CN107541229A - 一种配用超高硫分焦煤的焦炭及炼焦方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配用超高硫分焦煤的焦炭及炼焦方法，主要解决现有技术中配用超高硫分焦煤炼成的焦炭达不到优质冶金焦炭质量要求，焦炭反应后强度(CSR)低、焦炭抗碎强度M40低，配用超高硫分焦煤炼焦时超高硫分焦煤配比低的技术问题。本发明的技术方案为：一种配用超高硫分焦煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤15％～22％，气煤17％～22％，肥煤23％～30％，焦煤26％～36％，瘦煤7％～12％，超高硫分焦煤8％～12％。本发明通过对超高硫分焦煤预处理后再配煤炼焦，保证了焦炭质量的稳定；本发明方法扩大了炼焦煤资源，降低了炼焦配煤成本。

Description

一种配用超高硫分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，特别涉及一种配用超高硫分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，随着炼焦生产的高速发展，焦炭产能的快速扩张，导致了炼焦煤供应出现紧张态势。
中国煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源相对较少，中等变质程度烟煤(肥煤、焦煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤和瘦煤)的储量更少。
根据中国《炼焦用煤技术条件》(GB/T 397-2009)将冶金焦用原料煤做出技术要求，按灰分分为14个等级，按硫分(St，d)分为特级及1-6级，其中特级≤0.3％，1级：0.31-0.50；2级：0.51-0.75；3级：0.76-1.00；4级：1.01-1.25；5级：1.26-1.50；6级：1.51-1.75。其中最高的6级高值为1.75％，即一般认为硫分大于1.75％的煤不适宜配煤炼焦。
这造成长期以来超高硫分焦煤(硫分大于2.5％)的炼焦煤很少在生产中应用，认为高硫煤因其硫分高，用于炼焦会导致焦炭的硫分偏高而降低焦炭质量，所以在炼焦方面的应用受到限制。
因此合理利用高硫焦煤可以缓解炼焦煤资源匮乏的紧张状态，研究如何利用高硫焦煤生产满足高炉需求的焦炭，对于配煤炼焦具有重要意义。
如何在保证焦炭质量的基础上提高硫煤的配比，成为研究的重点。
对于高硫煤配煤炼焦研究主要集中在以下几个方面。
文献《提高高硫主焦煤使用比例的探讨》(陈健，重钢技术，2013,56(2)，6-8)探讨了高硫焦煤(2.5％)的使用比例6-8％，焦炭硫分达到0.98％，但焦炭CSR降低到了55％。
文献《高硫气肥煤替代肥煤炼焦的研究和应用》(余楚勇，煤化工2013(1))探讨了南钢在4.3m焦炉上使用高硫气肥煤(1.97％)的使用比例8％，焦炭硫分达到0.77，当高硫气肥煤达到8-10％则焦炭CSR下降3-4％，冷强度M40在80％左右。
以上几种高硫煤的利用，存在以下技术问题：直接配高硫煤配煤配比难以提高，一般控制在8％以内；难以生产出满足大高炉需求的高强度焦炭，焦炭热强度降低或焦炭冷强度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种配用超高硫分焦煤的焦炭及炼焦方法，主要解决现有技术中配用超高硫分焦煤炼成的焦炭达不到优质冶金焦炭质量要求，焦炭反应后强度(CSR)低、焦焦炭抗碎强度M40低，配用超高硫分焦煤炼焦时超高硫分焦煤配比低的技术问题。
本发明采用的技术方案是：一种配用超高硫分焦煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤15％～22％，气煤17％～22％，肥煤23％～30％，焦煤26％～36％，瘦煤7％～12％，超高硫分焦煤8％～12％。
本发明所述的超高硫分焦煤是指焦煤中全硫的质量百分含量＞2.5％的焦煤，超高硫分焦煤的粘结指数G为70～90，煤的挥发分Vdaf为10-28％。
本发明焦炭为高强度冶金焦炭，焦炭抗碎强度M40＞85％，焦炭反应后强度(CSR)＞65％。
一种配用超高硫分焦煤的炼焦方法，包括以下步骤：
1)超高硫分焦煤预破碎，预破碎后的超高硫分焦煤的粒径＜3mm；
2)将预破碎后的超高硫分焦煤和其它炼焦煤按以下质量百分比配煤，1/3焦煤12％～18％，气煤12％～18％，肥煤22％～28％，焦煤28％～34％，瘦煤5％～10％，超高硫分焦煤8％～12％；
3)、混合煤破碎，将步骤2)中配煤后的混合煤破碎，宜使粒径＜3mm的混合煤占其总质量的75％～80％；
4)、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950±50℃，结焦时间为21±1小时；
5)、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。
本发明步骤4)中所述的顶装焦炉是指焦炉炭化室高度为7m及以上大型焦炉。
本发明方法生产的焦炭为高强度冶金焦炭，焦炭抗碎强度M40＞85％，焦炭反应后强度(CSR)＞65％。
煤中的硫通常可分为有机硫和无机硫两大类，煤中硫在炼焦过程中将发生化学转化和重新分配；在干馏过程中以气态形式脱离焦炭的硫称为挥发硫，除挥发硫以外残存在焦炭和半焦中的硫分称为固定硫。
申请人通过多年研究发现，对一种煤来说，固定硫并不是固定不变的常数，而是随干馏温度、干馏时间、矿物质的数量以及各种形态硫的比例等因素而改变；本发明方法对超高硫分焦煤进行预破碎目的是为了将高硫煤中的硫充分分散，在炼焦过程中降低固定硫含量，从而控制焦炭中的硫含量。
根据传统思维概念，炼焦煤预破碎工艺的目的是减少在配煤中的偏析，炼焦煤预破碎工艺仅用于大粒度的气煤及长焰煤；申请人经过多年研究，突破了传统思维的限制，利用预破碎工艺达到超高硫分焦煤硫分分散的目的。
本发明配用超高硫分焦煤炼焦，通过控制配煤结构，提高超高硫分焦煤配煤配比的技术方法，在顶装焦炉上生产高强度冶金焦炭，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。扩大了超高硫分焦煤在配煤炼焦中的应用，其配比达到8-12％，将超高硫分焦煤代替部分焦煤，扩大了炼焦煤的资源，节约了优质炼焦煤。2、降低了炼焦配煤成本，由于超高硫分焦煤的价格远低于普通炼焦煤，因此高硫煤配比的增加，就意味着炼焦成本的下降。3、保持了焦炭质量。本发明方法通过对超高硫分焦煤进行预处理后进行配煤炼焦，能够保证焦炭高强度，保持了焦炭的质量，满足3000m3及以上高炉冶炼的需要
具体实施方式
本发明一种配用超高硫分焦煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤15％～22％，气煤17％～22％，肥煤23％～30％，焦煤26％～36％，瘦煤7％～12％，超高硫分焦煤8％～12％。
表1为本发明实施例炼焦煤的参数，表2为本发明实施例炼焦配煤(质量百分比)及焦炭质量数据，方案1未配用超高硫分焦煤，方案2超高硫分焦煤配比8％，方案3超高硫分焦煤配比10％，方案4超高硫分焦煤配比12％，通过7m顶装煤焦炉炼焦得到焦炭的焦炭M40为86％～90％，焦炭反应后强度(CSR)为66％～71％。
一种配用超高硫分焦煤的炼焦方法，包括以下步骤：
1)超高硫分焦煤预破碎，预破碎后的超高硫分焦煤的粒径＜3mm；
2)将预破碎后的超高硫分焦煤和其它炼焦煤按以下质量百分比配煤，1/3焦煤15％～22％，气煤17％～22％，肥煤23％～30％，焦煤26％～36％，瘦煤7％～12％，超高硫分焦煤8％～12％；
3)、混合煤破碎，将步骤2)中配煤后的混合煤破碎，粒径＜3mm的混合煤占其总质量的75％～80％；
4)、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7m，炼焦温度为950℃，结焦时间为21h；
5)、出焦后用氮气冷却焦炭。
之后进行焦炭质量检测，测定焦炭抗碎强度M40、焦炭反应后强度等指标检测。
表1本发明实施例炼焦煤的参数
焦炭检测数据见表2，
表2本发明实施例炼焦配煤(质量百分比)及焦炭质量数据
如表2可知，未配用超高硫分焦煤的方案1的焦炭CSR为69.2％，M40为88.5％，而方案2-4，配用超高硫分焦煤，焦炭CSR均能大于68％，焦炭M40大于88％，使用超高硫焦煤后，仍能得到高强度的冶金焦炭，能够满足3000m3及以上高炉冶炼的需要。
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 (6)

