CN109447434A - 炼焦煤的入炉粒度确定方法及在炼焦备煤工艺的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炼焦煤的入炉粒度确定方法，该方法包括以下几个步骤：1)单种煤的筛分；2)单种煤的合理粒度评价；3)确定配合煤的控制粒度；4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度进行修正。本发明还公开了上述方法在炼焦备煤工艺的应用。本发明提供的炼焦煤的入炉粒度控制工艺能够在稳定或有效提升焦炭质量的前提下，解决现有先配后粉配煤工艺的质量控制缺陷和选择性粉碎工艺中单种煤合理粒径选择难题，有效应对传统的炼焦工艺对于入炉煤的粒度控制较为粗放的问题。根据本发明还可选择合适的炼焦备煤工艺，以有效节约能源，降低能耗。

Description

炼焦煤的入炉粒度确定方法及在炼焦备煤工艺的应用

技术领域

本发明属于焦化技术领域，具体涉及炼焦备煤工艺，特别涉及一种炼焦煤的入炉粒度确定方法及在炼焦备煤工艺的应用。

背景技术

传统的炼焦工艺对于入炉煤的粒度控制较为粗放，相关专业教科书显示，炼焦行业的入炉煤主要控制其细度，即小于3mm以下的比例占全部样品比例的百分比数量，而目前常见的细度控制指标在70％～80％之间。这种细度控制的概念沿用多年，本意是为了保障焦炭质量的均匀性和稳定性。然而随着煤矿逐年开采，因矿层变化引起的煤质改变，因洗煤工艺造成的来煤粒度的变化和目前焦化行业相对落后的装备水平来看，较难通过细度工艺实现焦炭质量的稳定，需要开发一种新的炼焦煤入炉粒度控制工艺方法。

现有炼焦煤的粒度控制工艺及设备使用的情况主要有两种：一种是先配后破工艺，即矿山来煤经过原料场存储后先进入配煤盘，然后经过破碎机，粉碎后送入焦炉。另一种是选择性粉碎工艺，即矿山来煤经过原料场存储后先分类进入破碎机，然后进入配煤盘，配合后送入焦炉。

根据申请人的了解和检索，有关炼焦煤的粒度控制工艺方面的技术和专利主要集中在某类单种煤的粒度调整和具体工艺路线上，例如CN200910272633.7中主要利用对比粘结性变化确定了气煤的最佳粒度，CN200910272635.6、CN200910272636.0主要利用共焦强度指数确定了贫瘦煤、瘦煤的最佳粒度。CN201510274762.5主要通过干、湿煤的粒度差异来确定合适的筛分粒径条件，其整体还是属于传统的选择性粉碎工艺。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在稳定或有效提升焦炭质量的前提下，提供一种炼焦煤的入炉粒度确定方法，解决现有选择性粉碎工艺中单种煤合理粒径选择难题。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述炼焦煤的入炉粒度确定方法在炼焦备煤工艺的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明所设计的方法主要分为以下几个步骤，1)单种煤的筛分；2)单种煤的合理粒度评价；3)确定配合煤的控制粒度；4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度进行修正。

1)单种煤的筛分。将拟配用的各单种煤分别进行干、湿煤条件下的筛分，分别记录各筛分粒级下的筛分比例Φ_干n,m、Φ_湿n,m；上述的Φ_干n,m为第n种单种煤干煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例，Φ_湿n,m为第n种单种煤湿煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例；其中，n＝1，2，3……N，N为配煤所需单种煤的总种数；m＝1，2，3……，第1筛分粒级为筛孔粒径最小的筛下物，第2筛分粒级则为筛孔粒径最小的筛上物经筛孔粒径第二小的筛子筛分后的筛下物，依次类推，最大的筛分粒级则为筛孔粒径最大的筛子筛分后的筛上物。筛分粒级至少包括筛孔粒径为3～10mm的4个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径大于等于10mm的筛子的筛下物和筛上物。

