CN104232131B

CN104232131B - 一种配用加拿大焦煤的焦炭及炼焦方法

Info

Publication number: CN104232131B
Application number: CN201310238657.7A
Authority: CN
Inventors: 张文成; 任学延; 王春花
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: CN104232131A

Abstract

本发明公开了一种配用加拿大焦煤的焦炭及炼焦方法，主要解决现有技术中加拿大焦煤的结焦性能低于优质焦煤，用其炼成的焦炭的反应后强度（CSR）低，达不到优质冶金焦炭质量要求的技术问题。本发明的技术方案为：一种配用加拿大焦煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤10%～15%，气煤20%～28%，肥煤20%～25%，焦煤25%～35%，瘦煤5%～10%，加拿大焦煤5%～10%。本发明根据加拿大焦煤的特点提出对应的控制指标，即配煤灰成分及替代煤种，使得在利用这种加拿大焦煤资源时，保证了焦炭质量的稳定。

Description

一种配用加拿大焦煤的焦炭及炼焦方法

技术领域

本发明涉及一种焦炭及炼焦方法，特别涉及一种配用加拿大焦煤的焦炭及炼焦方法，属于煤化工技术领域。

背景技术

近年来，由于炼焦产能的扩大，优质炼焦煤资源短缺的矛盾也日渐突出，特别是优质焦煤作为炼焦配煤的重要煤种供应更加紧张，成为各焦化企业争夺的焦点之一。各焦化企业不得不在海外寻求新的资源，但由于各地的焦煤成煤条件不同，虽然挥发分及粘结性能指标符合国内焦煤的分类标准，但其成焦特性及地质特性等均有自身的特点，这给这些进口煤种的应用带来了困难。

文献《配用加拿大煤炼焦实践》（柳钢科技，2004（4））一文中介绍了一种加拿大煤（挥发分V_daf为27.28%，反射率为1.217%，粘结指数为85）的炼焦特性，生产实践表明加入这种加拿大煤10%后，焦炭冷强度M40降低到80.4%，焦炭热强度CSR提高到52.3%，焦炭质量难以满足大高炉的要求。

文献《配用加拿大煤炼焦的研究和实践》（煤化工，2010（3））一文中介绍了一种加拿大煤（挥发分V_daf为26.81%，粘结指数为85）的试验研究，加拿大煤依据全分析指标已达到优质焦煤指标，但从炼焦试验和生产应用看，其结焦性能起不到优质焦煤的作用，焦炭质量呈现下滑趋势。

上述文献中对加拿大焦煤进行了试验研究及生产应用，两个焦煤的质量相近，一定程度上会引起焦炭质量的下降，但文献并没有深入研究引起焦炭质量下降的原因，没有对加拿大焦煤进行深入研究。

一种加拿大焦煤的挥发分为22%～24%，最大镜质组反射率1.05%～1.15%；粘结指数G大于83～89，胶质层最大厚度Y14～22mm。该煤种按中国煤分类属于焦煤JM25，但其挥发分低而反射率也低，不同于文献所述的加拿大焦煤。

另外70kg小焦炉试验单种煤炼焦DI转鼓强度80%～82%，单种焦焦炭后强度40%～45%。与一般的国产焦煤相比，冷强度高而热强度低，如果直接应用加拿大焦煤代替国产焦煤，会使得焦炭热强度降低到60%左右，而不能满足生产的需要，这给该加拿大焦煤的生产应用带来了困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种配用加拿大焦煤的焦炭及炼焦方法，主要解决现有技术中加拿大焦煤的结焦性能低于优质焦煤，用其炼成的焦炭的反应后强度（CSR）低，达不到优质冶金焦炭质量要求的技术问题。使得在配煤原料中加入加拿大焦煤后，满足一定配煤质量要求的条件下，能确保配煤的质量达到优质焦煤指标，在顶装焦炉上能够生产出质量稳定的优质冶金焦炭。

本发明采用的技术方案是：

一种配用加拿大焦煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤10%～15%，气煤20%～28%，肥煤20%～25%，焦煤25%～35%，瘦煤5%～10%，加拿大焦煤5%～10%。

一种配用加拿大焦煤的炼焦方法，包括以下步骤：

a、按以下质量百分比配煤，1/3焦煤10%～15%，气煤20%～28%，肥煤20%～25%，焦煤25%～35%，瘦煤5%～10%，加拿大焦煤5%～10%；

b、混合煤破碎，将步骤a中配煤后的混合煤破碎（宜使粒径小于3mm的混合煤占其总质量的75%～80%）；

c、配煤炼焦，将破碎后的混合煤送入顶装焦炉炼焦，炼焦温度为1000±50℃，结焦时间为20±2小时；

d、出焦后冷却。

之后进行焦炭质量检测，测定焦炭灰分、焦炭硫分、焦炭反应性及反应后强度等指标。

本发明中所配用的加拿大焦煤的煤质特征如下：挥发分为22%～25%，最大镜质组反射率1.05%～1.15%；粘结指数G大于83～89，胶质层最大厚度Y14～22mm。

上述所用的其它各种单种炼焦煤的煤质均符合相应的国家标准中的分类指标。

上述配煤一定质量要求是指粘结指数G值为75～85，胶质层最大厚度14～17mm。

上述配煤一定质量要求还包括灰成分碱金属含量为1.2%～1.5%。

上述配煤质量的要求是源于对加拿大焦煤的质量特性研究。通过研究发现单种煤的灰成分发现加拿大焦煤的碱金属含量达到1.6%～1.8%，高于普通焦煤的1.0%～1.4%，是使其单种焦冷强度高而热强度低的关键原因。因此提出灰成分中碱金属含量小于1.5%的要求。

