CN105713634A - 一种大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法 - Google Patents

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CN105713634A CN201510747741.0A CN201510747741A CN105713634A CN 105713634 A CN105713634 A CN 105713634A CN 201510747741 A CN201510747741 A CN 201510747741A CN 105713634 A CN105713634 A CN 105713634A
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范国光
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曾广智
鲁江
叶远欢
李仲文
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Abstract

本发明涉及<b>一种</b>大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其具体实施过程是：按以下重量百分比的煤种混合得到配合煤：镜质组最大反射率Rmax＞1.4%的瘦煤20—21%，45号气煤20—21%，肥煤0%，焦煤43—48%，1/3焦煤12—17%，以上各煤种的重量百分比之和为100%，配合煤中最便宜的瘦煤和气煤之和≥40%，最贵的肥煤配比为零。在保证高炉所需优质焦炭质量的前提下，优化了配煤结构，扩大了炼焦用煤资源，降低了优质炼焦煤资源消耗量，降低了配煤成本和高炉用焦成本，从而降低了铁成本，本成果实施后，焦化配煤成本降低了12元/吨煤。

Description

一种大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法
技术领域
本发明属于焦化配煤炼焦应用技术领域，涉及一种大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法。
背景技术
目前全国乃至全世界钢铁产能严重过剩，钢铁企业利润微薄，甚至大面积亏损，促使铁前的配煤炼焦、烧结配矿工艺必须将降成本工作做为核心重点。但高炉大型化、高炉的稳产、高产、低耗降成本工作对焦炭质量的要求越来越高，降低配煤炼焦成本不能以牺牲焦炭质量为代价。
尽管目前钢铁行业和炼焦行业进入低谷，但炼焦煤是不可再生资源，当前世界各国炼焦资源、尤其是优质炼焦煤资源越来越稀缺，资源的品种和地域分布不均衡。气煤和1/3焦煤约占炼焦煤总储量46%以上，肥煤只占10%，焦煤占17.6%，国内瘦煤储量接近焦煤储量，不算高，但国外俄罗斯和澳大利亚等有储量丰富、成本低廉的瘦煤资源。价格方面，气煤和瘦煤价格最低，肥煤价格最高，其次是焦煤，1/3焦煤价格介于主焦煤与气煤之间，近年来此煤种价格降幅较大。
多配高挥发分的气煤和1/3焦煤，虽能降低配煤成本，但配合煤挥发份高，不但会影响焦炭质量，更降低了成焦率，导致焦炉煤气发生量过大，在很多钢铁联合企业焦化厂里，会发生煤气量富余放散造成能源浪费、成本上升。如专利号：CN103865554A气煤配到15—20%，1/3焦煤配27—30%，瘦煤10—15%，肥煤占10—16%，配合煤挥发分Vdaf达到31--32%。
多配低挥发分的瘦煤，若其它煤种和工艺控制不好，也会削弱焦炭强度。专利号：CN101294087A配镜质组最大反射率Rmax＜1.35%瘦煤达最高比例是17%，需配8%气肥煤，气煤配比是0，在6米焦炉所得焦炭抗碎强度M40只有82.1%，耐磨强度M10=6.72%，无法满足炉容3000m3的大容积高炉对焦炭质量需求。当其配用的瘦煤镜质组大反射率Rmax在1.35%--1.70%区间时，瘦煤配比只能控制在15%以下。