2)单种煤的合理粒度评价。单种煤的合理粒度评价采用分类评价，分类评价条件包括：单种煤G质、原煤粒度分布、单种煤成焦显微结构指数。其中成焦显微结构指数是指单种煤成焦后的样品经过处理后，在偏光显微镜下观察其同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、片状、破片、纤维状、惰性结构等微观结构，统计各微观结构在样品中的出现比例所得到的的百分比结果，即为各微观结构的成焦显微结构指数，各微观结构的成焦显微结构指数共同构成单种煤成焦显微结构指数，即单种煤成焦显微结构指数为100％，具体评价方法如下：

21)单种煤的粘结指数G值在15～30之间，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入预破碎机或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机。

22)单种煤湿煤条件下在筛孔粒径为20mm的筛上物的比例占15％以上，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入预破碎或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机。

23)不满足21)、22)条件的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌＜40％，且∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)≥40％，∑(纤维状+片状)≤20％，则其合理粒度H_n为Smm和3mm中的较大值，其中S等于(10-∑惰性结构/5％)，在实际生产中，为方便计，可将S按四舍五入得到整数值；但无需按其合理粒度H_n进行破碎，而是直接引入配煤盘。

24)不满足21)、22)的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌≥40％，则其合理粒度H_n为Tmm和10mm中的较小值，其中T等于(3+∑惰性结构/10％)，在实际生产中，为方便计，可将T按四舍五入得到整数值；但无需按其合理粒度H_n进行破碎，而是直接引入配煤盘。

25)不满足23)、24)步骤的单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入配煤盘。

3)确定配合煤的控制粒度。配合煤的控制粒度确定按以下条件分类进行：

31)如果采用的各单种煤至少一种需要根据23)或24)步骤评价其合理粒度时，根据配合煤中各需要评价的单种煤的加入比例Δ_n，结合步骤1)中相应单种煤湿煤条件下的筛分比例Φ_湿n,m，依次用步骤2)中评价得到的相应单种煤的合理粒度H_n作为筛分出该相应单种煤第M筛分粒级所使用的筛子的筛孔粒径，按如下公式计算该相应单种煤第1筛分粒级至第M筛分粒级的质量之和w：

如果仅有一种单种煤的w大于等于50％，则该单种煤的合理粒度即为配合煤的控制粒度U。如果多种单种煤的w大于等于50％，则以Δ_n最大的单种煤的合理粒度为配合煤的控制粒度U。如果各单种煤的w均小于50％，则以w最大的单种煤的合理粒度为配合煤的控制粒度U。

32)如果采用的各单种煤均不需评价其合理粒度时，配合煤的控制粒度U取3mm。

4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度进行修正：对上述步骤3)确定的配合煤的控制粒度U进行显微结构分析修正，修正方法为：

按照步骤3)所确定的配合煤的控制粒度进行炼焦试验，分析所得焦炭显微结构，如果焦炭显微结构中∑粗粒镶嵌为35～65％，∑(细粒镶嵌+同性)与∑(纤维状+片状+破片)差值变化超过±10％，配合煤的控制粒度U相应变化±1mm。该步骤作为生产调节和初期确定使用，作为定期检验步骤即可。

进一步地，所述步骤1)中筛分粒级包括筛孔粒径为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm的8个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径为20mm的筛子的筛下物和筛上物。

为解决上述第二个技术问题，本发明提供的技术方案如下：

在单种煤的合理粒度H_n需要进行评价的情况下，可利用步骤3)中确定的配合煤合理粒度U对厂区的备煤工艺进行优化选择；具体方法为：取步骤2)中需要评价合理粒度单种煤中加入比例Δ_n为最大的H_n与配合煤的控制粒度U进行比较，如果U＞H_n+1，则备煤工艺无需进行优化；如果U≤H_n+1，则按以下步骤进行优化：

a1)该步骤仅考虑所使用筛子的筛孔粒径大于等于3mm的筛分粒级，按步骤1)中的各单种煤在各符合上述条件筛分粒级下的干煤筛分比例及各单种煤对应的Δ_n，将各单种煤在该给定筛分粒级下进行配合；以及按步骤1)中的各单种煤在给定筛分粒级下的湿煤筛分比例及各单种煤对应的Δ_n，将各单种煤在该给定筛分粒级下进行配合；分别计算出各符合上述条件筛分粒级下配合煤的干、湿煤筛分比例并进行差值分析，将配合煤的干、湿煤筛分比例差值最大的筛分粒级所使用筛子的筛孔粒径Y作为优化比较标准，并按如下条件进行优化：

