CN104330542A

CN104330542A - 基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤的煤质评价及配用方法

Info

Publication number: CN104330542A
Application number: CN201410625609.8A
Authority: CN
Inventors: 鲍俊芳; 宋子逵; 薛改凤; 盛军波; 陈胜春; 崔会明; 陈翔; 贾丽晖; 詹立志; 张雪红; 陈细涛; 陈鹏; 项茹; 王元生; 任玉明; 冯柏华; 谢传斌; 万基才
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2034-11-10
Also published as: CN104330542B

Abstract

本发明公开了一种基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤的煤质评价及配用方法。所述评价方法根据高变质焦煤的光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和以及中粒镶嵌结构、粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构三者之和的不同，将高变质焦煤分别评价为优质焦煤、一般焦煤和劣质焦煤。根据高变质焦煤煤质的不同，提出了不同的配用方法。按照本发明评价方法进行配煤，可以根据高变质焦煤的煤质不同，相应地调高或调低气煤的配入量，从而有效地兼顾了配煤成本和焦炭质量。

Description

基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤的煤质评价及配用方法

技术领域

本发明属于冶金炼焦技术领域，具体涉及一种基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤煤质评价及配用方法。

背景技术

炼焦煤中常用焦煤的挥发份V_daf在18～28％之间，镜质组平均最大反射率在1.15～1.50％之间。其中在1.35～1.50％之间的焦煤称为高变质焦煤，这类高变质焦煤黏结指数G值一般在75～90之间，胶质层指数Y值一般在14～20mm之间，固-软温度区间一般在50～75℃之间，基氏最大流动度在10～500ddpm之间，粗粒镶嵌组分含量在38～78％之间。按照传统的煤质评价方法，黏结指数G值、胶质层指数Y值、固-软温度区间和基氏最大流动度越高煤质越好，然而，配煤炼焦试验和生产应用实践表明：在1.35～1.50％之间的澳大利亚萨阿吉矿焦煤、山西晋中地区和吕梁地区部分焦煤，G值低于80，Y值在16mm左右，固-软温度区间低于60℃，基氏最大流动度低于100ddpm，粗粒镶嵌组分含量在45％以下，这类焦煤参与配煤炼焦，焦炭热强度CSR值高于G值大于85、Y值在20mm左右、固-软温度区间大于70℃、基氏最大流动度大于300ddpm、粗粒镶嵌组分含量大于60％的焦煤参与配煤炼焦所得焦炭热强度。按照传统煤质评价方法，澳大利亚萨阿吉矿焦煤G值75、Y值16mm、固-软温度区间51℃、基氏最大流动度19ddpm、粗粒镶嵌组分含量40％，被评价为劣质焦煤，但是，发明人研究发现，其配入比例18％时炼焦焦炭热强度达到66％以上，高于山西柳林地区G值87、Y值20mm、固-软温度区间73℃、基氏最大流动度326ddpm、粗粒镶嵌组分含量78％的焦煤3个百分点，可以作为优质焦煤使用，如果误作劣质焦煤使用，就会浪费宝贵的炼焦煤资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤(即在1.35～1.50％之间)的煤质评价及配用方法，避免对在1.35～1.50％之间、黏结指数G值在75～90之间、基氏最大流动度低于500ddpm、固-软温度区间低于75℃的高变质焦煤煤质误判，合理利用高变质焦煤资源，在保证焦炭冶金性能的前提下，节约优质资源，降低配煤成本。

为解决上述技术问题，本发明所设计的基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤煤质评价方法包括如下步骤：

1)在1.35～1.50％之间，90≥G值≥75，光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和≥45％，为优质焦煤。

2)在1.35～1.50％之间，90≥G值≥75，光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和＜45％，且中粒镶嵌结构、粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构三者之和≥50％，为一般焦煤。

3)在1.35～1.50％之间，90≥G值≥75，光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和＜45％，且中粒镶嵌结构、粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构三者之和＜50％，为劣质焦煤。

