CN104109549B - 提高气煤配用量的配煤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高气煤用量的配煤方法，该方法包括如下步骤：1)控制气煤的合理粒度；2)测定分析各单种炼焦煤的挥发分、粘结指数、粗粒镶嵌结构和镜质组平均最大反射率，根据测定的上述指标值将焦煤分别记为焦煤1#、焦煤2#，1/3焦煤分别记为1/3焦煤1#、1/3焦煤2#；3)确定各单种炼焦煤的配用比例。本发明通过控制气煤的粒度并选择合适的结焦煤种，可以不配或少配高品质焦煤，充分发挥不同炼焦煤的煤质特性，提高气煤配用比例，降低配煤成本。在无煤调湿、型煤工艺或捣固炼焦等工艺条件下，6米以上顶装焦炉干熄焦CSR≥65.0％。
Description
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种提高气煤配用量的配煤方法。
背景技术
我国煤资源丰富，但炼焦煤资源紧缺，而且在有限的炼焦煤资源中分布不均衡，在已经探明的煤炭储量中，炼焦煤储量仅占煤炭总储量的26％，且大部分为气煤和1/3焦煤，约占炼焦煤总量的46％以上，焦煤占炼焦煤储量的17.57％，肥煤占10％。为获得优质焦炭，满足大型高炉需要，国内大多大型钢厂焦化企业，焦煤、肥煤等优质炼焦煤的配用量达60-80％，再配入一定量的1/3焦煤，气煤仅少量配入(2～3％)。针对目前中国煤资源分布特征，如何高效利用有限的炼焦煤资源，增加低价且储量丰富的气煤是一个必须面临的课题。
目前提高气煤的配用方法，大多通过采取配型煤、捣固等炼焦工艺实现。在常规顶装炼焦工艺条件下，申请号为CN201010254856.3的专利文献公开了一种高比例配煤炼焦的方法，该方法选择的炼焦配煤煤种包括气煤、肥煤、焦煤、瘦煤以及1/3焦煤，所述炼焦的方法包括以下步骤：A、将原料煤单独粉碎，粉碎粒级小于3mm，并且2mm以下粒度的煤占60％以上；B、将步骤A中所得原料煤进行基础配合煤炼焦，其中，所述的基础配合煤煤质无水无灰基挥发分Vdaf＝26.0～30.0％，镜质组平均最大反射率MMR＝1.0～1.1％，灰分Ad＜10.1％，全硫St，d＜1.1％，粘结指数G＞74、胶质层最大厚度＞18mm、活惰比为1.7～1.8。该方法通过煤岩配煤方法，即活惰比和镜质组最大反射率进行配比，活惰比的量化难度较大，且不同镜质组的活性成分和惰性成分差异较大。薛改凤(ZL200710052602.1一种气煤参与的炼焦配煤方法)报道了一种提高气煤配用方法，将Vdaf>28～37％，粘结指数G>50～65，对气煤根据镜质组反射率进行分类配用，第一亚类气煤：Rmax＜0.75％的比例＞90％，配比＜3％；第二亚类气煤：在0.70～0.80％，Rmax＜0.75％的比例＜75％，配比为3～8％；第三亚类气煤：Rmax＜0.75％的比例＜50％，配比为8～15％。但镜质组发射率仅表征炼焦煤的变质程度，与工艺性质无明显关系，且该方法仅是一种表观性质控制，不能直接揭示焦炭热性能。项茹(ZL201210113979.4一种气煤参与的炼焦配煤方法)报道了一种将气煤配比提高到5～15％的配用方法，该方法高品质焦煤(即成焦粗粒镶嵌结构达60％，G>85)的焦煤配比达20％左右，由于这种高品质焦煤资源较匮乏，该方法易受资源限制。目前G值78～85的一般品质焦煤价格较低，资源相对丰富，但未得到有效应用。