CN105838407B - 一种控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，属于属于冶金配煤炼焦技术领域，该配用方法包括如下步骤：1)选择基准煤样；2)检测待用炼焦煤的胶质层指数，获取收缩度X，观察胶质层体积曲线和焦炭光学组织结构；3)建立不同的配合煤结构；4)将所述基准煤样和各单种炼焦煤分别置于空气中干燥；5)加湿处理；6)加压；7)加热；8)确定配煤方案。该方法在结合收缩度的基础上，将单种煤的煤质特点进行组合，给出定量指标，利用配煤结构调整后的结焦收缩，将检测到的收缩率绘制成图，与已顺利生产几十年且推焦顺利的焦炉收缩率相比，确定新建立配煤方案是否能够保证焦饼顺利推焦，以实现炼焦生产顺利，焦炉炉体的稳定与长寿。
Description
技术领域
本发明属于冶金配煤炼焦技术领域，具体地涉及一种控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法。
背景技术
推焦顺利是焦炉正常生产的重要条件，也是焦炉安全和长寿的关键影响因素，为保证焦炉推焦顺利必须控制合理的入炉煤收缩度，确保焦饼能够顺利推出。窄、高炭化室焦炉极易造成推焦困难；另外，入炉煤经过预热处理后，水分大幅度降低，同时堆密度大幅度提高，增加15％以上，使得焦饼收缩下降明显，若不采取调整措施，将会造成推焦困难，严重影响焦炉正常生产、安全和长寿。捣固炼焦由于堆密度的大幅度提高，也同样存在类似问题。
由于焦炉一旦建成投产，其各项参数对调节焦饼收缩度的影响较小，而入炉煤配煤结构进行大幅度调整，收缩度变化明显，但如何确定可保证顺利推焦的配煤方案成为技术难题。
《煤炭转化》，Jan.2006,Vol.29,No.1报道了温度梯度下配合煤成焦和收缩特性研究，用石英玻璃管反应器考察了在3℃/min，5℃/min和9℃/min加热速率下制成焦样的收缩特性。研究表明，随着温度升高和升温速率增加，半焦挥发分减小，随着热解终温的升高，径向收缩率增加，其收缩是由热缩聚反应中游离基碎片间取向缔合和微晶有序化排列两方面共同作用的结果。
《Fuel&Chemical Process》,Mar.2015,Vol.46,No.2报道了新日铁炼焦煤预处理专利技术现状分析，通过对新日铁炼焦煤预处理专利文献的搜索、整理和归纳，重点分析了专利技术内容要点，为我国进行炼 焦煤预处理相关研究提供一定的参考。
《Fuel&Chemical Process》,June.2015,Vol.46,No.3报道了WISCO炼焦煤预处理技术的开发,借鉴DAPS技术，开发出的炼焦煤干燥技术，可同时分成粉煤、中粗煤和粗颗粒煤3个粒度等级，最终实现煤干燥—型煤—选择性破碎一体化的炼焦煤预处理技术。
中国发明专利(申请公布号：CN102010735A，申请公布日：2011-04-13)公开了一种控制大型宽炭化室焦炉入炉煤收缩度的配煤方法，包括如下步骤：统计现有炭化室高度为6米的焦炉配煤收缩度，根据6米焦炉配煤收缩度统计值计算6米焦炉配煤收缩度平均值；计算大型宽炭化室焦炉的配煤收缩度范围；根据计算的大型宽炭化室焦炉配煤收缩度范围，相应增加高收缩度炼焦煤煤种的配入比例进行配煤，测定所得配煤的收缩度，若在控制范围，即可确定配煤方案进行配煤炼焦，若不在控制范围内，则相应增减高收缩度炼焦煤种的配入比例，进行配煤并检测收缩度，直至所得配煤方案的配煤收缩度测定值在控制范围内，即为大型宽炭化室焦炉用配煤方案。本方法配出的煤能在大型宽炭化室环境下、结焦过程中收缩度合理，提高焦炭质量。
目前，在合理收缩及顺利推焦可凭经验调整，而预热处理炼焦煤炼焦无法进行经验评价和调整的情况下，捣固炼焦常出现推焦困难的问题，因此均需要一种科学、合理的评价方法，确定拟用生产方案能否保证顺利推焦，解决焦炉生产的首要问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，该方法可进行生产前收缩度的预评估，指导调整入炉煤收缩度以保证焦炉生产顺行。
为实现上述目的，本发明所设计的一种控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，该配用方法包括如下步骤：
1)选择基准煤样：所述基准煤样的粒度<1.5mm；
2)检测待用炼焦煤的胶质层指数，获取最终收缩度X，观察胶质层体积曲线和焦炭光学组织结构：配入最终收缩度>35mm，且胶质层体积曲线为非“山”型的调节煤，其中，