选择光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构二者之和，中粒镶嵌结构、粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构三者之和对高变质焦煤煤质进行评价的原因：对于在1.35～1.50％之间的高变质焦煤，若煤质单一，活性组分成焦后以光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构为主，发明人经长期研究发现以上两种组织结构具有较优的焦炭冷、热态强度，而高变质焦煤中5um～7um的组织与其他较低变质程度煤配合使用时等色区尺寸易细粒化，对焦炭强度的支撑作用弱化，因此，将光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构从粗粒镶嵌状组织中独立出来，有利于准确评价高变质焦煤的优劣。不完全纤维状组织焦质壁厚，无裂隙，且难于被CO2气化，也起支撑焦炭强度的作用；而纤维状组织裂隙多，气孔多，壁薄，劣化焦炭强度，因此，在煤质评价时，将不完全纤维状组织与纤维状组织区分开来。本发明将光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构二者之和作为高变质焦煤的一级分类指标。中粒结构和光学等色区尺寸5um～7um的粗粒镶嵌结构对焦炭冷、热态强度的支撑虽然差于光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构，但仍优于同性、细粒、纤维、片状等其他结构，因此采用中粒镶嵌结构、粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构三者之和作为高变质焦煤的二级分类指标。

本发明所设计的基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤的配用方法包括如下步骤：

1)测定高变质焦煤的镜质组平均最大反射率，测定其黏结指数G值，测定单种煤成焦焦炭光学组织结构，统计光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构二者之和，统计中粒镶嵌结构、粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构三者之和，评价高变质焦煤的煤质；

2)根据煤质评价结果，按照如下方法进行配用：

21)若评价为优质焦煤，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例17～25％，气煤配入比例15～30％，1/3焦煤配入比例10～20％，肥煤配入比例10～20％，中等变质焦煤配入比例15～25％，瘦煤配入比例5～10％；所述中等变质焦煤为镜质组平均最大反射率在1.15～1.35％之间的焦煤；

22)若评价为一般焦煤，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例17～25％，气煤配入比例5～20％，1/3焦煤配入比例20～30％，肥煤配入比例10～20％，中等变质焦煤配入比例15～25％，瘦煤配入比例5～10％；

23)若评价为劣质焦煤，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例10～15％，气煤配入比例5～20％，1/3焦煤配入比例20～30％，肥煤配入比例10～20％，中等变质焦煤配入比例25～35％，瘦煤配入比例5～10％。

进一步地，步骤21)中，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例20～25％，气煤配入比例20～30％，1/3焦煤配入比例12～18％，肥煤配入比例12～18％，中等变质焦煤配入比例17～23％，瘦煤配入比例6～8％。

进一步地，步骤22)中，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例20～25％，气煤配入比例10～20％，1/3焦煤配入比例22～27％，肥煤配入比例12～17％，中等变质焦煤配入比例18～23％，瘦煤配入比例6～8％。

进一步地，步骤23)中，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例12～15％，气煤配入比例7～15％，1/3焦煤配入比例22～28％，肥煤配入比例12～17％，中等变质焦煤配入比例27～33％，瘦煤配入比例6～8％。

发明人经长期研究发现，光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和≥45％的优质高变质焦煤配入比例为20～25％时，可以多配入气煤，气煤配入比例可达15～30％，利于降低配煤成本，同时确保焦炭质量；若一般煤质高变质焦煤配入比例为20～25％时，则需减少气煤配用量，气煤配入比例需控制在5～20％，减少的气煤用1/3焦煤替代，才能确保焦炭质量；若高变质焦煤为劣质焦煤，则其配入比例应控制在10～15％时，气煤配入比例控制在5～20％，中等变质焦煤配入比例增加到25～35％，才能确保焦炭质量。

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。

某工厂有8种炼焦煤资源采购渠道，其中3种在1.35～1.50％之间的炼焦煤，编号为A矿、B矿、C矿，分别测定了各单种炼焦煤的平均最大反射率和单种煤成焦焦炭光学组织，对其煤质进行了判别评价，按本发明中的配用方法加以使用。各评价结果见表1。

表1各单种煤变质程度、成焦光学组织结构及煤质评价

根据表1的评价结果，进行了配煤试验，具体配煤的实施例1～3见表2。

表2实施例1～3的配煤方案

各具体实施例中涉及到的其他煤种煤质见表3。

表3其他单种煤变质程度及成焦光学组织结构指标

在传统先配后粉工艺，无预粉碎和选择性粉碎、无煤调湿、无型煤，传统4.3米以上顶装焦炉干熄焦条件下，采用本发明方法所得焦炭热强度CSR在65～70％，M40在87～89％，M10在5.5～6％，较现有技术降低配煤成本约100万元/月。