本发明为进一步优化炼焦煤资源，抓住气煤与其它炼焦煤结焦的结合面反应微观结构变化的特征，多配一些变质程度较高的焦煤，并且少配或不配一些高品质焦煤，通过结合面反应，将高变质焦煤成焦的纤维化结构向粗粒镶嵌结构转化，将不利于焦炭热性能的纤维结构转变为利于焦炭热性能的粗粒镶嵌结构，另外，在其它煤种选择和优化也进行控制，最终使气煤配用量最高可达25％。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高气煤用量的配煤方法，该配煤方法通过利用气煤与不同炼焦煤结焦反应时结合面结构的变化对焦炭质量的影响，合理调整各煤种配比，以充分发挥不同炼焦煤的煤质特性，科学合理利用煤种资源。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
1)控制气煤的合理粒度，将气煤粉碎粒级小于3mm，并且0.5mm以下粒度的煤按重量百分比为20％以下；
2)测定分析各单种炼焦煤的挥发分、粘结指数、粗粒镶嵌结构和镜质组平均最大反射率，将镜质组平均最大反射率：Vdaf：19～23％，粘结指数G值≥78～85(即78≤粘结指数G值＜85)，50％≤粗粒镶嵌结构比例＜60％，纤维结构5～8％的焦煤，记为焦煤1#；将 Vdaf：23～28％，粘结指数G值≥78～85，50％≤粗粒镶嵌结构比例＜60％的焦煤记为焦煤2#；挥发分≤32％，G值≥85，粗粒镶嵌结构比例≥35％的1/3焦煤记为1/3焦煤1#；其它1/3焦煤记为1/3焦煤2#；
3)确定各单种炼焦煤的配用比例按重量百分比为：
焦煤1#：20～25％；焦煤2#：15～20％；肥煤：5～15％；1/3焦煤1#：10～16％；1/3焦煤2#：5～10％；瘦煤：0～15％；气煤：15～25％；且焦煤1#、焦煤2#、1/3焦煤1#、1/3焦煤2#的配用量依次降低。
进一步地，所述步骤3)中，各单种炼焦煤的配用比例按重量百分比为：
焦煤1#：22～25％；焦煤2#：15～18％；肥煤：5～15％；1/3焦煤1#：10～15％；1/3焦煤2#：5～10％；瘦煤：5～15％；气煤：20～25％。
本发明的发明人经过长期研究发现，气煤与其它炼焦煤共同结焦，共焦焦炭中的显微结构明显不同于单独成焦，颗粒之间形成的结合面呈现各向同性—细粒镶嵌—粗粒镶嵌等的结合面融合反应现象，即气煤成焦各向同性或细粒镶嵌结构向各向异性程度高的方向转变，而焦煤、肥煤成焦的粗粒镶嵌等各向异性程度较高的结构向细粒镶嵌转变，这一结构特征变化对焦炭反应性影响较大。因此，本发明根据气煤与其它炼焦煤结焦发生结合面反应及其微观结构变化这一特征，采取一些措施间接降低结合面反应，提高粗粒镶嵌结构。为实现这一目标：一、将气煤选择合适的粒度，气煤粒度低，结合面反应剧烈，劣化焦炭质量；二、采取煤种选择方法，优先选择一些变质程度较高的焦煤，即焦煤1#，这类焦煤成焦结构中粗粒镶嵌结构较高，并且粗粒镶嵌结构呈现纤维化的趋势，与气煤结焦后，结合面的粗粒纤维化的结构反而向粗粒镶嵌结构转化，使粗粒镶嵌结构进一步提高，在配比调整中，这一类焦煤配用比例需明显提高，可节约高品质焦煤用量。另外，对变质程度较低焦煤，即焦煤2#，这类焦煤成焦有一定的细粒镶嵌结构，与气煤结焦，结合面的粗粒镶嵌结构下降更明显，细粒镶嵌结构上升剧烈，对焦炭质量不利，因此，这一类焦煤在配用中应下调比例。相应的气煤与其它煤种结焦，结合面显微结构也发生不同程度变化，大致气煤由各向同性向各向异性程度高的结构方向变化，其它煤种向各向异性程度低的结构方向变化。
