CN104479708B - 焦炭强度的调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦炭强度的调控方法，包括如下步骤：1)测定各单种煤镜质组平均最大反射率单种煤成焦光学组织中直径大于200um惰性组分含量和等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量；2)对直径大于200um惰性组分含量≥20％的炼焦煤实施预粉碎，将其粒度破碎至0.5mm以下；3)拟定配煤方案并检验调整，直至配合煤中直径大于200um惰性组分总量≤3％、等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量≥30％。本发明克服现有技术对焦炭内惰性组分尺寸和赋存状态认识的不足，对
Description
技术领域
本发明属于冶金炼焦技术领域，具体涉及一种焦炭强度的调控方法。
背景技术
焦炭质量高且稳定，是高炉顺行的基本条件之一。焦炭强度好坏对高炉操作和铁水质量的影响非常大。固体材料的理化性能主要受其微观组织结构的影响，大量试验研究和生产实践表明，对焦炭而言，制约冷、热强度的最关键因素是焦炭光学组织结构。日本煤焦专家真田雄三在2010年第5期《铁和钢》杂志《我国焦炭生产技术的变迁以及相关的基础研究》一文中也谈到焦炭光学组织结构和焦炭的特性有着很深的相互关系。
虽然已有焦炭光学组织结构和焦炭热强度CSR之间的量化关系式，但该关系式的应用存在局限性。这是因为，现有技术未意识到惰性组分的大小和不同的赋存状态对焦炭强度大小的影响，但发明人长期的大量研究发现，惰性组分的大小和不同的赋存状态对焦炭强度大小的影响很大，对于镜质组平均最大反射率的炼焦煤，惰性组分由于结焦过程中不发生熔融和收缩，当其直径大于200um时，由于与周围煤粒收缩特性的差异，惰性组分成为较大的裂纹中心，易与周围的其他组分分离，导致焦炭热反应后强度低，焦炭进入高炉内经气化反应后易粉化，高炉内煤气流阻力增大，不利于高炉顺行。
由于未意识到上述影响，配煤炼焦时仅对无烟煤和瘦煤进行预粉碎。然而，近年来，由于炼焦煤资源越来越紧缺，煤炭市场上炼焦煤资源的来源越来越复杂，煤炭掺混现象普遍，同时，炼焦企业为了降低采购成本有时会忽略煤炭质量，近几年炼焦生产中发现部分山西、河南等地所供肥煤和焦煤成焦结构中大块惰性组分含量达到20％以上，若按现有配煤工艺直接较大比例配入，劣化焦炭质量。例如某配合煤A，惰性组分含量为33％，焦炭热强度CSR为66％，调整其配煤比，加入某矿点煤B替代同等变质程度的矿点煤C矿30％后(矿点煤B和矿点煤C惰性组分含量同为35％，但矿点煤B中直径大于200um的惰性组分含量为15％，矿点煤C中直径大于200um的惰性组分含量为0％)，惰性组分含量总和仍为33％，但是其中直径大于200um的惰性组分含量由0％提高到4.5％，焦炭热强度CSR下降至62％。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种焦炭强度的调控方法，通过对直径大于200um惰性结构组分在一定范围的炼焦煤进行预粉碎处理，并限定等色区尺寸4～30um各向异性结构(各向异性结构：用偏反光显微镜在油浸物镜下总放大倍数为400～600倍时，观察焦炭气孔壁的光学组织结构。其中，各向异性组织是煤干馏时活性组分经软化熔融所形成的形态各异、等色区尺寸大小不同，各方向具有不同光学性质的组织，插入检板后呈现不同红黄绿颜色，转动载物台时颜色呈现交替变化。4～30um各向异性结构：包括大尺寸的中粒结构、粗粒结构和不完全纤维结构。)组分含量，从而保证炼焦所得焦炭强度。
为解决上述技术问题，本发明设计的技术方案包括如下步骤：
1)测定各单种煤镜质组平均最大反射率单种煤成焦光学组织中直径大于200um惰性组分含量和单种煤等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量；
2)对镜质组平均最大反射率直径大于200um惰性组分含量≥20％的炼焦煤实施预粉碎，将其粒度破碎至0.5mm以下；
3)拟定配煤方案，并对拟定的配煤方案进行检验，检验标准为同时满足下述条件：配合煤中直径大于200um惰性组分总量≤3％、等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量≥30％；
4)经检验，达到上述标准要求，则完成配煤方案；经检验，达不到上述标准要求，则对配煤方案进行调整，调整方法：如果配合煤中直径大于200um惰性组分总量大于3％，则减少直径大于200um惰性组分含量较高煤种的配比，如果配合煤中等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量小于30％，则增加等色区尺寸4～30um各向异性结构组分含量较高煤种的配比，直到满足配煤方案的检验标准，完成配煤方案的制定。
进一步地，所述步骤3)中的配煤方案为气煤配入比例5～30％，1/3焦煤配入比例10～30％，肥煤配入比例10～20％，焦煤配入比例15～50％，瘦煤配入比例3～15％。
本发明具有如下的优点：