按照现有煤质评价方法，B矿G值为85，应判为优质焦煤，按照下列配煤结构，配入18％的B矿煤，焦炭热强度CSR应在65％以上，然而实际值仅为62.95％，不能满足4000立方米以上大型高炉生产需要。

根据本发明所规定的高变质焦煤煤质评价方法，B矿为一般煤质高变质焦煤，C矿为劣质高变质焦煤。将实施例5中的气煤配比、1/3焦煤配比调整至本发明规定的5％～20％和20％～30％的方案见实施例5-1；将实施例6中的气煤配比、1/3焦煤、中等变质焦煤、高变质焦煤配比调整至本发明规定的5％～20％、20％～30％、25％～35％和10％～15％的方案见实施例6-1。调整后的方案实施例5-1和实施例6-1所炼制的焦炭热强度CSR在65％以上。

实施例4～6、5-1、6-1的配煤方案见表4。

表4实施例4～6、5-1、6-1的配煤方案

实施例4～6、5-1、6-1所炼焦炭的冷、热态强度见表5。

表5实施例4～6、5-1、6-1所炼焦炭冷、热态强度

实施例	M25/％	M10/％	CRI/％	CSR/％
					实施例4	90.85	8.90	19.03	66.15
实施例5	90.33	9.44	21.51	62.95
					实施例5-1	90.57	9.03	20.14	65.99
实施例6	88.12	10.57	23.15	58.36
					实施例6-1	90.27	9.15	20.91	66.18

B矿焦煤虽然G值高，达到85，但由于光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和较低，仅为21，造成焦炭热强度CSR值B矿方案比A矿方案低3.20％。

Claims

1.一种基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤的煤质评价方法，所述高变质焦煤的max在1.35～1.50％之间、黏结指数G值在75～90之间、基氏最大流动度低于500ddpm、固-软温度区间低于75℃，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1)所述高变质焦煤的光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和≥45％，评价为优质焦煤。

2)所述高变质焦煤的光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和＜45％，且中粒镶嵌结构、粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构三者之和≥50％，评价为一般焦煤。

3)所述高变质焦煤的光学等色区尺寸7um～10um的粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构之和＜45％，且中粒镶嵌结构、粗粒镶嵌结构和不完全纤维结构三者之和＜50％，评价为劣质焦煤。

2.根据权利要求1所述的基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤的煤质评价方法，其特征在于：所述高变质焦煤的黏结指数G值在75～85之间、基氏最大流动度低于150ddpm。

3.权利要求2所述的基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤煤质评价方法在配煤中的应用，其特征在于：包括如下步骤：

2)根据煤质评价结果，按照如下方法进行配用：

21)若评价为优质焦煤，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例17～25％，气煤配入比例15～30％，1/3焦煤配入比例10～20％，肥煤配入比例10～20％，中等变质焦煤配入比例15～25％，瘦煤配入比例5～10％；

23)若评价为劣质焦煤，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例10～15％，气煤配入比例5～20％，1/3焦煤配入比例20～30％，肥煤配入比例10～20％，中等变质焦煤配入比例25～35％，瘦煤配入比例5～10％；所述中等变质焦煤为Rmax在1.15～1.35％之间的焦煤。

4.根据权利要求3所述的基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤煤质评价方法在配煤中的应用，其特征在于：步骤21)中，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例20～25％，气煤配入比例20～30％，1/3焦煤配入比例12～18％，肥煤配入比例12～18％，中等变质焦煤配入比例17～23％，瘦煤配入比例6～8％。

5.根据权利要求3或4所述的基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤煤质评价方法在配煤中的应用，其特征在于：步骤22)中，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例20～25％，气煤配入比例10～20％，1/3焦煤配入比例22～27％，肥煤配入比例12～17％，中等变质焦煤配入比例18～23％，瘦煤配入比例6～8％。

6.根据权利要求3或4所述的基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤煤质评价方法在配煤中的应用，其特征在于：步骤23)中，按以下方法进行配用：高变质焦煤配入比例12～15％，气煤配入比例7～15％，1/3焦煤配入比例22～28％，肥煤配入比例12～17％，中等变质焦煤配入比例27～33％，瘦煤配入比例6～8％。