本发明利用这一科学规律，通过控制气煤的粒度并选择合适的结焦煤种，降低焦炭反应性，提高焦炭反应后强度，可以不配或少配高品质焦煤，充分发挥不同炼焦煤的煤质特性，提高气煤配用比例，降低配煤成本。在无煤调湿、型煤工艺或捣固炼焦等工艺条件下，6米以上顶装焦炉干熄焦CSR≥65.0％。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的提高气煤配用量的配煤方法包括如下步骤：
1)控制气煤的合理粒度，将气煤粉碎粒级小于3mm，并且0.5mm以下粒度的煤按重量百分比为20％以下；
2)测定分析各单种炼焦煤的挥发分、粘结指数、粗粒镶嵌结构和镜质组平均最大反射率，将镜质组平均最大反射率：Vdaf：19～23％，粘结指数G值≥78～85，粗粒镶嵌结构比例≥50～60％(即50％≤粗粒镶嵌结构比例＜60％)，纤维结构5～8％的焦煤，记为焦煤1#；将 Vdaf：23～28％,粘结指数G值≥78～85，粗粒镶嵌结构≥50～60％的焦煤记为焦煤2#；挥发分≤32％，G值≥85，粗粒镶嵌结构比例≥35％的1/3焦煤记为1/3焦煤1#；其它1/3焦煤记为1/3焦煤2#；
3)确定各单种炼焦煤的配用比例按重量百分比为：
焦煤1#：20～25％；焦煤2#：15～20％；肥煤：5～15％；1/3焦煤1#：10～16％；1/3焦煤2#：5～15％；瘦煤：0～15％；气煤：15～25％，且气煤配用量≥15％，焦煤1#、焦煤2#、1/3焦煤1#、1/3焦煤2#的配用量依次降低。
各单种煤煤质分析结果见表1，各配煤方案的具体实施例见表2。
表1单种煤煤质分析结果
表2配煤方案的具体实施例
实施例1、2、3、4所得焦炭均在未采用煤调湿、型煤技术及预粉碎工艺的条件下，在6米以上焦炉制得。从实施例1-4可以看出，本发明的配煤方法不仅可以显著提高气煤的配用量，而且提供了优化配煤的方法，即提高界面结构粗粒化方法，合理调整不同煤种比例；另外，本发明提高气煤配用量的配煤方法，还节约了一些粗粒镶嵌结构达60％以上，G≥85的高品质焦煤，多用一些G值略低(85>G≥78)，变质程度较高的焦煤，这类炼焦煤价格较粗粒镶嵌结构≥60％焦煤低，可显著降低配煤成本。
Claims (2)
1.一种提高气煤用量的配煤方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1)控制气煤的合理粒度，将气煤粉碎粒级小于3mm，并且0.5mm以下粒度的煤按重量百分比为20％以下；
2)测定分析各单种炼焦煤的挥发分、粘结指数、粗粒镶嵌结构和镜质组平均最大反射率，将镜质组平均最大反射率：Vdaf：19～23％，78≤粘结指数G值＜85，50％≤粗粒镶嵌结构比例＜60％，纤维结构5～8％的焦煤，记为焦煤1#；将Vdaf：23～28％，78≤粘结指数G值＜85，50％≤粗粒镶嵌结构比例＜60％的焦煤记为焦煤2#；挥发分≤32％，G值≥85，粗粒镶嵌结构比例≥35％的1/3焦煤记为1/3焦煤1#；其它1/3焦煤记为1/3焦煤2#；
3)确定各单种炼焦煤的配用比例按重量百分比为：
焦煤1#：20～25％；焦煤2#：15～20％；肥煤：5～15％；1/3焦煤1#：10～16％；1/3焦煤2#：5～10％；瘦煤：0～15％；气煤：15～25％；且焦煤1#、焦煤2#、1/3焦煤1#、1/3焦煤2#的配用量依次降低。
2.根据权利要求1所述的提高气煤用量的配煤方法，其特征在于：
所述步骤3)中，各单种炼焦煤的配用比例按重量百分比为：
焦煤1#：22～25％；焦煤2#：15～18％；肥煤：5～15％；1/3焦煤1#：10～15％；1/3焦煤2#：5～10％；瘦煤：5～15％；气煤：20～25％。
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