CN110746997B

CN110746997B - 炼制冶金焦的方法

Info

Publication number: CN110746997B
Application number: CN201911039663.3A
Authority: CN
Inventors: 鲍俊芳; 薛改凤; 盛军波; 詹立志; 王元生; 李永波; 刘睿; 陈鹏; 张雪红; 陈细涛
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: CN110746997A

Abstract

本发明公开了一种炼制冶金焦的方法，将非炼焦煤在炉内500～600℃条件下进行干馏‑向保温混合窑内加入预先破碎至粒度小于1mm的高变质烟煤或无烟煤与煤焦油进行混合，混合后的混合物辊压成型得到混合片‑将混合片用于配煤炼焦，按如下重量百分比称重原材料：混合片5～40％、焦煤15～60％、肥煤0～30％、1/3焦煤0～30％、气煤0～30％及瘦煤0～20％。将储量丰富价格低廉的非炼焦煤资源用于优质冶金焦的生产，提高了低温煤焦油沥青和焦油渣与炼焦煤直接混合炼焦带来的焦炭产率。

Description

炼制冶金焦的方法

技术领域

本发明属于炼焦技术领域，具体涉及一种炼制冶金焦的方法。

背景技术

高炉炼铁需要消耗大量优质冶金焦，要生产优质冶金焦传统炼焦配煤方法需要消耗大量优质炼焦煤资源(包括焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、瘦煤、气煤)，但优质炼焦煤资源价格昂贵且日益缺乏，尤其是低灰低硫的强黏结性炼焦煤资源日渐枯竭。

褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等非炼焦煤资源储量丰富，这些煤由于没有黏结性或黏结性差不适于炼焦，长焰煤、不粘煤、弱粘煤用于喷吹煤或动力煤，褐煤一般经干燥提质后用于煤气化，用作合成燃料或化工产品。如何将这些储量丰富价格低廉的非炼焦煤资源用于优质冶金焦的生产极具意义，不仅利于社会煤炭资源的高效利用，对企业也会产生巨大的经济效益。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种采用非炼焦煤炼制冶金焦的方法。

为实现上述目的，本发明所设计的炼制冶金焦的方法，所述方法如下：

1)将非炼焦煤在竖炉内500～600℃条件下进行干馏，干馏得到的固态半焦经炉底排出用作燃料，干馏得到的气态产物从炉顶排出经冷凝、分离得到煤气和煤焦油，煤气用作合成化工原料，且煤焦油进入保温混合窑，保温混合窑为卧式可回转窑，且卧式可回转窑为夹层；

2)向保温混合窑内加入预先破碎至粒度小于1mm的高变质烟煤或无烟煤与煤焦油进行混合，同时向保温混合窑的外层通过蒸汽保温，混合后的混合物在压力9000～12000kg/cm下辊压成型得到混合片，且混合片厚度为0.3±0.05mm，密度≥1.2g/cm³，最大基氏流动度≥1000ddpm，固—软区间温度≥120℃；

压成型的压力：线压力9000～12000kg/cm，属于高压成型，目的是得到的混合片堆密度≥1.20g/cm3，保证在高压作用下煤焦油与贫瘦煤煤粒之间(或贫煤煤粒之间，或无烟煤煤粒之间)或煤焦油与贫瘦煤、贫煤与无烟煤任意两种或三种煤粒之间均能紧密结合在一起，改善贫瘦煤、贫煤及无烟煤的高温塑性，以利于参加炼焦。

3)将混合片用于配煤炼焦，按如下重量百分比称重原材料：

混合片5～40％、焦煤15～60％、肥煤0～30％、1/3焦煤0～30％、气煤0～30％及瘦煤0～20％；

将原材料装入焦炉中炼焦，炼得的焦炭M40≥87％、M10≤6.2％，CRI在21～25％之间，CSR≥66％，满足大中型高炉用焦炭需求。

进一步地，所述步骤1)中，非炼焦煤为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤。

进一步地，所述步骤2)中，煤焦油与高变质烟煤的重量份数比为1:5～1:8。

进一步地，所述步骤2)中，煤焦油与无烟煤的重量份数比为1:4～1:6。

此外，压力的选择与贫瘦煤、贫煤及无烟煤的粒度有关，当高变质烟煤或无烟煤粒度小于0.3mm时，压力为9000kg/cm，当高变质烟煤或无烟煤粒度0.5～1mm时，压力为12000kg/cm。

