CN110776942B - 一种利用不粘煤生产冶金焦的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用不粘煤生产优质冶金焦的方法，其将不粘煤和炼焦煤加水混合均匀，粉碎为90％‑92％的细度的配合煤，然后将所述配合煤捣固至堆积密度为1.0‑1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦。根据本发明的方法通过优化配煤结构，精确控制配合煤细度、挥发份、镜质组含量、灰分和硫份等指标，结合捣固、细粉碎工艺将不粘煤应用到配煤炼焦中，生产出优质焦炭的同时大幅降低焦炭成本。
Description
技术领域
本发明属于炼焦配煤领域，具体涉及一种利用不粘煤生产优质冶金焦的方法。
背景技术
烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90％以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。
在我国1万多亿的煤质储量中非炼焦用煤占到70％以上，这其中以不粘煤最多，占全国总资源量的16％。其干燥无灰基挥发分Vdaf/％>20～37，粘结指数G≤5。不粘煤加一般不结焦，为非炼焦煤，一般用作动力煤或民用燃料。典型煤种有陕西的神木煤。
不粘煤是在成煤初期受到相当程度氧化作用的较低变质程度的烟煤，具有低灰、低硫等特点，可以改善焦炭某些方面的指标，但加热时基本不产生胶质体，没有粘结性，直接配入后对焦炭质量影响较大。因此，目前我国使用不粘煤进行配煤炼焦的企业较少，一般仅限于弱粘煤或1/2中粘煤(20<Vdaf/％<37、10<G<30)，这类弱粘煤的性质具有部分气煤的特征，在使用量不大的情况下，对焦炭质量影响可控，但是对于不粘煤的配入则是少之又少，其性质有待进一步研究之后才可以大批量配入炼焦。但从目前煤炭资源利用情况来看，尤其是炼焦煤的大量消耗和涨价，为了减缓优质炼焦资源消耗和增加企业效益，低煤化度不粘煤参与配煤炼焦势在必行。若能够将不粘煤参与到炼焦配煤中则能够极大地缓解目前我国炼焦煤资源紧张的局面，同时也能够降低焦炭的生产成本。
目前，关于配用不粘煤的研究不多，实际应用且能生产出优质冶金的就更少。如专利CN106281387中所述，将低阶煤与炼焦煤和炼焦辅料配煤，采用捣固和顶装两种方式，虽然低阶煤配用比例达到35％-80％，但主要生产气化焦、化工焦和民用焦，焦炭强度较低，M25仅能达到65％-90％，M10为8％-20％，且未提及焦炭热态强度、硫份和灰分指标，达不到冶金焦指标要求。
发明内容
[技术问题]
本发明的目的是开发一种利用不粘煤进行配煤炼焦生产优质冶金焦的方法，其中选用合适种类、比例的煤种，通过精准控制配合煤关键指标，采用将煤细粉碎和捣固的工艺，生产出达到国标一级焦标准的、配煤成本较低的焦炭。
[技术方案]
为了实现以上目的，本发明提供了一种利用不粘煤生产优质冶金焦的方法，其将不粘煤和炼焦煤粉碎，然后捣固至堆积密度为1.0-1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦。
具体地，根据本发明的一个实施方式，所述利用不粘煤生产冶金焦的方法包括：
将不粘煤和炼焦煤加水混合均匀得到配合煤，将所述配合煤粉碎为90％-92％的细度(小于3mm煤所占的总煤的质量分数)，然后将所述配合煤捣固至堆积密度为1.0-1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦。
其中，所述炼焦煤属于一种烟煤，包括气煤、1/3焦煤、焦煤、肥煤、瘦煤、贫瘦煤等。具体地，所述炼焦煤包括5重量份的气煤、22-25重量份的1/3焦煤、35-37重量份的焦煤、8重量份的高硫肥煤、10-12重量份的中低硫肥煤、6-8重量份的瘦煤以及4-6重量份的贫瘦煤。
其中，所述配合煤的水分Mt为10-12质量％，所述水的添加量根据所述配合煤的水分Mt(10-12质量％)而定。此外，所述配合煤硫份St≤0.75％，灰分Ad≤9.5％，挥发分Vdaf≤29％，G值≥65，镜质组含量≥60％，其中[0.9～1.6]的镜质组百分比Re[0.9～1.6]>45％