a2)如果U≥Y，则厂区的备煤工艺配不配置筛分设备均可，在配制筛分设备的情况下，筛分的粒度也控制为U(即筛孔粒径等于U)；

a3)如果U＜Y，则厂区的备煤工艺配置预筛分设备和检查筛设备，预筛分的粒度控制为Y+1(即筛孔粒径等于Y+1)，检查筛的粒度控制为U(即筛孔粒径等于U)。

合理的炼焦煤的工艺，应该包括预破碎、配煤、预筛分、破碎机、检查筛分等工艺条件，但是由于建设成本、资源适应、操作性等问题，大多数焦化厂未配置全套的工艺流程。本发明可以适用于各类工艺条件下的配合煤合理粒度的控制，在确定改善焦炭质量的炼焦煤的入炉粒度后，该工艺路线既可以经由各类破碎机、筛分机、预粉碎机等现有公知设备串并联达到需求；也可以根据实施现场相关条件增加或减少预破碎、预筛分和检查筛环节。因此，本发明提供的炼焦煤的入炉粒度控制工艺能够在稳定或有效提升焦炭质量的前提下，解决现有先配后粉配煤工艺的质量控制缺陷和选择性粉碎工艺中单种煤合理粒径选择难题，有效应对传统的炼焦工艺对于入炉煤的粒度控制较为粗放的问题。根据本发明还可选择合适的炼焦备煤工艺，以有效节约能源，降低能耗。

附图说明

图1为目前存在焦化行业的先配后破工艺。

图2目前存在焦化行业的先破后配工艺。

图3为配制有筛分设备的备煤工艺。

图4为配制有预筛分设备和检查筛设备的备煤工艺。

图5为本发明实施例1的入炉粒度控制工艺实施流程。

图6为本发明实施例2的入炉粒度控制工艺实施流程。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1为目前存在焦化行业的先配后破工艺。图2目前存在焦化行业的先破后配工艺。图3为配制有筛分设备的备煤工艺。图4为配制有预筛分设备和检查筛设备的备煤工艺。图5为本发明实施例1的入炉粒度控制工艺实施流程。图6为本发明实施例2的入炉粒度控制工艺实施流程。本发明选择图3为基本备煤工艺。

本发明的具体工艺步骤为：本发明所设计的方法主要分为以下几个步骤，1)单种煤的筛分；2)单种煤的合理粒度评价；3)确定配合煤的控制粒度；4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度进行修正。

1)单种煤的筛分。将拟配用的各单种煤分别进行干、湿煤条件下的筛分，分别记录各筛分粒级下的筛分比例Φ_干n,m、Φ_湿n,m；上述的Φ_干n,m为第n种单种煤干煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例，Φ_湿n,m为第n种单种煤湿煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例；其中，n＝1，2，3……N，N为配煤所需单种煤的总种数；m＝1，2，3……，第1筛分粒级为筛孔粒径最小的筛下物，第2筛分粒级则为筛孔粒径最小的筛上物经筛孔粒径第二小的筛子筛分后的筛下物，依次类推，最大的筛分粒级则为筛孔粒径最大的筛子筛分后的筛上物。筛分粒级至少包括筛孔粒径为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm的8个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径为20mm的筛子的筛下物和筛上物。

2)单种煤的合理粒度评价。单种煤的合理粒度评价采用分类评价，分类评价条件包括：单种煤G质、原煤粒度分布、单种煤成焦显微结构指数。其中成焦显微结构指数是指单种煤成焦后的样品经过处理后，在偏光显微镜下观察其同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、片状、破片、纤维状、惰性结构等微观结构，统计各微观结构在样品中的出现比例所得到的的百分比结果，即为各微观结构的成焦显微结构指数，各微观结构的成焦显微结构指数共同构成单种煤成焦显微结构指数，即单种煤成焦显微结构指数为100％，具体评价方法如下：

21)单种煤的粘结指数G值在15～30之间，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入预破碎机或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机。

22)单种煤湿煤条件下在筛孔粒径为20mm的筛上物的比例占15％以上，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入预破碎或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机。