可见，上述专利存在着气煤配比较大时，不能多配瘦煤；或瘦煤配比较大时，不能多配气煤。同时，配煤结构中均少不了价格最昂贵的肥煤或气肥煤，使配煤成本不能大幅下降。这也是韶钢配煤炼焦生产的面临的新的问题。
发明内容
为克服上述的技术缺点，本发明提供一种大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，它不配价格最昂贵的肥煤，适当提高焦煤和1/3焦煤配比，采用4.3米—6米高顶装煤常规炼焦炉，即能以低成本生产出各项质量指标满足炉容2000m3-3000m3高炉要求的焦炭。
本发明解决其技术问题所采用的技术方法是：一种大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其具体实施过程是：
按以下重量百分比的煤种混合得到配合煤：镜质组最大反射率Rmax＞1.4%的瘦煤20—21%，45号气煤20—21%，肥煤0%，焦煤43—48%，1/3焦煤12—17%，以上各煤种的重量百分比之和为100%，配合煤中最便宜的瘦煤和气煤之和≥40%，最贵的肥煤配比为零。
所述配合煤的挥发分Vdaf控制在25.5—27.1%，成焦率达到76%。所得的焦炭质量：抗碎强度M40≥86%，耐磨强度M10≤6.2%，热反应性CRI≤25.2%，热反应后强度≥65%。
所述瘦煤包括进口瘦煤和国内瘦煤，G≥30，Rmax＞1.4%，其中进口瘦煤有澳大利亚的半山瘦煤或俄罗斯瘦煤等，国内瘦煤有神火瘦煤、淮北瘦煤、攀枝花瘦煤等。
所述焦煤细分为1#焦煤和2#焦煤，其中1#焦煤配比占16—29%，2#焦煤19—25%，1#焦煤具备了强粘结煤粘结性和结焦性，具备部分肥煤功能，能提供较多的流动性；2#焦煤具备部分瘦焦煤的功能，有利于增加焦炭块度、减少裂纹。此划分极有利于提高焦炭质量稳定率，此划分的另一个意义是降低炼焦煤采购成本，在目前的国内外炼焦煤市场中，2#焦煤采购价格比1#焦煤有80元/吨以上的成本优势，所述1#焦煤镜质组最大反射率Rmax介于1.10%--1.50%，标准偏差S≤0.15%;所述2#焦煤镜质组最大反射率Rmax介于1.10%--1.60%，标准偏差S≤0.15%。
所述1/3焦煤镜质组最大反射率Rmax为0.85—1.2%，标准偏差S≤0.12%（无混煤或简单混煤），全硫分St.d≤2.5%。
在配煤过程中省略单独破碎、煤调湿、配型煤、捣固炼焦等煤料预处理工艺以降低生产成本基础上，小幅度提高粉碎细度，采用4.3米或6米焦炉，即能确保生产出各项质量指标满足炉容二千—三千m3高炉所需焦炭。
所述配合煤粒度控制，将原规定的68—85%下限提高、优化为72—85%，配合煤粒度的调节手段，是适当增加粉碎机锤头数量布或转速，调整锤头的分布。
本发明的有益效果是：通过对国内外最廉价的瘦煤、气煤以及国标焦煤和1/3焦煤结焦性开展细致的研究试验，精选了几类性价比最高的瘦煤、气煤资源，将焦煤细分为1#焦煤和2#焦煤，对1/3焦煤煤岩特性做了限定。分析得到：通过大量合理配用低价瘦煤和气煤，不配价格最昂贵的肥煤，将焦煤配比控制在43—48%（其中价高的1#焦煤只占16—29%），在保证高炉所需优质焦炭质量的前提下，优化了配煤结构，扩大了炼焦用煤资源，降低了优质炼焦煤资源消耗量，降低了配煤成本和高炉用焦成本，从而降低了铁成本。本成果实施后，焦化配煤成本降低了12元/吨煤。
具体实施方式
说明书附图
图1是半山瘦煤奥亚膨胀度试验图；
图2是煤镜质组随机反射率分布图。
下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。
一种大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其具体实施过程是：
按以下重量百分比的煤种混合得到配合煤：镜质组最大反射率Rmax＞1.4%的瘦煤20—21%，45号气煤20—21%，肥煤0%，焦煤43—48%，1/3焦煤12—17%，以上各煤种的重量百分比之和为100%，配合煤中最便宜的瘦煤和气煤之和≥40%，最贵的肥煤配比为零。