其中，所述不粘煤占全部所用原料煤总质量的3％-6％。
根据本发明的另一个实施方式，所述利用不粘煤生产冶金焦的方法包括：
将不粘煤粉碎为88％-90％的细度，其中粉碎的不粘煤中粒度为0.5-3mm的质量占不粘煤的总质量的90％-95％；将炼焦煤混合并粉碎至88％-90％的细度；将粉碎的不粘煤与粉碎的炼焦煤加水混合均匀得到配合煤，然后将所述配合煤捣固至堆积密度为1.0-1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦。
其中，所述炼焦煤包括0-5重量份的气煤、20-22重量份的1/3焦煤、37-40重量份的焦煤、8-9重量份的高硫肥煤、12重量份的中低硫肥煤、6-8重量份的瘦煤以及0-4量份的贫瘦煤。
其中，所述不粘煤占全部所用原料煤总质量的3％-10％，优选6-10％。
其中，所述配合煤的水分Mt为10-12质量％，所述水的添加量根据所述配合煤的水分Mt(10-12质量％)而定。此外，所述配合煤硫份St≤0.75％，灰分Ad≤9.5％，挥发分Vdaf≤29％，G值≥65，镜质组含量≥60％，其中[0.9～1.6]的镜质组百分比Re[0.9～1.6]>45％。
根据本发明的再一个实施方式，所述利用不粘煤生产冶金焦的方法包括：
将不粘煤粉碎为90％-92％的细度；将1/3焦煤、气煤和贫瘦煤粉碎为88％-90％的细度的混合煤；将粉碎的不粘煤与所述混合煤混合，再与焦煤和/或肥煤加水混合均匀得到配合煤；以及将所述配合煤捣固至堆积密度为1.0-1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦。
其中，所述不粘煤占全部所用原料煤总质量的3％-15％。
其中，所述配合煤的水分Mt为10-12质量％，所述水的添加量根据所述配合煤的水分Mt(10-12质量％)而定。并且，所述配合煤硫份St≤0.75％，灰分Ad≤9.5％，挥发分Vdaf≤29％，G值≥65，镜质组含量≥60％，其中[0.9～1.6]的镜质组百分比Re[0.9～1.6]>45％。
其中，所用的1/3焦煤为15-25重量份，气煤为0-5重量份，贫瘦煤为0-10重量份，焦煤为25-45重量份以及肥煤为15-25重量份。
在本发明中，所述的不粘煤可以选自神木地区、榆林地区和大同地区的不粘煤，它们三者的灰分、硫份、G值及挥发分较为接近。
本发明得益于对不粘煤与炼焦煤品种、性能、配比、细度等进行优化，采用捣固装煤工艺，控制合适的堆密度，得到抗碎强度M25为90％-94％，耐磨强度M10为5％-7％，热反应性CRI为27-30％，反应后强度CSR为60％-63％，Ad为12.2％-12.5％，St为0.6％-0.65％的冶金焦，满足高炉的需求。
[有益效果]
根据本发明的方法通过优化配煤结构，精确控制配合煤细度、挥发份、镜质组含量、灰分和硫份等指标，结合捣固、细粉碎工艺将不粘煤应用到配煤炼焦中，生产出优质焦炭的同时大幅降低焦炭成本。
本发明主要解决了不粘煤的应用配煤炼焦后导致焦炭质量下滑的问题，而且能使高硫、高灰煤种的应用比例扩大，拓展了炼焦煤资源，降低了焦炭成本。
本发明将不粘煤应用到配煤炼焦，通过对不粘煤与炼焦煤品种、性能、配比等进行优化，并应用“惰性组分细粉碎，活性组分粗粉碎”原理采用预粉碎和选择性粉碎再混合方式，结合捣固工艺，在提高不粘煤的配用比例时，未使焦炭质量下降，仍满足国标一级焦的要求。由于不粘煤具有低灰、低硫等特点，该发明还能扩大高硫、高灰煤种的应用比例扩大，降低焦炭成本，并拓展炼焦煤资源，节约有限的低硫低灰煤和优质焦、肥煤资源，实现了经济效益和社会效益双提升的效果。
附图说明
图1显示了根据本发明的一个实施方式的利用不粘煤生产优质冶金焦的方法的流程图。
图2显示了根据本发明的另一个实施方式的利用不粘煤生产优质冶金焦的方法的流程图。
图3显示了根据本发明的再一个实施方式的利用不粘煤生产优质冶金焦的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