23)不满足21)、22)条件的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌＜40％，且∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)≥40％，∑(纤维状+片状)≤20％，则其合理粒度H_n为Smm和3mm中的较大值，其中S等于(10-∑惰性结构/5％)，在实际生产中，为方便计，可将S按四舍五入得到整数值；但无需按其合理粒度H_n进行破碎，而是直接引入配煤盘。

24)不满足21)、22)的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌≥40％，则其合理粒度H_n为Tmm和10mm中的较小值，其中T等于(3+∑惰性结构/10％)，在实际生产中，为方便计，可将T按四舍五入得到整数值；但无需按其合理粒度H_n进行破碎，而是直接引入配煤盘。

25)不满足23)、24)步骤的单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入配煤盘。

3)确定配合煤的控制粒度。配合煤的控制粒度确定按以下条件分类进行：

31)如果采用的各单种煤至少一种需要根据23)或24)步骤评价其合理粒度时，根据配合煤中各需要评价的单种煤的加入比例Δ_n，结合步骤1)中相应单种煤湿煤条件下的筛分比例Φ_湿n,m，依次用步骤2)中评价得到的相应单种煤的合理粒度H_n作为筛分出该相应单种煤第M筛分粒级所使用的筛子的筛孔粒径，按如下公式计算该相应单种煤第1筛分粒级至第M筛分粒级的质量之和w：

如果仅有一种单种煤的w大于等于50％，则该单种煤的合理粒度即为配合煤的控制粒度U。如果多种单种煤的w均大于等于50％，则以Δ_n最大的单种煤的合理粒度为配合煤的控制粒度U。如果各单种煤的w均小于50％，则以w最大的单种煤的合理粒度为配合煤的控制粒度U。

32)如果采用的各单种煤均不需评价其合理粒度时，配合煤的控制粒度U取3mm。

4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度进行修正：对上述步骤3)确定的配合煤的控制粒度U进行显微结构分析修正，修正方法为：

按照步骤3)所确定的配合煤的控制粒度进行炼焦试验，分析所得焦炭显微结构，如果焦炭显微结构中∑粗粒镶嵌为35～65％，∑(细粒镶嵌+同性)与∑(纤维状+片状+破片)差值变化超过±10％，配合煤的控制粒度U相应变化±1mm。该步骤作为生产调节和初期确定使用，作为定期检验步骤即可。

本发明在单种煤的合理粒度H_n需要进行评价的情况下，可利用步骤3)中确定的配合煤合理粒度U对厂区的备煤工艺进行优化选择；具体方法为：取步骤2)中需要评价合理粒度单种煤中加入比例Δ_n为最大的H_n与配合煤的控制粒度U进行比较，如果U＞H_n+1，则备煤工艺无需进行优化；如果U≤H_n+1，则按以下步骤进行优化：

a1)该步骤仅考虑所使用筛子的筛孔粒径大于等于3mm的筛分粒级，按步骤1)中的各单种煤在各符合上述条件筛分粒级下的干煤筛分比例及各单种煤对应的Δ_n，将各单种煤在该给定筛分粒级下进行配合；以及按步骤1)中的各单种煤在给定筛分粒级下的湿煤筛分比例及各单种煤对应的Δ_n，将各单种煤在该给定筛分粒级下进行配合；分别计算出各符合上述条件筛分粒级下配合煤的干、湿煤筛分比例并进行差值分析，将配合煤的干、湿煤筛分比例差值最大的筛分粒级所使用筛子的筛孔粒径Y作为优化比较标准，并按如下条件进行优化：

a2)如果U≥Y，则厂区的备煤工艺配不配置筛分设备均可，在配制筛分设备的情况下，筛分的粒度也控制为U(即筛孔粒径等于U)；

a3)如果U＜Y，则厂区的备煤工艺配置预筛分设备和检查筛设备，预筛分的粒度控制为Y+1(即筛孔粒径等于Y+1)，检查筛的粒度控制为U(即筛孔粒径等于U)。

实施例1

某新建焦化厂，想配置预先破碎工艺，并实现粒度调整配煤，该焦化厂配合煤P需要4种单种煤进行配煤使用，单种煤命名分别为D₁，D₂，D₃，D₄。其配比为：Δ₁＝40％，Δ₂＝30％，Δ₃＝20％，Δ₄＝10％。