所述配合煤的挥发分Vdaf控制在25.5—27.1%，成焦率达到76%。所得的焦炭质量：抗碎强度M40≥86%，耐磨强度M10≤6.2%，热反应性CRI≤25.2%，热反应后强度≥65%。
所述瘦煤包括进口瘦煤和国内瘦煤，G≥30，Rmax＞1.4%，其中进口瘦煤有澳大利亚的半山瘦煤或俄罗斯瘦煤等，国内瘦煤有神火瘦煤、淮北瘦煤、攀枝花瘦煤等。半山瘦煤典型质量指标见下表1。
煤名 Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm Rmax,%
半山瘦煤 20.43 10.06 0.39 49.7 8 35 1.52
基氏流动度、奥亚膨胀度、煤岩分析如下：
1、基氏流动度
无流动度
参见图1：
软化温度T1（C）430
开始膨胀温度T2（C）0
固化温度T3（C）503
最大收缩度a（%）17.3
最大膨胀度b（%）仅缩收
3、煤岩分析
（1）镜质组反射率
参见图2：
煤Re区段计算结果
Re <0.5 0.5-0.65 0.65--0.8 0.8--0.9 0.9--1.2 1.2--1.5 1.5--1.7 1.7--1.9 1.9--2.5 >2.5
% 0.0 0.0 0.0 0.0 4.6 73.1 22.2 0.0 0.0 0.0
反射率分布表
Re范围 频率% Re范围 频率% Re范围 频率% Re范围 频率%
.4--.45 0.0 .95--1 0.0 1.5--1.55 12.0 2.05--2.1 0.0
.45--.5 0.0 1--1.05 0.0 1.55--1.6 7.4 2.1--2.15 0.0
.5--.55 0.0 1.05--1.1 0.0 1.6--1.65 2.8 2.15--2.2 0.0
.55--.6 0.0 1.1--1.15 0.0 1.65--1.7 0.0 2.2--2.25 0.0
.6--.65 0.0 1.15--1.2 4.6 1.7--1.75 0.0 2.25--2.3 0.0
.65--.7 0.0 1.2--1.25 3.7 1.75--1.8 0.0 2.3--2.35 0.0
.7--.75 0.0 1.25--1.3 4.6 1.8--1.85 0.0 2.35--2.4 0.0
.75--.8 0.0 1.3--1.35 13.9 1.85--1.9 0.0 2.4--2.45 0.0
.8--.85 0.0 1.35--1.4 9.3 1.9--1.95 0.0 2.45--2.5 0.0
.85--.9 0.0 1.4--1.45 19.4 1.95--2 0.0 >2.5 0.0
.9--.95 0.0 1.45--1.5 22.2 2--2.05 0.0
（2）显微组分统计
组份 统计点数 百分比%
镜质组 187 44.7
半镜质组 0 0
壳质组 0 03 -->
惰质组 219 52.4
矿物 12 2.9
合计 418 100
活性组分含量 惰性组分含量 活惰比
44.737 55.263 0.810
根据专利号：CN103952166A的发明专利《基于炼焦煤结焦性的煤质分类及配煤方法》发明内容条款[0015]：当1.5%≤Rmax＜1.9%，且lgMF＞0和粗粒镶嵌组分含量≥40%不同时满足时，分类为瘦煤。可见半山瘦煤属于瘦煤分类。
所述焦煤细分为1#焦煤和2#焦煤，其中1#焦煤16—29%，2#焦煤19—25%，1#焦煤具备了强粘结煤粘结性和结焦性，具备部分肥煤功能，能提供较多的流动性；2#焦煤具备部分瘦焦煤的功能，有利于增加焦炭块度、减少裂纹。此划分极有利于提高焦炭质量稳定率，此划分的另一个意义是降低炼焦煤采购成本，在目前的国内外炼焦煤市场中，2#焦煤采购价格比1#焦煤有80元/吨以上的成本优势，所述1#焦煤镜质组最大反射率Rmax介于1.10%--1.50%，标准偏差S≤0.15%;所述2#焦煤镜质组最大反射率Rmax介于1.10%--1.60%，标准偏差S≤0.15%。见表2。
所述1/3焦煤镜质组最大反射率Rmax为0.85—1.2%，标准偏差S≤0.12%（无混煤或简单混煤），全硫分St.d≤2.5%。
