CN111826174A - 一种利用氧化煤的炼焦配煤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用氧化煤的炼焦配煤方法，该炼焦配煤方法采用以下以质量百分比计的配煤比：焦煤为50％～60％、肥煤为16％～22％、1/3焦煤15％～20％、瘦煤为3％～5％、氧化煤为3％～5％。不仅改善了焦炭质量，获得的焦炭的M40均大于90％，M10达到6％以下，CSR均在65％以上，并且可以有效降低国内企业用煤成本。
Description
技术领域
本发明属于配煤炼焦领域，具体涉及一种利用氧化煤的炼焦配煤方法。
背景技术
氧化煤主要是指煤层受到氧化作用形成的煤，氧化作用受煤的煤化程度、埋藏条件、侵蚀作用及气候等因素控制，赋存与地表及地下浅层的煤，长期遭受日晒、雨淋风蚀、水、霜、雪等自然现象的侵蚀，使煤的一些固有的物理、化学性质发生很大变化，致使煤的性质向着不利于工业生产方向发展，甚至完全失去了工业价值。另外，煤受到氧化后产生腐殖酸，氧化愈严重，腐殖酸含量一般也愈高。氧化煤结构疏松，湿润状态呈深黑色，风干后为褐黑色，常带灰白色条带。颜色变化多因氢氧化铁的污染及煤中所含的铁明矾石、方解石等矿物的氧化所致。炼焦用煤氧化后煤的性质发生变化，商业价值降低。
青海木里煤田位于海北藏族自治州与海西蒙古族藏族自治州交界处的大通河上游盆地中，由江仓区、聚乎更区、弧山区、哆嗦贡玛区组成，距省会西宁市约450公里，是青海省惟一的焦煤资源整装勘查区域。矿区总体规划范围内现有资源储量35.4亿吨，是青海省最大的煤矿区。由于青海木里是从冻土层下露天开采的一种煤，精煤硬度很低，解冻后成煤泥状，矸石易泥化，而且精煤易氧化，随着存放时间延长，该煤灰分和挥发分增高，粘结性变差，热值下降，热性能降低，不能单种炼焦。为此需要对氧化煤在配煤炼焦中的应用方法进行探讨，充分发挥氧化煤价值。
发明内容
针对现有技术中存在的问题的一个或多个，本发明提供一种利用氧化煤的炼焦配煤方法，所述炼焦配煤方法采用以下以质量百分比计的配煤比：焦煤为50％～60％、肥煤为16％～22％、1/3焦煤15％～20％、瘦煤为3％～5％、氧化煤为3％～5％。
上述焦煤、肥煤、1/3焦煤和瘦煤的细度均达到80±1％(-200目)，所述氧化煤的细度为80％～85％(-200目)。
基于以上技术方案提供的利用氧化煤的炼焦配煤方法利用合理的配煤比以及细度组成，能够克服氧化煤各项性能下降对生产不利因素，使其具有了商业使用价值，节约优质炼焦用煤，降低炼焦用煤成本，并改善了焦炭质量。同时，本发明方法适用氧化煤在配煤炼焦中应用，流程简单，可操作性强，经济效益好，推广应用前景广阔。
附图说明
图1为氧化煤的岩相图谱。
具体实施方式
为了有效利用氧化煤进行国内企业的炼焦配煤，本发明首先对氧化煤开展小焦炉试验分析，包括煤的工业分析、粘结性、基氏流动度、奥亚膨胀度、煤岩分析以及焦炭各项性能分析。随后根据氧化煤的性质，确定不同的配煤比，从而确定合理的配煤比。
以下结合具体实施例详细说明本发明的内容。
实施例1：氧化煤性能分析
将氧化煤(该实施例中使用青海木里氧化煤进行试验)开展小焦炉试验(例如CN101957359A中提及的小焦炉试验)分析，包括煤的工业分析、粘结性、基氏流动度、奥亚膨胀度、煤岩分析以及焦炭各项性能分析。氧化煤试验焦炉研究结果如表1和图1所示。
表1：氧化煤各项指标
由上表1数据和图1结果，可见青海木里煤由于长期堆放，发生了氧化，粘结性比较差，属于弱粘结性煤，该煤灰分适中，硫分很低，粘结性能较差。岩相图谱主要是由肥煤性质镜质组组成。从试验小焦炉焦炭强度分析，该煤冶炼的焦炭抗碎强度和耐磨强度很差；热态性能总体极差。适当配入煤中能够降低焦炭硫分，由于价格便宜，可进一步降低用煤成本。
