CN110591748A - 用于控制改善焦炭粒度的配煤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，属于高炉炼焦技术领域。它包括如下质量百分比的各煤种：高挥发煤:≥30～35％、1/3焦煤2#:≤20％、焦煤1#:≥20％、焦煤2#:≤30％、瘦煤:10～18％。其中，高挥发煤包括气煤、肥煤及1/3焦煤1#，各煤种配制的配合煤挥发分Vdaf_配合煤＜28％，配合煤细度为70～80％，黏结指数G_配合煤为80～83。该配煤方法在实现高挥发分炼焦煤用量达30％以上的基础上，可实现有效控制焦炭粒度，其中，焦炭粒度平均粒度为50～55mm，且粒级在40～80mm≥65％，粒级≤25mm低于5％，满足3000m³以上大型高炉生产需求。

Description

用于控制改善焦炭粒度的配煤方法

技术领域

本发明涉及一种配煤方法，属于高炉炼焦技术领域，具体地涉及一种用于控制改善焦炭粒度的配煤方法。

背景技术

焦炭在高炉中主要起发热、还原、以及料柱骨架支撑的作用。从当前生产实际操作来看，焦炭作为料柱骨架的作用尤为重要，它决定着高炉的透气性能。为了给高炉提供一个良好的透气性，最重要的是焦炭的粒度要均匀，保证物料层的空隙，减小上升气流的压力降，最后实现高炉的稳定性。经专家研究表明，无论是提高冶炼强度，还是增加煤比，其限制性因素都是高炉下部料柱的透气性和透液性，防止发生局部阻塞现象的最有效措施是增大高炉下部的焦炭粒度和料层孔隙度，通常焦炭从高炉炉顶装入时的平均粒度大约50mm。因此，合理控制焦炭的粒度格外重要。

影响焦炭粒度的因素很多，焦化企业通常对焦炭进行筛焦整粒，达到粒度要求，除了机械手段以外。很多钢厂及独立焦化企业也进行了提高焦炭粒度研究，通常认为提高焦煤或瘦煤的配用比例，控制高挥发分煤配用比例，从而提高焦炭块度，然而，由于高挥发分煤在自然界中分布交广，通过限制高挥发分煤配用的措施严重的与当前资源现状相悖。另外，也有报道通过调节焦炭的裂纹，控制焦炭粒度。然而焦炭裂纹通常碎裂不规则，分析难度大，而且重复性不好。

虽然高挥发分煤配用高时，带来焦炭收缩裂纹多，块度不利的后果；但如何在保证高挥发分煤配用比例相对较高的情况下，通过合理控制其它配煤及指标以改善焦炭粒度是国内焦化企业面临的重大难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，该配煤方法在实现高挥发分炼焦煤用量达30％以上的基础上，可实现有效控制焦炭粒度，其中，焦炭粒度平均粒度为50～55mm，且粒级在40～80mm≥65％，粒级≤25mm低于5％，满足3000m³以上大型高炉生产需求。

为实现上述目的，本发明公开了一种用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：它包括如下质量百分比的各煤种：

高挥发煤:30～35％、1/3焦煤2#:≤20％、焦煤1#:≥20％、焦煤2#:≤30％、瘦煤:10～18％；其中，1/3焦煤2#与焦煤2#的含量均不为零。

所述高挥发煤包括气煤、肥煤及1/3焦煤1#；

且各煤种配制的配合煤挥发分Vdaf_配合煤＜28％，配合煤细度为70～80％，黏结指数G_配合煤为80～83。

进一步地，所述气煤的配用量为P_气煤，所述肥煤的配用量为P_肥煤，所述1/3焦煤1#的配用量为P_1/3焦煤1#；所述P_肥煤与流动度lgMF_肥煤满足如下数学关系式；

