CN103865554B - 一种大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法，按以下重量百分比的煤种进行混合得到配合煤：气煤：15‑20%，1/3焦煤：27‑30%，肥煤：10‑16%，焦煤：26‑29%，瘦煤：10‑15%，以上各煤种的重量百分比之和为100%，配合煤中气煤与1/3焦煤之和（高挥发分煤）≥40%，配合煤中焦煤配比＜30%；气煤的挥发分Vdaf＞40%，1/3焦煤的挥发分Vdaf＞36%，配合煤的挥发分Vdaf：31‑32%；配合煤的焦炭质量：抗碎强度M40＞85%、耐磨强度M10＜6.8%、反应性CRI≤28%、反应后强度CSR＞65%。本发明用以保障焦炭质量、节约优质资源、降低配煤成本。

Description

一种大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法

技术领域

本发明涉及一种大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法，属于炼焦煤配用技术领域。

背景技术

当前世界各国炼焦煤资源稀缺，高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求越来越高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，同时大量配用高挥发分煤配煤炼焦会使配合煤的挥发分升高，焦炭裂纹增多，强度下降，特别是焦炭的抗碎强度M40，一般认为，配煤挥发分每变化±1%，M40变化±2.0%，M10变化±0.2%。

因此为了保证焦炭强度，目前国内焦化厂配用高挥发分煤炼焦比例较小、其配合煤挥发分控制在＜30%。而从炼焦煤市场看，高挥发分炼焦煤比焦煤低200元/吨，具有价格上的优势。

中国专利“高挥发分肥煤参与的炼焦配煤方法”，专利号：CN102827625A，该专利通过测定高挥发分肥煤的基氏流动度和奥亚膨胀度b值，且使配合煤的质量指标满足：挥发分Vdaf控制在26-28%，生产的焦炭：抗碎强度M40≥80%，耐磨强度M10≤7.0%，反应性（CRI）≤28.0%,反应后强度（CSR）≥62.0%。通过该发明实现高挥发分煤的大量配用、降低了配合煤的成本，也是降低高炉燃料成本的一种有效方法。但随着高炉的大型化和富氧喷煤技术的发展，高炉用焦对焦炭的冷热强度（冷强度M40、热强度CSR）越来越高、钢铁行业降本的需要也越来越大，且该专利只就涉及到的一种Vdaf≥34%高挥发分肥煤参与的炼焦配煤方法。

目前国内顶装焦炉炼焦配煤主要有：1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等主要品种，使用少量的气煤和气肥煤等资源。虽然国内焦化厂多数都使用高挥发分1/3焦煤配煤炼焦和少许气煤，但（气煤+1/3焦煤）配比之和一般都不超过40%，同时通过调整其他煤的配比，严格控制其配合煤挥发分Vdaf≤30%，且其焦煤配比＞30%。但目前还没有在6米顶装焦炉上生产高质量焦炭（M40＞85%、CSR＞65%）的同时其配合煤挥发分Vdaf＞30%、焦煤配比＜30%的方法的相关报道。

根据《高挥发分1/3焦煤参与配煤炼焦试验研究》，煤炭科学技术，2010年2月，第8卷第2期。该文献就其不同地区的1/3焦煤参与配煤炼焦进行了试验研究，其焦煤配比高达38%，不利于降低配合煤成本，且在实际生产中其配合煤挥发分控制在28-29%，其专利“控制配合煤挥发分为28～29%的炼焦配煤方法”，专利号：CN103468291A也证明了其配合煤挥发分Vdaf＜30%。该发明可将配合煤挥发分有效控制在28～29%，且在没有型煤、选择性粉碎、干熄焦和煤调湿条件下，在4.3米以上顶装焦炉上可得优质焦炭，焦炭强度指标可达到：抗碎强度M40大于87%，耐磨强度M10小于7.0%，反应性（CRI）小于24%，反应后强度（CSR）大于67%。但随着高炉的大型化和富氧喷煤技术的发展，该发明依然不能满足现有生产的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法，用以保障焦炭质量、节约优质资源、降低配煤成本。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法，按以下重量百分比的煤种进行混合得到配合煤：气煤：15-20%，1/3焦煤：27-30%，肥煤：10-16%，焦煤：26-29%，瘦煤：10-15%，以上各煤种的重量百分比之和为100%，配合煤中气煤与1/3焦煤之和（高挥发分煤）≥40%，配合煤中焦煤配比＜30%，；

气煤的挥发分Vdaf＞40%，1/3焦煤的挥发分Vdaf＞36%，配合煤的挥发分Vdaf：31-32%；配合煤的焦炭质量：抗碎强度M40＞85%、耐磨强度M10＜6.8%、反应性CRI≤28%、反应后强度CSR＞65%。

本发明进一步限定的技术方案是：

气煤包括气煤-俄罗斯和气煤-山家林，大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法，按以下重量百分比的煤种进行混合得到配合煤：气煤-俄罗斯：9-11%，气煤-山家林：6-9%，1/3焦煤：27-29%，肥煤：11-15%，焦煤：26-29%，瘦煤：12-14%，以上各煤种的重量百分比之和为100%。