进一步地，所述步骤2)中，所述高变质烟煤为贫瘦煤或贫煤。

进一步地，所述步骤2)中，所述蒸汽的压强为0.2～0.3MPa。

本发明0.2～0.3MPa蒸汽为低压蒸汽，属于最低品质的蒸汽，其温度约为120～140℃，该蒸汽提供的热量足够煤焦油保持较好的流动状态，使煤焦油与贫瘦煤或贫煤或无烟煤能够混合均匀。没有更低压力的蒸汽了，如果选择大于0.3MPa的蒸汽，会增加成本，造成浪费。如果不用蒸汽进行保温，会影响煤焦油与贫瘦煤或贫煤或无烟煤的混均效果。

进一步地，所述焦煤成焦光学组织结构为：粗粒镶嵌组分占比≥45～75％；

肥煤成焦光学组织结构为：最大基氏流动度≥2000ddpm，固—软区间温度≥100℃，粗粒镶嵌组分占比≥30％，粒状镶嵌组分占比≥70～80％；

1/3焦煤成焦光学组织结构为：粗粒镶嵌组分占比≥20％，粒状镶嵌组分占比≥60～80％；

气煤成焦光学组织结构为：粒状镶嵌组分占比≥30％。

瘦煤成焦光学组织结构为：粗粒镶嵌组分占比≥30％；

且焦煤、肥煤、1/3焦煤、气煤和瘦煤的混合煤：最大基氏流动度≥70ddpm，固—软区间温度≥75℃，粗粒镶嵌组分占比≥30％，粒状镶嵌组分占比≥60％。

煤焦油与高变质烟煤的重量份数比为1:5～1:8，煤焦油与无烟煤的重量份数比为1:4～1:6。上述比例的确定与褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等非炼焦煤的种类及贫瘦煤、贫煤的变质程度和煤岩组分相关，目的是保证混合片最大基氏流动度≥1000ddpm，固—软区间温度≥120℃，当混合片参与炼焦时有足够多的活性物质及足够长的时间与周围的煤粒充分融合结焦，从而保证焦炭强度。

即：所述非炼焦煤为褐煤时，高变质烟煤为贫瘦煤且平均最大镜质组反射率为1.75、镜质组含量为60％，则煤焦油与贫瘦煤的重量份数比为1:8；

所述非炼焦煤为不粘煤时，则煤焦油与无烟煤的重量份数比为1:4；

所述非炼焦煤为长焰煤时，高变质烟煤为贫煤且平均最大镜质组反射率为1.9、镜质组含量为40％，则煤焦油与贫煤的重量份数比为1:6。

焦煤、肥煤、1/3焦煤、气煤、瘦煤具有黏结性，即粉状煤在隔绝空气干馏时能“软化”、“熔融”，成为塑性状态然后固化成焦炭，这些黏结性煤合称为炼焦煤。褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等没有黏结性或黏结性差，若直接参与炼焦，这些非炼焦煤的煤颗粒不能与其他煤粒黏结成焦，对焦炭造成结构缺陷劣化焦炭质量。

非炼焦煤要炼焦，需要提取其中的活性组分(具有黏结性)，通过干馏得到的煤焦油即为非炼焦煤中的活性组分，但是煤焦油粘度很大，直接往炼焦煤里添加得不到分散，不能充分利用煤焦油的黏结性。采用本发明，将煤焦油与高变质烟煤(黏结性差)及无烟煤(没有黏结性)混合后高压成型，即可使煤焦油很好地分散在高变质烟煤(黏结性差)及无烟煤(没有黏结性)中并紧密结合，可极大限度地利用煤焦油的黏结性。同时由于高变质烟煤及无烟煤与煤焦油混合高压成型，高变质烟煤及无烟煤的纤维、片状、惰性等对焦炭造成结构缺陷的组织在煤焦油活性组分的作用下界面裂隙得到改善，从而实现高变质烟煤及无烟煤的改质利用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明炼制冶金焦的方法将储量丰富价格低廉的非炼焦煤资源用于优质冶金焦的生产，提高了低温煤焦油沥青和焦油渣与炼焦煤直接混合炼焦带来的焦炭产率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