0.65≤P_肥煤×lgMF_肥煤≤1；

所述P_1/3焦煤1#与流动度lgMF_1/3焦煤1#满足如下数学关系式；

0.5≤P_1/3焦煤1#×lgMF_1/3焦煤1#≤1；

而气煤的配入量与其流动度没有限定关系，故不作限定要求。

其中，所述lgMF_肥煤≥4.3；

所述lgMF_1/3焦煤1#≥3.0。

对于P_气煤，P_肥煤，P_1/3焦煤1#需满足上述数学公式。

进一步地，所述高挥发煤的收缩度X_高挥发煤≤15mm；且所述X_高挥发煤满足如下数学关系式：

X_高挥发煤＝X_气煤×P_气煤+X_肥煤×P_肥煤+X_1/3焦煤1#×P_1/3焦煤1#；

其中，所述X_气煤≥35mm；

所述X_肥煤≥35mm；

所述X_1/3焦煤1#≥35mm；通过对高挥发煤中各煤种的收缩度进行控制，有限合理控制高挥发分配用量在相对较高的条件下，并保证最终炼焦所得焦炭的收缩裂纹多，焦炭偏小。

进一步地，所述气煤的挥发分Vdaf_气煤≥37％；所述肥煤的挥发分Vdaf_肥煤≥35％，流动度lgMF_肥煤≥4.3，膨胀度b_肥煤≥120％；所述1/3焦煤1#的挥发分Vdaf_1/3焦煤1#≥35％，黏结指数G_1/3焦煤1#≥85，流动度lgMF_1/3焦煤1#≥3.0。

进一步地，所述1/3焦煤2#的挥发分Vdaf_1/3焦煤2#≤32％，黏结指数G_1/3焦煤2#≥85，流动度lgMF_1/3焦煤2#≥3.0。

进一步地，所述焦煤1#的黏结指数G_焦煤1#≥84，单种煤成焦粗粒镶嵌指数≥60％。

进一步地，所述焦煤2#的黏结指数80≤G_焦煤2#＜84，50％≤单种煤成焦粗粒镶嵌指数＜60％。

进一步地，所述瘦煤的黏结指数G_瘦煤≥20。

进一步地，各煤种的含量还满足，(焦煤1#+焦煤2#):30～50％；(气煤+瘦煤)≤22％。

炼煤现场的工作人员公知的，高挥发分煤配用比例较高时，容易使配煤收缩度增加，焦炭会产生更大的收缩裂纹，降低焦炭粒度，也就是高挥发分煤配用高，焦炭粒度偏小，块状不利。而实际炼焦时对焦炭粒度都是有规定需求的，如，对于在无型煤、无煤调湿条件下，在7.63米顶装焦炉炼焦，焦炭粒级在40～80mm的含量≥65％，粒级25mm以下的含量低于5％，还要保证焦炭的力学强度和热力学强度，本发明选择对各煤种质量有明确要求；如对配合煤的胶质体性质也有要求，即肥煤、1/3焦煤的流动度；对高挥发分煤的加权收缩度也有要求；各方面因素综合起来，缺一不可。采用所述配煤方法得到的配合煤挥发分Vdaf_配合煤＜28％，配合煤细度为70％～80％，黏结指数G_配合煤为80～83。该配煤指标满足正常炼焦需求。

进一步地，所述配煤方法适宜7.63米顶装焦炉炼焦，得到干熄焦炭平均粒度为50～55mm。

本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：

(1)本发明设计的炼焦煤适合7.63米特大型焦炉炼焦，而且Vdaf≥35％的炼焦煤用量达到30％以上，与我国炼焦煤资源现状相符。

(2)本发明设计了高比例配用高挥发分炼焦煤调节焦炭粒度的方法，其中，在无型煤、无煤调湿条件下，在7.63米顶装焦炉炼焦，干熄焦炭平均粒度50～55mm，且粒级在40～80mm≥65％，粒级25mm以下低于5％，焦炭CSR＞68％，M40＞88％，满足3000m³以上大型高炉生产需求。