申请人通过如下实验步骤获得数据结果，并进行分析研究，对本发明进行了验证：

㈠对气煤和1/3焦煤进行工业和元素分析，并测定挥发分Vdaf；

㈡测定工艺性质指标和镜质组并根据工艺性质指标结合镜质组及其分布制图；

㈢进行40kg小焦炉试验测定高挥发分炼焦煤单独成焦时的抗碎强度M40、耐磨强度M10；

㈣用40kg小焦炉试验验证高挥发分炼焦煤与其他煤种的配伍性；

下表为高挥发分煤与基础煤工业分析、工艺性质、结焦性的分析。

从表中数据分析显示，气煤-俄罗斯、气煤-山家林和1/3焦煤都具有很高的挥发分、变质程度低、粘结性一般等特点；从40kg小焦炉试验表明，单独炼焦产生的焦炭质量不理想，特别是气煤-俄罗斯，单独成焦时块状较少，大多生成粉末，单独看其结焦性较差。

从表和图1-3中可看出，各高挥发分煤镜质组随机反射率都较小为中阶烟煤、其分布图呈正态分布，标准偏差S＜0.1，表明为单一煤层煤；气煤-俄罗斯的胶质体塑性温度区间较小，说明煤在热解过程中，煤粒处于胶质体状态时间短且热稳定性差、煤粒间的接触时间和相互作用时间都较短，不有利于煤粒间粘结。其气煤-山家林和1/3焦煤胶质体塑性温度区间较大，说明煤在热解过程中，煤粒处于胶质体状态时间长、煤粒间有充分的时间接触和相互作用，有利于煤粒间粘结。

下表以气煤-俄罗斯为例进行说明与其他煤种的配伍性。

下表为气煤-俄罗斯配比变化对焦炭质量的影响：

通过对三种高挥发分煤的性质、单种煤的结焦性及与基础煤种的适配性进行了研究、试验。分析得到：通过合理、大量配用高挥发分炼焦煤，生成的焦炭质量无论是M40、还是CSR都取得很高的水平；同时减少了优质肥煤和焦煤的配比，使焦煤配比＜30%，优化了配煤结构、降低了配煤成本；焦炭质量指标：M40＞85%、M10＜6.8%、CRI≤28%、CSR＞65%。

本发明的有益效果是：

本发明通过优化配煤结构，提高高挥发分炼焦煤的配用比例≥40%、降低焦煤配比＜30%、肥煤配比≤20%，控制配合煤挥发分在31-32%，充分发挥高挥发分煤的性价比优势。

本发明在6米焦炉上生产出的焦炭质量抗碎强度M40＞85%、耐磨强度M10＜6.8%、反应性CRI≤28.0%、反应后强度CSR＞65%，使通常不能大量使用的气煤、1/3焦煤等高挥发分煤得到充分的应用，并且满足2000m³高炉的使用，降低了高炉用焦成本。

本发明通过对气煤、1/3焦煤等高挥发分煤的工业分析、煤岩指标、结焦性能（指标）及其配伍性等方面的掌握，充分发挥单种煤的某一特性优势、利用其价格相对较低等优势，保障焦炭质量稳定，为高炉稳定顺行创造条件，降低燃料成本，焦化配煤成本降低20.8元/吨煤，创造了显著的经济效益。而且节约了大量的优质炼焦煤资源，比如降低了肥煤、主焦煤等的配比，肥煤从现有技术的23%降低到20%及以下，主焦煤配比由现有技术的31%降低到28-29%。一定程度上，低阶的高挥发分炼焦煤部分起到了肥煤的作用，使肥煤配比大大减少，使焦化业得到可持续发展。

附图说明

图1为气煤-俄罗斯镜质组随机反射率分布图。

图2为气煤-山家林镜质组随机反射率分布图。

图3为1/3焦煤镜质组随机反射率分布图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种大比例使用高挥发分炼焦煤配煤，按如下质量百分数配煤：

实施例2

本实施例提供的一种大比例使用高挥发分炼焦煤配煤，按如下质量百分数配煤：

实施例3

本实施例提供的一种大比例使用高挥发分炼焦煤配煤，按如下质量百分数配煤：

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法，其特征在于：按以下重量百分比的煤种 进行混合得到配合煤：气煤：15-20%，1/3焦煤：27-29%，肥煤：11-15%，焦煤：26-29%，瘦煤：12-14%，以上各煤种的重量百分比之和为100%，所述配合煤中气煤与1/3焦煤之和≥40%，所述配合煤中焦煤配比＜30%；

所述气煤的挥发分Vdaf＞40%，所述1/3焦煤的挥发分Vdaf＞36%，所述配合煤的挥发分Vdaf：31-32%；所述配合煤的焦炭质量：抗碎强度M40＞85%、耐磨强度M10＜6.8%、反应性CRI≤28%、反应后强度CSR＞65%；

所述气煤包括气煤-俄罗斯和气煤-地方山家林，所述大比例使用高挥发分炼焦煤的配煤方法，按以下重量百分比的煤种进行混合得到配合煤：气煤-俄罗斯：9-11%，气煤-地方山家林：6-9%，1/3焦煤：27-29%，肥煤：11-15%，焦煤：26-29%，瘦煤：12-14%，以上各煤种的重量百分比之和为100%。