下述所有实施例中保温混合窑为卧式可回转窑，且卧式可回转窑为夹层。

实施例1

非炼焦煤为褐煤，高变质烟煤为贫瘦煤且平均最大镜质组反射率为1.75、镜质组含量为60％，则煤焦油与贫瘦煤的重量份数比为1:8；

1)将褐煤竖炉内500℃条件下进行干馏，干馏得到的固态半焦经炉底排出用作燃料，干馏得到的气态产物从炉顶排出经冷凝、分离得到煤气和煤焦油，煤焦油进入保温混合窑；

2)向保温混合窑内加入预先破碎至粒度小于0.3mm的贫瘦煤与煤焦油进行混合，同时向保温混合窑的外层通过0.2MPa蒸汽保温，混合后的混合物在压力9000kg/cm下辊压成型得到混合片，且混合片厚度为0.3±0.05mm，密度≥1.2g/cm³，最大基氏流动度≥1000ddpm，固—软区间温度≥120℃；

3)将混合片用于配煤炼焦

配比1：按重量百分比称取混合片5％、焦煤30％、肥煤30％、1/3焦煤10％、气煤5％、瘦煤20％，并装入6米顶装焦炉炼焦，焦炭M40为87.5％、M10为6.2％，CRI为21.3％，CSR为67.1％，满足大中型高炉用焦炭需求。

配比2：按重量百分比称取混合片25％、焦煤35％、肥煤10％、1/3焦煤5％、气煤20％、瘦煤5％，并装入7米顶装焦炉炼焦，焦炭M40为88.1％、M10为6.0％，CRI为24.2％之间，CSR为66.5％，满足大中型高炉用焦炭需求。

配比3：按重量百分比称取混合片40％、焦煤25％、肥煤5％、1/3焦煤0％、气煤30％、瘦煤0％，并装入6米顶装焦炉炼焦，焦炭M40为87.2％、M10为6.1％，CRI为24.9％之间，CSR为67.8％，满足大中型高炉用焦炭需求。

实施例2

非炼焦煤为不粘煤时，则煤焦油与无烟煤的重量份数比为1:4；

1)将不粘煤竖炉内600℃条件下进行干馏，干馏得到的固态半焦经炉底排出用作燃料，干馏得到的气态产物从炉顶排出经冷凝、分离得到煤气和煤焦油，煤焦油进入保温混合窑；

2)向保温混合窑内加入预先破碎至粒度小于0.8mm的无烟煤与煤焦油进行混合，同时向保温混合窑的外层通过0.3MPa蒸汽保温，混合后的混合物在压力12000kg/cm下辊压成型得到混合片，且混合片厚度为0.3±0.05mm，密度≥1.2g/cm³，最大基氏流动度≥1000ddpm，固—软区间温度≥120℃；

3)将混合片用于配煤炼焦

配比1：按重量百分比称取混合片10％、焦煤30％、肥煤20％、1/3焦煤20％、气煤5％、瘦煤15％，并装入6米顶装焦炉炼焦，焦炭M40为87.7％、M10为6.1％，CRI为21.7％，CSR为68.0％，满足大中型高炉用焦炭需求。

配比2：按重量百分比称取混合片25％、焦煤35％、肥煤10％、1/3焦煤10％、气煤15％、瘦煤5％，并装入7米顶装焦炉炼焦，焦炭M40为87.8％、M10为6.0％，CRI为23.9％之间，CSR为67.5％，满足大中型高炉用焦炭需求。

