生了变化，对仅控制配煤挥发分来控制推焦电流产生了不确定性。

为此，引入了影响焦炭裂纹形成的新的指标S₀，提出一种通过配煤指标调整，降低推焦电流的技术方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低焦炭推出的炼焦配煤方法，主要解决炼焦煤使用范围变宽后，导致了焦炭在形成过程中的裂纹机理发生了变化，对仅控制配煤挥发分来控制推焦电流产生了不确定性的技术问题，为炼焦生产的顺利进行创造条件。

本发明的技术方案是：一种降低推焦电流的炼焦配煤方法，其特征是在焦化的推焦电流变大时，在保持配煤挥发分及粘结性的在正常范围的情况下，通过调整配煤反射率的方差，以降低推焦电流。

上述在焦化的推焦电流变大时，是指在产生多孔同时期产生推焦电流变大，是由于配煤原因引起的普遍推焦电流变大。

上述在保持配煤挥发分及粘结性的在正常范围的情况下，是指配煤挥发分Vd在26-30%的范围内，粘结性在G在75-85的范围内，正常的顶装焦炉生产控制指标。

上述调整配煤反射率的方差，是通过调整配煤结构来实现。由于不同炼焦煤的反射率不同，从低到高依次是气煤、肥煤、焦煤和瘦煤，各种炼焦煤的不同比例会影响配煤反射率方差，特别是调整处于两端的气煤和瘦煤的比例，甚至反射率更低的长焰煤比例，反射率更高的贫瘦煤。

通过深入研究发现，配煤的质量决定了炼焦煤在成焦过程中的表现，推焦电流由炼焦煤的膨胀因子、收缩因子及裂纹因子决定。膨胀因子是指由炼焦过程中炼焦煤表面的膨胀压力，炼焦煤发生软化熔融才能保证煤之间的紧密结合，是焦炭形成的关键因素；收缩因子是指炼焦过程中煤料因气体溢出重量减轻而发生的变化；裂纹因子是由半焦形成的强度及炼焦煤种之间的差异决定的。

配煤反射率的方差S₀称为裂纹因子，根据国标GB 6948-1998进行测定得到，是炼焦煤种之间的差异决定的，其值变大导致由半焦形成的强度及产生裂纹增加，使得焦饼的整体性变差，从而影响推焦电流。

顶装焦炉的配煤反射率方差S₀的控制合理范围在0.20%-0.35%。当S₀小于0.20%时，一方面会造成炼焦过程中炼焦煤表面的膨胀压力较大，另一方面接近了单种煤炼焦，生产并不经济，通过增加其它种类的炼焦煤来调整；当S₀大于0.35时，会造成炼焦过程中焦炭裂纹多焦饼整体性较差，通过减少配煤中反射率最高或最低的煤种来调整。

 本发明的有益效果：引入了新的评价指标S₀，为适应炼焦用煤质量的逐渐劣化，使用变质程度更低的气煤弱粘煤及变质程度更高的贫瘦煤进行配煤炼焦的现实，炼焦煤使用范围变宽。为此提出了新的评价指标S₀，适应炼焦用煤的变化。减少了推焦电流控制的盲目性，克服了仅从一个方面如收缩度进行控制推焦电流的误区，实际上炼焦煤的膨胀特性、收缩特性及裂纹特性都会发挥作用，根据反射率方差S₀进行控制，减少了推焦电流控制的盲目性。

具体实施方式

本实施例确定采用6m顶装煤焦炉炼焦，使用五类炼焦煤，气煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤和瘦煤，生产合格的冶金焦。

总体配煤方案焦煤25-45%、气煤20-30%、肥煤20-35%、1/3焦煤10-20%、瘦煤0-10%，配煤挥发分Vd在26-29%的范围内，粘结性在G在75-85的范围内。

由于焦炉的炉型不同，各公司对推焦电流大的界定也不相同，实施例以大于250A作为推焦电流偏高。

炼焦过程包括以下步骤：

首先，采取多组配煤技术方案进行配煤炼焦，对各组炼焦煤进行指标分析。

第二，各方案采用如下炼焦方法，炼焦方式为顶装煤炼焦，焦炉炭化室高度为6m，结焦时间为20h，焦饼中心温度为950℃±50℃，进行推焦电流的测定，得到的结果如表1所示。

第三，方案1配煤中使用大比例的焦肥煤，反射率标准偏差S₀为0.18,测得推焦电流为251A，大于250A，推焦电流偏高。方案2-6配煤中比例适中，反射率标准偏差S₀为从0.20到0.34,推焦电流均在250A以下。方案7-9配煤，反射率标准偏差S₀均大于0.35，从0.34到0.48,其相应的推焦电流均分别从255-316A，均在250A以上。

第四，对于方案1，通过减少焦肥煤比例从42%降低到35%，增加气煤比例，气煤比例从15%提高到25%，调整为方案2，反射率标准偏差S₀提高到0.22，推焦电流也大大降低。这是由于方案1中的标准偏差S₀小，焦煤肥煤比例过高，致使膨胀压力较大，成焦过程中收缩不够，造成推焦电流偏大。

第五，对于方案7-9，减少长焰煤比例从4-6%降低到3%，减少瘦煤比例从5%减少到4%，调整为方案6，反射率标准偏差S₀提高到0.34，推焦电流也大大降低。这是由于方案7-方案9中弱粘结性煤的比例大，反射率方差大，造成在成焦过程中，产生裂纹增加，焦饼整体性较差，致使推焦电流偏大。

表 1

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Claims (4)

1.一种降低推焦电流的炼焦配煤方法，其特征是在焦化的推焦电流变大时，在保持配煤挥发分及粘结性的在正常范围的情况下，通过调整配煤反射率的方差，以降低推焦电流。

2.根据权利要求1所述的一种降低推焦电流的炼焦配煤方法，其特征是所述在焦化的推焦电流变大时，是指在产生多孔同时期产生推焦电流变大。

3.根据权利要求1所述的一种降低推焦电流的炼焦配煤方法，其特征是所述在保持配煤挥发分及粘结性的在正常范围的情况下，是指配煤挥发分Vd在26-30%的范围内，粘结性在G在75-85的范围内。

4.根据权利要求1所述的一种降低推焦电流的炼焦配煤方法，其特征是所述调整配煤反射率的方差S₀，是通过调整配煤结构来实现，S₀的控制在0.20%-0.35%。