选用神木不粘煤，其中Mt为12质量％，硫份St为0.24质量％，灰分Ad为4.5质量％，挥发分Vdaf为36.0质量％，G值为0。
按以下表1方案配煤，其中方案1为不配用不粘煤，并且基于全部所用原料煤的总质量，方案2和方案3分别配用3％和6％的不粘煤。
按图1方式将不粘煤与炼焦煤加水混合均匀，粉碎为91.3％的细度的配合煤，然后将所述配合煤捣固至堆积密度为1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦。表2和表3分别为各方案配合煤指标和价格及各方案焦炭质量指标。
表1试验方案
表2各方案配合煤指标及价格
表3各方案焦炭质量指标
方案2和方案3分别配用3％和6％的不粘煤炼焦所得焦炭质量未有较大变化，仍满足高炉指标要求，但配合煤价格却分别下降了15元/吨和22元/吨；而且高硫肥煤的配用比例增加了8％。
实施例2
选用神木不粘煤，Mt为12质量％，硫份St为0.24质量％，灰分Ad为4.5质量％，挥发分Vdaf为36.0质量％，G值为0。
按以下表4方案配煤，基于全部所用原料煤的质量，方案4和方案5分别配用6％和10％的不粘煤。
按图2方式将不粘煤粉碎为88.7％的细度，其中粉碎的不粘煤中粒度小于0.5-3mm的质量比为83.5％；将两种以上的其他炼焦煤混合并粉碎至88.5％的细度；将粉碎的不粘煤与粉碎的炼焦煤加水混合均匀得到配合煤，然后将所述配合煤捣固至堆积密度为1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦。表5和表6分别为各方案配合煤指标和价格及各方案焦炭质量指标。
表4试验方案
表5各方案配合煤指标及价格
表6焦炭质量指标
方案4和方案5分别配用6％和10％的不粘煤炼焦所得焦炭质量较方案1未有较大变化，仍满足高炉指标要求，但配合煤价格却分别下降了22元/吨和30元/吨；而且高硫肥煤的配用比例增加到9％。
实施例3
选用神木不粘煤，Mt为12质量％，硫分St为0.24质量％，灰分Ad为4.5质量％，挥发分Vdaf为36.0质量％，G值为0。
按以下表7方案配煤，基于全部所用原料煤的质量，方案6和方案7分别配用10％和15％的不粘煤。
按图3方式将不粘煤粉碎为90.5％的细度；将1/3焦煤和贫瘦煤粉碎为89.6％的细度的混合煤；将二者混合，再与焦煤和肥煤加水混合均匀得到配合煤；以及将所述配合煤捣固至堆积密度为1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦。表8和表9分别为各方案配合煤指标和价格及各方案焦炭质量指标。
表7试验方案
表8各方案配合煤指标及价格
表9焦炭质量指标
方案6和方案7分别配用10％和15％的不粘煤炼焦所得焦炭质量较方案1未有较大变化，仍满足高炉指标要求，但配合煤价格却分别下降了30元/吨和35元/吨；而且高硫肥煤的配用比例增加到10％。
Claims (1)
1.一种利用不粘煤生产冶金焦的方法，包括：
将不粘煤粉碎为90%-92%的细度；
将1/3焦煤、气煤和贫瘦煤粉碎为88%-90%的细度的混合煤；
将粉碎的不粘煤与所述混合煤混合，再与焦煤和/或肥煤加水混合均匀得到配合煤；以及
将所述配合煤捣固至堆积密度为1.0-1.1t/m3，放入焦炉炭化室，隔绝空气加热至1000±50℃，结焦时间为25h，采用湿法熄焦，
其中，所述不粘煤占全部所用原料煤总质量的10%-15%，所用的1/3焦煤为15-25重量份，气煤为0-5重量份，贫瘦煤为0-10重量份，焦煤为25-45重量份，以及肥煤为15-25重量份，并且
其中，所述配合煤的水分Mt为10-12质量%，硫份St≤0.75%，灰分Ad≤9.5%，挥发分Vdaf≤29%，G值≥65，镜质组含量≥60%，其中[0.9～1.6]的镜质组百分比Re[0.9～1.6]>45%，
通过所述方法所得的冶金焦的抗碎强度M25为90%-94%，耐磨强度M10为5%-7%，热反应性CRI为27-30%，反应后强度CSR为60%-63%，Ad为12.2%-12.5%，St为0.6%-0.65%。
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