其G值与纤维结构如表1所示：

表1单种煤基本情况表

其中D₁煤经过检测，湿煤条件下粒径分布中＞20mm(即在筛孔粒径为20mm的筛上物)的比例为6.8％，显微结构中，∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)＝60％，∑(纤维状+片状)＝10％，∑惰性＝15％；根据步骤23)可得，其合理粒度为H₁＝(10-(15％÷5％)×1)mm＝7mm。

D₂煤经过检测，湿煤条件下粒径分布中＞20mm的比例为5.8％，显微结构中，∑(粗粒镶嵌)＝40％，∑(纤维状+片状)＝20％，∑惰性＝20％。根据步骤24)可得，其合理粒度为H₂＝(3+(20％÷10％)×1)mm＝5mm。

D₃煤经过检测，湿煤条件下粒径分布中＞20mm的比例为7.8％，显微结构中，∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)＝50％，∑(纤维状+片状)＝20％，∑惰性＝20％。根据步骤23)可得，其合理粒度H₃＝(10-(20％÷5％)×1)mm＝6mm。

D₄煤的粘结指数G值为18。根据步骤21)和本实施例工艺条件可得，物料无需评价，直接引入预破碎机。

上述四种煤的粒度分布情况如表2和表3所示，其中筛分粒径仅有上限的，则该上限为最小筛分粒级(即第1筛分粒级)所对应的筛孔粒径，表示筛孔粒径最小的筛下物；筛分粒径仅有下限的，则该下限为最大筛分粒级所对应的筛孔粒径，表示筛孔粒径最大的筛上物；筛分粒径既有下限又有上限的，则该筛分粒径表示筛孔粒径为下限的筛上物经筛孔粒径为上限的筛子晒后的筛下物：

表2湿煤筛分比例Φ_湿n,m

表3干煤筛分比例Φ_干n,m

确定配合煤的控制粒度U

按照表2的湿煤筛分数据和Δ_n的比例进行计算，筛孔粒径为5mm时，筛下物占比33.77％，筛孔粒径为6mm时，筛下物占比47.07％，筛孔粒径为7mm时，筛下物占比58.66％，因此配合煤的控制粒度U＝7mm。

根据U值优化选择备煤工艺

1)Δ₁＝40％的D₁煤的合理粒度H₁＝7mm，U＝7mm，满足U≤H_n+1条件。因此需对工艺条件进行优化选择。

2)对表2，表3中数据，结合Δn共同计算，并按照Φ_湿n,m-Φ_干n,m的比例获得配合煤的干、湿煤差异数据。如下表4所示：

表4配合煤条件下的干、湿煤差异

由表4可知，大于等于3mm以上中，差值最大的筛分粒径为7～6mm，即Y＝6mm。

由于U＝7mm＞Y＝6mm，因此配不配置筛分装置均可，即还是以图3作为备煤工艺。配置筛分装置时，其筛孔粒径应等于U＝7mm。

3)将上述配合煤P进行炼焦，并对成焦显微结构进行分析，结果如表5：

表5焦炭显微结构分析

其中∑(细粒镶嵌+同性)＝27％，∑(纤维状+片状+破片)＝20％。

∑(细粒镶嵌+同性)－∑(纤维状+片状+破片)＝27％-20％＝7％，不足10％，因此配合煤的合理粒度U不做修正调整，最终确定的配合煤的控制粒度U＝7mm。

根据焦化厂实际需求，最终优化选择的调整工艺的实施流程如图5。

实施例2

某新建焦化厂，想配置预先破碎工艺，并实现粒度调整配煤，该焦化厂配合煤P需要4种单种煤进行配煤使用，单种煤命名分别为D₁，D₂，D₃，D₄。其配比为：Δ₁＝35％，Δ₂＝25％，Δ₃＝25％，Δ₄＝15％。

其G值与纤维结构如表6所示：

表6单种煤基本情况表

其中D₁煤经过检测，湿煤条件下粒径分布中＞20mm的比例为10％，显微结构中，∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)＝50％，∑(纤维状+片状)＝10％，∑惰性＝18％；按照23)的判断步骤，其合理粒度为H₁＝(10-(18％÷5％)×1)mm＝6mm。