本发明炼焦方法预计可提高焦炭产量5％、降低焦炭灰分0.50％，年增产焦炭27.5万吨，即减少外购焦采购27.5万吨/年，自产焦与外购焦价差100元/吨以上；降低焦炭灰分0.25％，吨铁焦比下降0.5％，对于铁产量1500万吨/年的钢铁厂，具有巨大的经济效益。

对比例1

非炼焦煤为褐煤，贫瘦煤平均最大镜质组反射率为1.75，镜质组含量为60％，煤焦油和贫瘦煤的混合比例为1:10，则混合片最大基氏流动度小于1000ddpm，固—软区间温度小于120℃。

配比1：按重量百分比称取混合片40％、焦煤25％、肥煤5％、1/3焦煤0％、气煤30％、瘦煤0％，并装入6米顶装焦炉炼焦，则焦炭M40为86.5％、M10为6.8％，CSR为65.0％，不能满足大中型高炉用焦炭需求。

非炼焦煤为褐煤，贫瘦煤平均最大镜质组反射率为1.75，镜质组含量为60％，煤焦油和贫瘦煤的混合比例为1:8。

配比2：按重量百分比称取混合片45％、焦煤20％、肥煤5％、1/3焦煤0％、气煤30％、瘦煤0％，并装入6米顶装焦炉炼焦，则焦炭M40为86.2％、M10为6.9％，CSR为64.5％，不能满足大中型高炉用焦炭需求。

Claims

1.一种炼制冶金焦的方法，其特征在于：所述方法如下：

1)将非炼焦煤在炉内500～600℃条件下进行干馏，干馏得到的固态半焦经炉底排出用作燃料，干馏得到的气态产物从炉顶排出经冷凝、分离得到煤气和煤焦油，且煤焦油进入保温混合窑；

2)向保温混合窑内加入预先破碎至粒度小于1mm的高变质烟煤或无烟煤与煤焦油进行混合，同时向保温混合窑的外层通过蒸汽保温，混合后的混合物在压力9000～12000kg/cm下辊压成型得到混合片，且混合片厚度为0.3±0.05mm，密度≥1.2g/cm³，最大基氏流动度≥1000ddpm，固—软区间温度≥120℃；所述蒸汽的压强为0.2～0.3MPa；当高变质烟煤或无烟煤粒度小于0.3mm时，压力为9000kg/cm，当高变质烟煤或无烟煤粒度0.5～1mm时，压力为12000kg/cm；

3)将混合片用于配煤炼焦，按如下重量百分比称重原材料：

将原材料装入焦炉中炼焦，炼得的焦炭M40≥87％、M10≤6.2％，CRI在21～25％之间，CSR≥66％；

其中，所述焦煤成焦光学组织结构为：粗粒镶嵌组分占比≥45～75％；

气煤成焦光学组织结构为：粒状镶嵌组分占比≥30％；

瘦煤成焦光学组织结构为：粗粒镶嵌组分占比≥30％；

2.根据权利要求1所述炼制冶金焦的方法，其特征在于：所述步骤1)中，非炼焦煤为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤。

3.根据权利要求1所述炼制冶金焦的方法，其特征在于：所述步骤2)中，煤焦油与高变质烟煤的重量份数比为1:5～1:8，煤焦油与无烟煤的重量份数比为1:4～1:6。

4.根据权利要求1所述炼制冶金焦的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述高变质烟煤为贫瘦煤或贫煤。

5.根据权利要求1所述炼制冶金焦的方法，其特征在于：所述非炼焦煤为褐煤时，高变质烟煤为贫瘦煤且平均最大镜质组反射率为1.75、镜质组含量为60％，则煤焦油与贫瘦煤的重量份数比为1:8。

6.根据权利要求1所述炼制冶金焦的方法，其特征在于：所述非炼焦煤为不粘煤时，则煤焦油与无烟煤的重量份数比为1:4。

7.根据权利要求1所述炼制冶金焦的方法，其特征在于：所述非炼焦煤为长焰煤时，高变质烟煤为贫煤且平均最大镜质组反射率为1.9、镜质组含量为40％，则煤焦油与贫煤的重量份数比为1:6。