在配煤过程中省略单独破碎、煤调湿、配型煤、捣固炼焦等煤料预处理工艺以降低生产成本基础上，小幅度提高粉碎细度，采用4.3米或6米焦炉，即能确保生产出各项质量指标满足炉容二千—三千m3高炉所需焦炭。
所述配合煤粒度控制，将原规定的68—85%下限提高、优化为72—85%，配合煤粒度的调节手段，是适当增加粉碎机锤头数量布或转速，调整锤头的分布。
实施例一：
各单种炼焦煤质量分析指标见表3
煤名 Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm Rmax,%
山西1/3焦煤 35.29 8.76 2.16 97 24.3 29.7 1.164 -->
峰峰1#焦煤 23.02 9.96 0.51 83.9 17.7 27.0 1.36
山西1#焦煤 22.79 10.34 1.18 85.8 14 34.7 1.39
峰景1#焦煤 22.48 10.76 0.57 91.2 15.5 14.3 1.19
混合2#焦煤 25 10.49 0.64 84.8 14.8 27.6 1.28
澳洲2#焦煤 23.32 7.95 0.39 69 10.5 38 1.26
半山瘦煤 20.43 10.06 0.39 49.7 8 35 1.52
俄罗斯气煤 38.27 8.02 0.72 98.0 18.4 37.4 0.895
炼焦煤配比见表4
配合煤质量分析指标见表5
Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm 基氏流动度,DDPM
26.59 8.47 0.72 85.7 15.8 38.9 410
4.3米焦炉炼制的焦炭质量分析指标见表6
指标 Vdaf,% Ad,% St.d,% M40,% M10,% CSR,% CRI,%
数值 1.29 11.96 0.71 86.8 5.7 67.4 21.4
根据GB50427—2008《高炉炼铁工艺设计规范》不同容积高炉对焦炭质量的需求评价，见表7
炉容,m3 CSR,% M40,% M10,% Ad,% 本实施例焦炭达标评价
1000 ≥58 ≥78 ≤8.0 ≤13.0 优良
2000 ≥60 ≥82 ≤7.5 ≤13.0 优良
3000 ≥62 ≥84 ≤7.0 ≤12.5 优良
4000 ≥65 ≥85 ≤6.5 ≤12.0
5000 ≥66 ≥86 ≤6.0 ≤12.0
实施例二：
各单种炼焦煤质量分析指标见表8
煤名 Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm Rmax,%
山西1/3焦煤 35.29 8.76 2.16 97 24.3 29.7 1.16
霍州1/3焦煤 32.74 9.68 0.98 87 23.0 35.0 1.001
峰峰1#焦煤 23.02 9.96 0.51 83.9 17.7 27.0 1.36
山西1#焦煤 22.79 10.34 1.18 85.8 14 34.7 1.39
峰景1#焦煤 22.48 10.76 0.57 91.2 15.5 14.3 1.19
混合2#焦煤 25 10.49 0.64 84.8 14.8 27.6 1.28
澳洲2#焦煤 23.32 7.95 0.39 69 10.5 38 1.265 -->
半山瘦煤 20.43 10.06 0.39 49.7 8 35 1.52
俄罗斯气煤 38.27 8.02 0.72 98.0 18.4 37.4 0.895
炼焦煤配比见表9
配合煤质量分析指标见表10
Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm 基氏流动度,DDPM
26.45 8.36 0.72 86 15.6 38.4 410
4.3米焦炉炼制的焦炭质量分析指标见表11
指标 Vdaf,% Ad,% St.d,% M40,% M10,% CSR,% CRI,%