D₂煤经过检测，湿煤条件下粒径分布中＞20mm的比例为6.8％，显微结构中，∑(粗粒镶嵌)＝45％，∑(纤维状+片状)＝20％，∑惰性＝20％。按照24)的判断步骤，其合理粒度为H₂＝(3+(20％÷10％)×1)mm＝5mm。

D₃煤经过检测，湿煤条件下粒径分布中＞20mm的比例为8.3％，显微结构中，∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)＝45％，∑(纤维状+片状)＝20％，∑惰性＝20％。按照23)的判断步骤，其合理粒度H₃＝(10-(20％÷5％)×1)mm＝6mm。

D₄煤的粘结指数G值为18。按照步骤21)和本实施例工艺条件可得，物料直接引入预破碎机。

上述四种煤的粒度分布情况如表7、表8所示：

表7湿煤筛分比例Φ_湿n,m

表8干煤筛分比例Φ_干n,m

确定配合煤的控制粒度U

按照表7的湿煤筛分数据和Δ_n的比例进行计算，筛分粒径为5mm时，筛下物占比43.31％，筛分粒径为6mm时，筛下物占比52.52％，因此U＝6mm。

根据U值优化选择备煤工艺

1)Δ₁＝35％的D₁煤的合理粒度H₁＝6mm，U＝6mm，满足U≤H_n+1条件。因此需对工艺条件进行优化选择。

2)对表7，表8中数据，结合Δn共同计算，并按照Φ_湿n,m-Φ_干n,m的比例获得配合煤的干、湿煤差异数据。如下表9所示：

表9配合煤条件下的干、湿煤差异

由表9可知，大于等于3mm以上中，差值最大的筛分粒径的为20～10mm，即Y＝10mm

因为U＝6mm＜Y＝10mm，因此需设置预筛分机和检查筛，即调整后为图4所示的工艺。预筛分机的控制粒度为11mm，检查筛与破碎机的粒度为U＝6mm。

3)将上述配合煤P进行炼焦，并对成焦显微结构进行分析，分析结果见表10。

表10焦炭显微结构分析

其中∑细粒镶嵌+同性＝31％，∑纤维状+片状+破片＝20％。

∑(细粒镶嵌+同性)－∑(纤维状+片状+破片)＝31％-20％＝11％＞10％，因此配合煤的控制粒度+1mm，即修正后的U＝7mm。

根据焦化厂实际需求，最终选择的粒度调整工艺的实施流程如图6所示。

Claims (3)

1.一种炼焦煤的入炉粒度确定方法，其特征在于：该方法包括以下几个步骤：

1)单种煤的筛分：将拟配用的各单种煤分别进行干、湿煤条件下的筛分，分别记录各筛分粒级下的筛分比例Φ_干n,m、Φ_湿n,m；上述的Φ_干n,m为第n种单种煤干煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例，Φ_湿n,m为第n种单种煤湿煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例；其中，n＝1，2，3……N，N为配煤所需单种煤的总种数；m＝1，2，3……，第1筛分粒级为筛孔粒径最小的筛下物，第2筛分粒级则为筛孔粒径最小的筛上物经筛孔粒径第二小的筛子筛分后的筛下物，依次类推，最大的筛分粒级则为筛孔粒径最大的筛子筛分后的筛上物；筛分粒级至少包括筛孔粒径为3～10mm的4个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径大于等于10mm的筛子的筛下物和筛上物；

2)单种煤的合理粒度评价：单种煤的合理粒度评价采用分类评价，分类评价条件包括：单种煤G质、原煤粒度分布、单种煤成焦显微结构指数；其中成焦显微结构指数是指单种煤成焦后的样品经过处理后，在偏光显微镜下观察其同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、片状、破片、纤维状、惰性结构等微观结构，统计各微观结构在样品中的出现比例所得到的的百分比结果，即为各微观结构的成焦显微结构指数，各微观结构的成焦显微结构指数共同构成单种煤成焦显微结构指数，即单种煤成焦显微结构指数为100％，具体评价方法如下：