调节煤的配量满足条件：调节煤种的同性结构+惰性结构≥50％或胶质层体积曲线为平滑下降型，调节煤配量≤50％；
调节煤的粗粒镶嵌结构≥30％，且胶质层体积曲线为波型或“之“型，调节煤配量≤70％；其他类调节煤配量≤55％；
3)建立不同的配合煤结构：控制所述配合煤的收缩度X大于或等于所述基准煤样的收缩度X；
4)将所述基准煤样和各单种炼焦煤分别置于空气中干燥：
5)加湿处理：对步骤4)中干燥后的基准煤样进行加湿处理；
6)加压：将步骤4)中干燥后的各单种炼焦煤混合均匀，得到配合煤，并加压；
7)加热：将步骤5)处理后的基准煤样和步骤6)处理后的配合煤同时在800～960℃的温度下，加热10～20min；
8)确定配煤方案：步骤7)处理后的配合煤为焦块，分别量取基准煤样和所述焦块的高度，计算收缩量，并将各焦块收缩量绘图，根据缩量绘图选择适宜配量。
进一步地，步骤2)中配入最终收缩度>38mm，且胶质层体积曲线为非“山”型的调节煤，其中，
所述调节煤的配量满足条件：调节煤种的同性结构+惰性结构≥52％或胶质层体积曲线为平滑下降型，调节煤配量≤42％；
调节煤种的粗粒镶嵌结构≥35％，且胶质层体积曲线为波型或“之“型，调节煤配量≤60％；其他类调节煤配量≤48％。
再进一步地，步骤6)中的配合煤置于坩埚中，经搅匀、拨平，放入压块，加压20～40s，量取煤样高度。
更进一步地，步骤6)中置于坩埚中的配合煤，近坩埚壁处的层面 高度略低于中间层面1mm～2mm，且加压30s。
更进一步地，步骤6)中的配合煤总量≥6g，且坩埚的尺寸与配合煤总量相对应。
更进一步地，步骤7)中的基准煤样和配合煤置于温度为950℃的炉膛内，加热15min，冷却至室温，取出压块。
更进一步地，步骤1)中的基准煤样来自于生产现场焦炉入炉煤样或根据生产配比进行试验配煤，且所述基准煤样的粒度控制在1～1.5mm之间。
更进一步地，步骤4)中各单种炼焦煤的粒度控制在1～1.5mm之间。
成焦率又称为煤焦比，是入炉煤经高温干馏后所获得的焦炭数量占入炉煤的百分比。
具体地，步骤7)中计算配合煤成焦率，要保留压块上的焦屑。
具体地，步骤7)中不计算配合煤成焦率，且压块上的焦屑不影响焦块高度测量时，可不考虑。
本发明生产方法的工作原理：该方法在结合收缩度X的基础上，将单种煤的煤质特点，如可反映煤质的胶质层体积曲线、焦炭光学组织，进行组合，给出定量指标，利用配煤结构调整后的结焦收缩，将检测到的收缩率绘制成图，与已顺利生产几十年且推焦顺利的焦炉收缩率相比，新建焦炉与相同或相似焦炉进行比较，确定新建立配煤方案是否能够保证焦饼顺利推焦，以实现炼焦生产顺利，焦炉炉体的稳定与长寿。
本发明的有益效果在于：
1、本发明为预热处理炼焦煤炼焦，提供了一种科学、合理的评价方法，确定拟用生产方案能否保证顺利推焦和炉墙保护，为新工艺在大生产的顺利应用提供必要条件，同时保证了焦炉炉体的稳定与长寿。
2、本发明提供的方法可直接应用于推焦困难的顶装焦炉及捣固焦炉生产，科学指导焦炉顺利推焦。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
为生产配合煤所测收缩率为基准，选择基准煤样，保证粒度在1～1.5mm之间，且基准煤样来源于生产现场取焦炉入炉煤样(也可以现场配置)，将粒度在1～1.5mm之间的基准煤样置于空气中干燥、粉碎，基准煤样的粒度尺寸需要控制，原因是当粒度过小时，煤粉很泡，加压易造成煤粉飞溅，当粒度过大时，不同煤种、不同煤粒间的混合不匀，影响结果。
然后取6g基准煤样装入对应尺寸的坩埚中(基准煤样的质量与坩埚尺寸相匹配对应)，对基准煤样进行加湿处理，目的是调节基准煤样水分与生产配合煤一致。
检测待用炼焦煤的胶质层指数，获取最终收缩度X，观察胶质层体积曲线和焦炭光学组织结构：配入最终收缩度X>38mm，且胶质层体积曲线为非“山”型的调节煤，其中，所述调节煤的配量满足条件：调节煤种的同性结构+惰性结构≥52％或胶质层体积曲线为平滑下降型，调节煤配量≤42％；调节煤种的粗粒镶嵌结构≥35％，且胶质层体积曲线为波型或“之“型，调节煤配量≤60％；其他类调节煤配量≤48％。
得到了表1所示的不同炼焦煤的收缩度。
表1不同炼焦煤的收缩度
从表1中可以看出，可选择炼焦煤4#、炼焦煤5#、炼焦煤6#作为收缩度调节煤种，但是，在本实施例中，当炼焦煤4#配入时，不能作为收缩度调节煤种，且同时存在2种及以上收缩度X>38mm炼焦煤时，以收缩度最大者为配合煤收缩度调节煤种。