数值 1.27 12.13 0.68 86.9 5.7 66.5 22.5
根据GB50427—2008《高炉炼铁工艺设计规范》不同容积高炉对焦炭质量的需求评价，见表12
炉容,m3 CSR,% M40,% M10,% Ad,% 本实施例焦炭达标评价
1000 ≥58 ≥78 ≤8.0 ≤13.0 优良
2000 ≥60 ≥82 ≤7.5 ≤13.0 优良
3000 ≥62 ≥84 ≤7.0 ≤12.5 优良
4000 ≥65 ≥85 ≤6.5 ≤12.0
5000 ≥66 ≥86 ≤6.0 ≤12.0
实施例三:
各单种炼焦煤质量分析指标见表13
煤名 Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm Rmax,%
山西1/3焦煤 35.29 8.76 2.16 97 24.3 29.7 1.16
霍州1/3焦煤 32.74 9.68 0.98 87 23.0 35.0 1.001
峰景1#焦煤 22.48 10.76 0.57 91.2 15.5 14.3 1.19
混合2#焦煤 25 10.49 0.64 84.8 14.8 27.6 1.28
澳洲2#焦煤 23.32 7.95 0.39 69 10.5 38 1.26
半山瘦煤 20.43 10.06 0.39 49.7 8 35 1.52
俄罗斯气煤 38.27 8.02 0.72 98.0 18.4 37.4 0.895
炼焦煤配比见表14
配合煤质量分析指标见表15
Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm 基氏流动度,DDPM
26.56 8.24 0.66 85 15.9 41.9 390
4.3米焦炉炼制的焦炭质量分析指标见表16
指标 Vdaf,% Ad,% St.d,% M40,% M10,% CSR,% CRI,%
数值 1.23 11.98 0.62 86.5 6.0 66.0 22.1
根据GB50427—2008《高炉炼铁工艺设计规范》不同容积高炉对焦炭质量的需求评价，见表17
炉容,m3 CSR,% M40,% M10,% Ad,% 本实施例焦炭达标评价
1000 ≥58 ≥78 ≤8.0 ≤13.0 优良
2000 ≥60 ≥82 ≤7.5 ≤13.0 优良
3000 ≥62 ≥84 ≤7.0 ≤12.5 优良
4000 ≥65 ≥85 ≤6.5 ≤12.0
5000 ≥66 ≥86 ≤6.0 ≤12.0
实施例四:
各单种炼焦煤质量分析指标见表18
煤名 Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm Rmax,%
山西1/3焦煤 35.29 8.76 2.16 97 24.3 29.7 1.16
霍州1/3焦煤 32.74 9.68 0.98 87 23.0 35.0 1.001
峰景1#焦煤 22.48 10.76 0.57 91.2 15.5 14.3 1.19
混合2#焦煤 25 10.49 0.64 84.8 14.8 27.6 1.28
澳洲2#焦煤 23.32 7.95 0.39 69 10.5 38 1.26
半山瘦煤 20.43 10.06 0.39 49.7 8 35 1.52
俄罗斯气煤 38.27 8.02 0.72 98.0 18.4 37.4 0.895
炼焦煤配比见表19
配合煤质量分析指标见表20
Vdaf,% Ad,% St.d,% G Y,mm X,mm 基氏流动度,DDPM7 -->
26.70 8.48 0.65 85.7 16.0 41.3 390
4.3米焦炉炼制的焦炭质量分析指标见表21
指标 Vdaf,% Ad,% St.d,% M40,% M10,% CSR,% CRI,%
数值 1.24 11.87 0.60 86.3 5.7 65.5 23.6
根据GB50427—2008《高炉炼铁工艺设计规范》不同容积高炉对焦炭质量的需求评价，见表22
炉容,m3 CSR,% M40,% M10,% Ad,% 本实施例焦炭达标评价