实施例2：不同配煤比分析
该实施例中的配煤方案由焦煤、肥煤、1/3焦煤、瘦煤以及氧化煤组成，将各种煤进行破碎，由于细度大小对焦炭质量有一定影响，为了确定不同细度的氧化煤对焦炭影响，将氧化煤分别破碎到细度为70％、75％、80％、85％和90％五组，其它煤种的细度统一为80±1％。按照焦煤为55％、肥煤为20％、1/3焦煤17％、瘦煤为4％、氧化煤为4％的配煤比方案混合配煤，然后在试验焦炉中配煤，综合考虑焦炭质量和配煤成本，选择出最优细度的配煤比在生产焦炉中应用。试验结果如下表2所示，最终确定氧化煤的细度为80％～85％(-200目)，其它煤种的细度统一为80±1％(-200目)。
表2：不同细度氧化煤的焦炭质量
| 细度 | 灰份(％) | 硫分(％) | M<sub>40</sub>(％) | M<sub>10</sub>(％) | CRI(％) | CSR(％) |
| 70％ | 12.89 | 0.82 | 86.24 | 5.95 | 24.87 | 64.11 |
| 75％ | 12.77 | 0.82 | 88.06 | 5.86 | 24.96 | 64.68 |
| 80％ | 12.68 | 0.81 | 90.24 | 5.39 | 23.43 | 66.70 |
| 85％ | 12.61 | 0.80 | 90.52 | 5.31 | 23.21 | 66.85 |
| 90％ | 12.58 | 0.80 | 90.53 | 5.29 | 23.22 | 66.87 |
随后按照下表3所列煤配比进行混合且混匀，再把混合煤在试验焦炉进行炼焦。根据不同方案的焦炭质量和配煤成本，选择性价比高的配煤方案。在配煤过程中，通过圆盘给料机，从煤斗送入中央皮带，混合成配合煤。配合煤再经粉碎机粉碎后，由皮带运到焦炉上的装煤车，最后送入煤塔准备装入到焦炉。要求确保配煤比的准确度，不得漏配、错配。其中使用的各煤种为：
焦煤：也称冶金煤，又名主焦煤。是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤，焦煤在中国煤炭分类国家标准中，是对煤化度较高，结焦性好的烟煤的称谓。焦煤是中等变质烟煤。由于粘结性强，能炼出强度大、块度大、强度高、裂纹少的优质焦碳，是炼焦的最好原料。焦煤单独炼焦时收缩度小，膨胀压力大，不易从炼焦炉中推出，而且易损坏焦炉，所以炼焦时必需给焦煤中配入适量的气煤、肥煤或瘦煤等，以改善操作条件，提高焦炭质量，并可扩大炼焦用煤资源。
三分之一焦煤：三分之一焦煤是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤。具有中高挥发分的强粘结性煤。用这种煤单独炼焦时，能生成熔融性良好、强度较高的焦炭。炼焦时，三分之一焦煤的配入量可在较宽范围内波动，都能获得强度较高的焦炭，这种煤也是良好的炼焦配煤中的基础煤。
肥煤：肥煤是烟煤的一种，煤化程度较高，是中等挥发分及中高挥发分的弱粘结性煤，其挥发分在25％-35％左右。肥煤也是炼焦用煤的一种，多供炼焦用，结焦性好，炼出的焦强度较高，但耐磨性差，单独用它炼焦时容易膨胀损害炉具，因此多和其他烟煤混合使用。肥煤胶质层最大厚度y>25毫米。与其他煤级的煤相比，肥煤一般具有较高的硫含量。
瘦煤：瘦煤是烟煤的一种，煤化程度较高。挥发物较少，粘结性弱，能单独结焦，属炼焦煤。炼焦过程中能产生相当数量的胶质体，Y值一般在6-10mm左右。用单种煤炼焦生成的焦炭，熔融性差，易于碎裂，耐磨性小，但块度大。常用作配煤炼焦的瘦化剂，以减小焦炭的裂纹，提高焦炭的耐磨性和块度。也用作燃料和气化的原料。
表3：不同配煤比(wt％)
| 配煤比 | 焦煤 | 肥煤 | 1/3焦煤 | 瘦煤 | 青海氧化煤 |