具体实施方式

本发明公开了一种用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，该配煤方法包括如下质量百分比含量的配合煤：

高挥发煤:30％～35％、1/3焦煤2#:≤20％、焦煤1#:≥20％、焦煤2#:≤30％、瘦煤:10％～18％。且还满足，(焦煤1#+焦煤2#):30～50％；(气煤+瘦煤)≤22％。

所述高挥发煤包括气煤、肥煤及1/3焦煤1#，各煤种配制的配合煤挥发分Vdaf_配合煤＜28％，配合煤细度为70～80％，黏结指数G_配合煤为80～83。

其中，对于各配入煤种的技术指标要求如下：

所述气煤的挥发分Vdaf_气煤≥37％；所述肥煤的挥发分Vdaf_肥煤≥35％，流动度lgMF_肥煤≥4.3，膨胀度b_肥煤≥120％；所述1/3焦煤1#的挥发分Vdaf_1/3焦煤1#≥35％，黏结指数G_1/3焦煤1#≥85，流动度lgMF_1/3焦煤1#≥3.0。

同时，所述气煤的配用量为P_气煤，所述肥煤的配用量为P_肥煤，所述1/3焦煤1#的配用量为P_1/3焦煤1#；所述P_肥煤与流动度lgMF_肥煤满足如下数学关系式；

0.65≤P_肥煤×lgMF_肥煤≤1；

所述P_1/3焦煤1#与流动度lgMF_1/3焦煤1#满足如下数学关系式；

0.5≤P_1/3焦煤1#×lgMF_1/3焦煤1#≤1；

其中，所述lgMF_肥煤≥4.3；

所述lgMF_1/3焦煤1#≥3.0。

高挥发煤的收缩度X_高挥发煤≤15；且所述X_高挥发煤满足如下数学关系式：

X_高挥发煤＝X_气煤×P_气煤+X_肥煤×P_肥煤+X_1/3焦煤1#×P_1/3焦煤1#；

所述X_气煤≥35mm；

所述X_肥煤≥35mm；

所述X_1/3焦煤1#≥35mm；

所述1/3焦煤2#的挥发分Vdaf_1/3焦煤2#≤32％，黏结指数G_1/3焦煤2#≥85，流动度lgMF_1/3焦煤2#≥3.0。

所述焦煤1#的黏结指数G_焦煤1#≥84，单种煤成焦粗粒镶嵌指数≥60％。

所述焦煤2#的黏结指数80≤G_焦煤2#＜84，50％≤单种煤成焦粗粒镶嵌指数＜60％。

所述瘦煤的黏结指数G_瘦煤≥20。

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。

实施例1

本实施例公开了本申请配合煤采用的各煤种性能指标及成焦显微结构，分别如表1、表2所示；

表1各煤种性能指标

表2各煤种成焦显微结构

实施例2

本实施例公开了5种配煤方案，且每种配煤方案中各配合煤比例如表3所示；

表3各方案的配煤比例

结合表1、表2及表3可知，各方案的具体指标控制如表4

表4各控制指标列表

实施例3

将上述各方案所得配合煤置于7.63米特大型顶装焦炉炼焦，控制炼焦条件为无型煤、无煤调湿，顶装炼焦，工艺条件下，如机侧温度控制1280℃，焦侧温度1330℃，结焦时间控制27小时。得到最终干熄焦炭粒度如表5，焦炭其它性能指标如表6；

表5各方案的焦炭粒度分布

表6各方案的焦炭质量

方案	M40/％	M10/％	CRI/％	CSR/％
					1	88.8	5.9	22.2	68.9
2	87.2	6.4	22.3	67.8
					3	87.7	6.3	21.2	68.0
4	87.0	6.5	23.8	67.0
					5	87.5	6.3	22.2	66.5