对基准煤样加湿，放入坩埚中，测量在入炉前的高度为h1，然后置于950℃炉膛恒温区中加热15min，冷却至室温，取出压块，测量所得焦饼高度h2，根据焦饼收缩率＝(h1-h2)/h1×100％，得到基准煤样的收缩率＝19.69％。
选用不同配量的配合煤，测定焦饼收缩率，得到表2；
表2不同配煤方案的焦饼收缩率
从表2中可以看出，为保证配煤方案与基准样收缩率一致或更高应选择方案配合煤4#、配合煤6#、配合煤8#。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限 定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。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 (8)
1.一种控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)选择基准煤样：所述基准煤样的粒度<1.5mm；
2)检测待用炼焦煤的胶质层指数，获取收缩度X，观察胶质层体积曲线和焦炭光学组织结构：配入收缩度X>35mm，且胶质层体积曲线为非“山”型的调节煤，其中，
调节煤的配量满足条件：若调节煤种的同性结构+惰性结构≥50%或胶质层体积曲线为平滑下降型，调节煤配量≤50%；
若调节煤的粗粒镶嵌结构≥30%，且胶质层体积曲线为波型或“之“型，调节煤配量≤70%；
其他类调节煤配量≤55%；
3)建立不同的配合煤结构：控制所述配合煤的收缩度X大于或等于所述基准煤样的收缩度X；
4)将所述基准煤样和各单种炼焦煤分别置于空气中干燥：
5)加湿处理：对步骤4)中干燥后的基准煤样进行加湿处理；
6)加压：将步骤4)中干燥后的各单种炼焦煤混合均匀，得到配合煤，并加压；
7)加热：将步骤5)处理后的基准煤样和步骤6)处理后的配合煤同时在800~960℃的温度下，加热10~20min；
8)确定配煤方案：步骤7)处理后的配合煤为焦块，分别量取基准煤样和所述焦块的高度，计算收缩量，并将各焦块收缩量绘图，根据收缩量绘图选择适宜配量。
2.根据权利要求1所述控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，其特征在于：步骤2)中配入最终收缩度X>38mm，且胶质层体积曲线为非“山”型的调节煤，其中，
调节煤的配量满足条件：若调节煤种的同性结构+惰性结构≥52%或胶质层体积曲线为平滑下降型，调节煤配量≤42%；
若调节煤的粗粒镶嵌结构≥35%，且胶质层体积曲线为波型或“之“型，调节煤配量≤60%；
其他类调节煤配量≤48%。
3.根据权利要求1所述控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，其特征在于：步骤6)中的配合煤置于坩埚中，经搅匀、拨平，放入压块，加压20~40s，量取煤样高度。
4.根据权利要求1或3所述控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，其特征在于：步骤6)中置于坩埚中的配合煤，近坩埚壁处的层面高度低于中间层面1mm~2mm，且加压30s。
5.根据权利要求4所述控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，其特征在于：步骤6)中的配合煤总量≥6g，且坩埚的尺寸与配合煤总量相对应。
6.根据权利要求1所述控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，其特征在于：步骤7)中的基准煤样和配合煤置于温度为950℃的炉膛内，加热15min，冷却至室温，取出压块。
7.根据权利要求1所述控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，其特征在于：步骤1)中的基准煤样来自于生产现场焦炉入炉煤样或根据生产配比进行试验配煤，且所述基准煤样的粒度控制在1~1.5mm之间。
8.根据权利要求1所述控制配合煤收缩度的炼焦煤配用方法，其特征在于：步骤4)中各单种炼焦煤的粒度控制在1~1.5mm之间。
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