21)单种煤的粘结指数G值在15～30之间，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入预破碎机或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机；

22)单种煤湿煤条件下在筛孔粒径为20mm的筛上物的比例占15％以上，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入预破碎或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机；

23)不满足21)、22)条件的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌＜40％，且∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)≥40％，∑(纤维状+片状)≤20％，则其合理粒度H_n为Smm和3mm中的较大值，其中S等于10-∑惰性结构/5％；但无需按其合理粒度H_n进行破碎，而是直接引入配煤盘；

24)不满足21)、22)的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌≥40％，则其合理粒度H_n为Tmm和10mm中的较小值，其中T等于3+∑惰性结构/10％；但无需按其合理粒度H_n进行破碎，而是直接引入配煤盘；

25)不满足23)、24)步骤的单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度H_n，物料直接引入配煤盘；

3)确定配合煤的控制粒度。配合煤的控制粒度确定按以下条件分类进行：

31)如果采用的各单种煤至少一种需要根据23)或24)步骤评价其合理粒度时，根据配合煤中各需要评价的单种煤的加入比例Δ_n，结合步骤1)中相应单种煤湿煤条件下的筛分比例Φ_湿n,m，依次用步骤2)中评价得到的相应单种煤的合理粒度H_n作为筛分出该相应单种煤第M筛分粒级所使用的筛子的筛孔粒径，按如下公式计算该相应单种煤第1筛分粒级至第M筛分粒级的质量之和w：

如果仅有一种单种煤的w大于等于50％，则该单种煤的合理粒度即为配合煤的控制粒度U；如果多种单种煤的w大于等于50％，则以其中Δ_n最大的单种煤的合理粒度为配合煤的控制粒度U；如果各单种煤的w均小于50％，则以w最大的单种煤的合理粒度为配合煤的控制粒度U；

32)如果采用的各单种煤均不需评价其合理粒度时，配合煤的控制粒度U取3mm；

4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度U进行修正：对上述步骤3)确定的配合煤的控制粒度U进行显微结构分析修正，修正方法为：

按照步骤3)所确定的配合煤的控制粒度进行炼焦试验，分析所得焦炭显微结构，如果焦炭显微结构中∑粗粒镶嵌为35～65％，∑(细粒镶嵌+同性)与∑(纤维状+片状+破片)差值变化超过±10％，配合煤的控制粒度U相应变化±1mm。

2.根据权利要求1所述的入炉粒度确定方法，其特征在于：所述步骤1)中筛分粒级包括筛孔粒径为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm的8个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径为20mm的筛子的筛下物和筛上物。

3.权利要求1所述的入炉粒度确定方法在炼焦备煤工艺的应用，其特征在于：

在单种煤的合理粒度H_n需要进行评价的情况下，可利用步骤3)中确定的配合煤合理粒度U对厂区的备煤工艺进行优化选择；具体方法为：取步骤2)中需要评价合理粒度单种煤中加入比例Δ_n为最大的H_n与配合煤的控制粒度U进行比较，如果U＞H_n+1，则备煤工艺无需进行优化；如果U≤H_n+1，则按以下步骤进行优化：

a1)该步骤仅考虑所使用筛子的筛孔粒径大于等于3mm的筛分粒级，按步骤1)中的各单种煤在各符合上述条件筛分粒级下的干煤筛分比例及各单种煤对应的Δ_n，将各单种煤在该给定筛分粒级下进行配合；以及按步骤1)中的各单种煤在给定筛分粒级下的湿煤筛分比例及各单种煤对应的Δ_n，将各单种煤在该给定筛分粒级下进行配合；分别计算出各符合上述条件筛分粒级下配合煤的干、湿煤筛分比例并进行差值分析，将配合煤的干、湿煤筛分比例差值最大的筛分粒级所使用筛子的筛孔粒径Y作为优化比较标准；

a2)如果U≥Y，则厂区的备煤工艺配不配置筛分设备均可，在配制筛分设备的情况下，筛分的粒度也控制为U；

a3)如果U＜Y，则厂区的备煤工艺配置预筛分设备和检查筛设备，预筛分的粒度控制为Y+1，检查筛的粒度控制为U。