由上述各列表可知：

方案1：各煤种质量以及控制指标达到控制要求，焦炭平均粒度54.8mm，在粒度40～80mm重量分布占72％，粒度＜25mm重量分布占4％。焦炭的冷热强度指标也较优。

方案2：高挥发分煤加权收缩偏高，焦炭平均粒度49.0mm，在粒度40～80mm重量分布仅占59％，粒度＜25mm重量分布占7％。高收缩煤偏高，焦炭耐磨强度M10劣化明显，焦炭的抗碎强度M40和热反应后强度CSR也略有劣化。

方案3：高挥发分肥煤配用低，加权流动度不够，焦炭在40～80mm分布下降，＜25mm分布上升，焦炭的抗碎强度M40和耐磨强度M10劣化明显。

方案4：高挥发分煤加权收缩高，挥发分高，气煤和瘦煤总量高，焦炭平均粒度较低，粒度在＜25mm分布高于5％，焦炭耐磨强度M10劣化明显。

方案5：焦1#用量较低，粒度在＜25mm分布高于5％，焦炭的热反应后强度劣化明显。

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 (10)

1.一种用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：它包括如下质量百分比的各煤种：

高挥发煤:30～35％、1/3焦煤2#:≤20％、焦煤1#:≥20％、焦煤2#:≤30％、瘦煤:10～18％。

所述高挥发煤包括气煤、肥煤及1/3焦煤1#；

上述各煤种配制的配合煤挥发分Vdaf_配合煤＜28％，配合煤细度为70～80％，黏结指数G_配合煤为80～83。

2.根据权利要求1所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：所述气煤的配用量为P_气煤，所述肥煤的配用量为P_肥煤，所述1/3焦煤1#的配用量为P_1/3焦煤1#；所述P_肥煤与其流动度lgMF_肥煤满足如下数学关系式；

0.65≤P_肥煤×lgMF_肥煤≤1；

所述P_1/3焦煤1#与其流动度lgMF_1/3焦煤1#满足如下数学关系式；

0.5≤P_1/3焦煤1#×lgMF_1/3焦煤1#≤1；

所述P_气煤与其流动度没有关系；其中，所述lgMF_肥煤≥4.3；

所述lgMF_1/3焦煤1#≥3.0。

3.根据权利要求2所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：所述高挥发煤的收缩度X_高挥发煤≤15mm；且所述X_高挥发煤满足如下数学关系式：

X_高挥发煤＝X_气煤×P_气煤+X_肥煤×P_肥煤+X_1/3焦煤1#×P_1/3焦煤1#；

其中，所述X_气煤≥35mm；

所述X_肥煤≥35mm；

所述X_1/3焦煤1#≥35mm。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：所述气煤的挥发分Vdaf_气煤≥37％；所述肥煤的挥发分Vdaf_肥煤≥35％，流动度lgMF_肥煤≥4.3，膨胀度b_肥煤≥120％；所述1/3焦煤1#的挥发分Vdaf_1/3焦煤1#≥35％，黏结指数G_1/3焦煤1#≥85，流动度lgMF_1/3焦煤1#≥3.0。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：所述1/3焦煤2#的挥发分Vdaf_1/3焦煤2#≤32％，黏结指数G_1/3焦煤2#≥85，流动度lgMF_1/3焦煤2#≥3.0。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：所述焦煤1#的黏结指数G_焦煤1#≥84，单种煤成焦粗粒镶嵌指数≥60％。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：所述焦煤2#的黏结指数80≤G_焦煤2#＜84，50％≤单种煤成焦粗粒镶嵌指数＜60％。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：所述瘦煤的黏结指数G_瘦煤≥20。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：各煤种的含量还满足，(焦煤1#+焦煤2#):30～50％；(气煤+瘦煤)≤22％。

10.根据权利要求1～3中任意一项所述用于控制改善焦炭粒度的配煤方法，其特征在于：所述配煤方法适宜7.63米顶装焦炉炼焦，得到干熄焦炭平均粒度为50～55mm。