| 配煤比1 | 57 | 20 | 17 | 3 | 3 |
| 配煤比2 | 55 | 22 | 15 | 3 | 5 |
| 配煤比3 | 58 | 20 | 15 | 3 | 4 |
在炼焦过程中，确保焦炉各项加热制度和操作方法正常，稳定焦炉k3系数。炭化室是焦炉炉体的主要部分，一般由硅质耐火材料砌筑而成的窄长方型室，用以容纳煤料，煤料可由装煤孔装入。炭化室两侧是燃烧室，煤气在其内燃烧，燃烧产生的热量，经炭化室与燃烧室之间的墙传入炭化室，将煤料加热至高温炼成焦炭。
推焦和熄焦过程，就是把成熟的焦炭推出炭化室的机械操作过程。当焦饼中心温度达到950-1050℃时，认为焦炭已经成熟，若焦饼中心温度低于这个温度时，则焦饼收缩不好，造成推焦困难；若焦饼中心温度过高，焦炭易碎，且影响焦炭质量。当确定焦饼成熟后，首先用推焦车将成熟的焦饼推出，接着在焦侧准备好的拦焦车将推焦车推出的高温焦饼阻拦滑落到熄焦车内。最后熄焦车将赤热焦炭先运到熄焦塔内喷水(或运到干法熄焦装置，用惰性气体将余热导走发电或补充管网的蒸汽)，将赤热焦炭熄灭，再卸在晾焦台上冷却。然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。
以上各煤配比获得的焦炭质量如下表4所示。
表4：生产焦炭质量
| 配煤比 | 灰份(％) | 硫分(％) | M<sub>40</sub>(％) | M<sub>10</sub>(％) | CRI(％) | CSR(％) |
| 配煤比1 | 12.97 | 0.82 | 90.06 | 5.55 | 23.96 | 65.68 |
| 配煤比2 | 12.73 | 0.80 | 90.21 | 5.29 | 23.53 | 66.70 |
| 配煤比3 | 12.84 | 0.80 | 90.32 | 5.41 | 23.41 | 66.85 |
从焦炭质量数据分析，可见均能够满足2000m3以上高炉生产需求。其抗碎强度M40均大于90％，M10达到6％以下，CSR均在65％以上。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种利用氧化煤的炼焦配煤方法，其特征在于，所述炼焦配煤方法采用以下以质量百分比计的配煤比：焦煤为50％～60％、肥煤为16％～22％、1/3焦煤15％～20％、瘦煤为3％～5％、氧化煤为3％～5％。
2.根据权利要求1所述的炼焦配煤方法，其特征在于，所述焦煤、肥煤、1/3焦煤和瘦煤的细度均达到80±1％(-200目)，所述氧化煤的细度为80％～85％(-200目)。
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Effective date of registration: 20231219 Address after: 015000 Xianfeng Heiliuzi Village, Urad Front Banner, Bayannur City, Inner Mongolia Autonomous Region Patentee after: INNER MONGOLIA BAOGANG QINGHUA COAL CHEMICAL Co.,Ltd. Address before: 014010 Hexi Industrial Zone, Kunqu District, Baotou, the Inner Mongolia Autonomous Region Patentee before: BAOTOU IRON & STEEL (GROUP) Co.,Ltd. |
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