1000 ≥58 ≥78 ≤8.0 ≤13.0 优良
2000 ≥60 ≥82 ≤7.5 ≤13.0 优良
3000 ≥62 ≥84 ≤7.0 ≤12.5 优良
4000 ≥65 ≥85 ≤6.5 ≤12.0
5000 ≥66 ≥86 ≤6.0 ≤12.0
本发明通过对国内外最廉价的瘦煤、气煤以及国标焦煤和1/3焦煤结焦性开展细致的研究试验，精选了几类性价比最高的瘦煤、气煤资源，将焦煤细分为1#焦煤和2#焦煤，对1/3焦煤煤岩特性做了限定。分析得到：通过大量合理配用低价瘦煤和气煤，不配价格最昂贵的肥煤，将焦煤配比控制在43—48%（其中价高的1#焦煤只占16—29%），在保证高炉所需优质焦炭质量的前提下，优化了配煤结构，扩大了炼焦用煤资源，降低了优质炼焦煤资源消耗量，降低了配煤成本和高炉用焦成本，从而降低了铁成本。本成果实施后，焦化配煤成本降低了12元/吨煤。

Claims (7)

1.一种大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其特征在于具体实施过程是：
按以下重量百分比的煤种混合得到配合煤：镜质组最大反射率Rmax＞1.4%的瘦煤20—21%，45号气煤20—21%，肥煤0%，焦煤43—48%，1/3焦煤12—17%，以上各煤种的重量百分比之和为100%，配合煤中最便宜的瘦煤和气煤之和≥40%，最贵的肥煤配比为零。
2.如权利要求1所述大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其特征是：所述配合煤的挥发分Vdaf控制在25.5—27.1%，成焦率达到76%；所得的焦炭质量：抗碎强度M40≥86%，耐磨强度M10≤6.2%，热反应性CRI≤25.2%，热反应后强度≥65%。
3.如权利要求1所述大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其特征是：所述瘦煤包括进口瘦煤和国内瘦煤，G≥30，Rmax＞1.4%，其中进口瘦煤有澳大利亚的半山瘦煤或俄罗斯瘦煤等，国内瘦煤有神火瘦煤、淮北瘦煤、攀枝花瘦煤等。
4.如权利要求1所述大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其特征是：所述焦煤细分为1#焦煤和2#焦煤，其中1#焦煤配比占16—29%，2#焦煤19—25%，1#焦煤具备了强粘结煤粘结性和结焦性，具备部分肥煤功能，能提供较多的流动性；2#焦煤具备部分瘦焦煤的功能，有利于增加焦炭块度、减少裂纹；此划分极有利于提高焦炭质量稳定率，此划分的另一个意义是降低炼焦煤采购成本，在目前的国内外炼焦煤市场中，2#焦煤采购价格比1#焦煤有80元/吨以上的成本优势，所述1#焦煤镜质组最大反射率Rmax介于1.10%--1.50%，标准偏差S≤0.15%;所述2#焦煤镜质组最大反射率Rmax介于1.10%--1.60%，标准偏差S≤0.15%。
5.如权利要求1所述大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其特征是：所述1/3焦煤镜质组最大反射率Rmax为0.85—1.2%，标准偏差S≤0.12%（无混煤或简单混煤），全硫分St.d≤2.5%。
6.如权利要求1所述大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其特征是：在配煤过程中省略单独破碎、煤调湿、配型煤、捣固炼焦等煤料预处理工艺以降低生产成本基础上，小幅度提高粉碎细度，采用4.3米或6米焦炉，即能确保生产出各项质量指标满足炉容二千—三千m3高炉所需焦炭。
7.如权利要求1所述大比例配用瘦煤和气煤生产优质焦炭的配煤方法，其特征是：所述配合煤粒度控制，将原规定的68—85%下限提高、优化为72—85%，配合煤粒度的调节手段，是适当增加粉碎机锤头数量布或转速，调整锤头的分布。
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