克服现有技术对焦炭内惰性组分尺寸和赋存状态认识的不足，对镜质组平均最大反射率直径大于200um惰性组分含量≥20％的炼焦煤实施预粉碎，控制焦炭中直径大于200um惰性组分总量≤3％，从一个方面为焦炭强度稳定创造条件；
由于等色区尺寸4～30um各向异性结构组分气孔壁厚、无界面缺陷，且其能够阻碍较大裂纹的扩展，因而一定含量的等色区尺寸4～30um各向异性结构组分是确保焦炭冷、热态强度的必要条件。限定等色区尺寸4～30um各向异性结构组分含量≥30％，从关键焦炭光学组织结构方面确保焦炭强度。
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
本发明的焦炭强度的调控方法包括如下步骤：
1、测定各单种煤镜质组平均最大反射率单种煤成焦光学组织中直径大于200um惰性组分含量和等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量。
2、对镜质组平均最大反射率直径大于200um惰性组分含量≥20％的炼焦煤实施预粉碎，将其粒度破碎至0.5mm以下。
3、根据下述范围拟定一组配煤方案：气煤配入比例5～30％，1/3焦煤配入比例10～30％，肥煤配入比例10～20％，焦煤配入比例15～50％，瘦煤配入比例3～15％。
4、在上述配煤方案内不断调整配煤比，直至配合煤中直径大于200um惰性组分总量≤3％、等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量≥30％。
可以采用如下的调整方法：如果配合煤中直径大于200um惰性组分总量大于3％，则减少直径大于200um惰性组分含量较高煤种的配比，如果配合煤中等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量小于30％，则增加等色区尺寸4～30um各向异性结构组分含量较高煤种的配比，直到满足配煤方案的检验标准，完成配煤方案的制定。
具体地，某工厂有6种炼焦煤资源，分别编号为A矿、B矿、C矿、D矿、E矿和F矿。分别测定了各单种煤镜质组平均最大反射率和炼焦焦炭光学组织结构，对镜质组平均最大反射率且直径大于200um惰性组分含量和等色区尺寸4～30um各向异性结构组分含量进行统计。
各单种煤炼焦焦炭光学组织结构含量结果见表1，按照本发明方法进行炼焦配煤的具体实施例见表2。
表1各单种煤反射率、成焦光学组织结构指标
表2实施例1～4的配煤方案
配煤比可以按以下方式进行调整：
实施例1中，各煤种配比虽然满足范围要求，但是配合煤中 且直径大于200um惰性组分含量达到6.31％，焦炭热强度CSR仅为57.17％。因E矿且直径大于200um惰性组分含量达到25％，可采取2种调整方法：第1种方法，如实施例2，减少E矿配比15％，以D矿替代，但配煤成本上升18元/吨；第2种方法，如实施例3，不调整E矿配比，将其预粉碎，配煤成本不变，预粉碎电耗约0.9元/吨。显然，第2种方案经济，可取，E矿经预粉碎后，焦炭热强度CSR由57.17％提高到65.92％。
实施例4，将6种煤均实施预粉碎，气煤、肥煤、1/3焦煤和D矿焦煤由于过渡粉碎，煤粒比表面积增大，黏结性下降，配合煤中光学等色区尺寸4～30um各向异性结构组分含量总和由32.22％下降至28.75％，焦炭热强度CSR也相应下降至61.56％。
在无煤调湿、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％，高炉炉况稳定。
Claims (2)
1.一种焦炭强度的调控方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1)测定各单种煤镜质组平均最大反射率单种煤成焦光学组织中直径大于200um惰性组分含量和单种煤等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量；
2)对镜质组平均最大反射率直径大于200um惰性组分含量≥20％的炼焦煤实施预粉碎，将其粒度破碎至0.5mm以下；
3)拟定配煤方案，并对拟定的配煤方案进行检验，检验标准为同时满足下述条件：配合煤中直径大于200um惰性组分总量≤3％、等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量≥30％；
4)经检验，达到上述标准要求，则完成配煤方案；经检验，达不到上述标准要求，则对配煤方案进行调整，调整方法：如果配合煤中直径大于200um惰性组分总量大于3％，则减少直径大于200um惰性组分含量较高煤种的配比，如果配合煤中等色区尺寸4～30um各向异性结构组分总量小于30％，则增加等色区尺寸4～30um各向异性结构组分含量较高煤种的配比，直到满足配煤方案的检验标准，完成配煤方案的制定。
2.根据权利要求1所述的焦炭强度的调控方法，其特征在于：所述步骤3)中的配煤方案为：气煤配入比例5～30％，1/3焦煤配入比例10～30％，肥煤配入比例10～20％，焦煤配入比例15～50％，瘦煤配入比例3～15％。
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