同时由于加拿大焦煤的挥发分22%～24%较低，但反射率为1.05%～1.15%处于较低的水平，从反射率分布图上看一部分跨入肥煤和1/3焦煤的范围，因此提出该煤种代替部分肥煤和1/3焦煤，以减少对配煤质量的影响。

实验表明，采用本发明的上述技术方案后，不仅配合煤的宏观指标粘结指数G（表征炼焦煤的粘结自身和惰性物的能力）可以大于75，最大胶质层厚度Y（表征炼焦煤的炼焦过程中产生胶质体数量）可以大于14mm；灰成分中碱金属含量可以小于1.5%，且焦炭的转鼓强度DI完全可以大于85%，焦炭反应后强度（CSR）可以大于65%，因此能够满足3000m³及以上高炉冶炼的需要。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：

1、扩大了炼焦煤资源。打破了加拿大焦煤作为焦煤使用的传统思路，将加拿大焦煤代替部分焦煤、肥煤及1/3焦煤应用于配煤炼焦，扩大了炼焦煤的范围，使资源得到优化利用。

2、保持了焦炭质量。加拿大焦煤参与的配煤技术通过对配煤灰成分的控制保持了焦炭的质量，保证了焦炭满足高炉炼铁的需要。

3、本发明提供的加拿大焦煤的炼焦配煤方法，在普通顶装焦炉生产的焦炭能达到优质冶金焦炭质量要求。

具体实施方式

本发明一种配用加拿大焦煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤10%～15%，气煤20%～28%，肥煤20%～25%，焦煤25%～35%，瘦煤5%～10%，加拿大焦煤5%～10%。具体配比见表1，表1为具体实施例，方案1未配用加拿大焦煤，方案2加拿大焦煤配比5%，方案3加拿大焦煤配比8%，方案4加拿大焦煤配比10%，通过6m顶装煤焦炉炼焦得到焦炭的焦炭反应后强度（CSR）为65％～70％。

一种配用加拿大焦煤的炼焦方法，包括以下步骤：

b、混合煤破碎，将步骤a中的混合煤用皮带送入破碎机破碎，使粒径小于3mm的混合煤占其总质量的75%～80%；

c、配煤炼焦，将破碎后的混合煤送入顶装焦炉炼焦，焦炉炭化室高度为6m，炼焦温度为1000℃，结焦时间20h；

d、出焦后用氮气冷却（又称干熄焦冷却）焦炭。

之后进行焦炭质量检测，测定焦炭灰分、焦炭硫分、焦炭反应性及反应后强度等指标，测量结果见表1。

本发明实施例采用6m顶装煤焦炉炼焦，用加拿大焦煤进行配煤，配煤挥发分(Vd)在27～30％，粘结指数在75～85，灰成分碱金属含量为1.2%～1.5％，与现有技术中用1/3焦煤、气煤、肥煤、焦煤和瘦煤的五类煤炼焦，得到具有质量基本相同的焦炭，焦炭反应后强度（CSR）为65％～70％。

表1 炼焦配煤（质量百分比）及焦炭质量数据表

从上表1中方案2至方案4测定结果可以看出，配用加拿大焦煤取代焦煤、肥煤、1/3焦煤后，得到的焦炭的各质量数据与没有配用加拿大煤的方案1测量的数据基本相同，完全可以满足3000m³及以上高炉冶炼的需要。

归纳起来，本实施例具有以下有益效果：

3、本发明提供的加拿大焦煤的炼焦配煤方法，在6m以上顶装焦炉生产的焦炭DI转鼓大于85%，焦炭反应后强度（CSR）大于65%，有效的保证了焦炭质量，满足3000m³以上大高炉生产的需要。

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

1.一种配用加拿大焦煤的焦炭，其特征是由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤10％～15％，气煤20％～28％，肥煤20％～25％，焦煤25％～35％，瘦煤5％～10％，加拿大焦煤5％～10％；所述加拿大焦煤的挥发分为22％～25％，最大镜质组反射率1.05％～1.15％；粘结指数G大于83～89，胶质层最大厚度Y14～22mm。

2.如权利要求1所述的一种配用加拿大焦煤的焦炭，其特征是，配煤后混合煤需经破碎，粒径3mm以下的混合煤占其总质量的75％～80％。

3.一种配用加拿大焦煤的炼焦方法，其特征是包括以下步骤：

a、按以下质量百分比配煤，1/3焦煤10％～15％，气煤20％～28％，肥煤20％～25％，焦煤25％～35％，瘦煤5％～10％，加拿大焦煤5％～10％；步骤a中所述加拿大焦煤的挥发分为22％～25％，最大镜质组反射率1.05％～1.15％；粘结指数G 83～89，胶质层最大厚度Y14～22mm；

b、混合煤破碎，将步骤a中配煤后的混合煤破碎；

d、出焦后冷却。

4.如权利要求3所述的一种配用加拿大焦煤的炼焦方法，其特征是，所述步骤a中，配煤后混合煤粘结指数G值为75～85，胶质层最大厚度14～17mm。

5.如权利要求3所述的一种配用加拿大焦煤的炼焦方法，其特征是，所述步骤a中，配煤后混合煤的灰成分碱金属含量为1.2％～1.5％。

6.如权利要求3所述的一种配用加拿大焦煤的炼焦方法，其特征是，所述步骤b中，混合煤破碎后，粒径3mm以下的混合煤占其总质量的75％～80％。