1.一种配用超高硫分焦煤的焦炭，其特征是，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤15％～22％，气煤17％～22％，肥煤23％～30％，焦煤26％～36％，瘦煤7％～12％，超高硫分焦煤8％～12％，所述的超高硫分焦煤是指焦煤中全硫的质量百分含量＞2.5％的焦煤，超高硫分焦煤的粘结指数G为70～90、挥发分Vdaf为10-28％，焦炭抗碎强度M40＞85％，焦炭反应后强度(CSR)＞65％。
2.如权利要求1所述的配用超高硫分焦煤的焦炭，其特征是，配煤前超高硫分焦煤需经预破碎，预破碎后的超高硫分焦煤的粒径＜3mm。
3.如权利要求1所述的配用超高硫分焦煤的焦炭，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％。
4.一种配用超高硫分焦煤的炼焦方法，其特征是，包括以下步骤：
1)超高硫分焦煤预破碎，预破碎后的超高硫分焦煤的粒径＜3mm；
2)将预破碎后的超高硫分焦煤和其它炼焦煤按以下质量百分比配煤，1/3焦煤15％～22％，气煤17％～22％，肥煤23％～30％，焦煤26％～36％，瘦煤7％～12％，超高硫分焦煤8％～12％；
3)混合煤破碎，将步骤2)中配煤后的混合煤破碎；
4)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950±50℃，结焦时间为21±1小时；
5)出焦后冷却。
5.如权利要求4所述的配用超高硫分焦煤的炼焦方法，其特征是，所述步骤3)中，混合煤破碎后，粒径＜3mm的混合煤占其总质量的75％～80％。
6.如权利要求4所述的配用超高硫分焦煤的炼焦方法，其特征是，步骤4)中所述的顶装焦炉是指焦炉炭化室高度为7m及以上大型焦炉。
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