CN111915232B - 减少>60mm粒度焦炭质量百分比的配煤调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少>60mm粒度焦炭质量百分比的调整方法，该方法包括如下步骤：1)检测原有配煤结构中气煤、1/3焦煤的粘结指数G以及1/3焦煤的挥发分，确定调节煤种；2)建立>60mm粒度焦炭质量百分数P₆₀的预测公式；3)对原配煤结构分别进行炼焦试验和生产炼焦，得到两种方法的P₆₀的校正值；4)给定加入调节煤种后实际生产炼焦希望控制的P₆₀，计算得到给定煤种的M值，确定调节煤种的配量；5)调整后，控制配合煤G≥78；6)控制调节用气煤和或1/3焦煤的粒度。本发明只需在原有配煤结构基础配比上，调整少数种类炼焦煤就可实现降低P₆₀的效果，生产过渡平稳，且对25mm以下的焦炭比例影响不明显。

Description

减少＞60mm粒度焦炭质量百分比的配煤调整方法

技术领域

本发明属于冶金炼焦配煤技术领域，具体涉及一种减少＞60mm粒度焦炭质量百分比的配煤调整方法。

背景技术

焦炭作为高炉料柱的骨架，是保证高炉料柱在高炉冶炼过程中具有良好透气及透液性的重要因素，而焦炭分布粒度的变化对高炉透气性的影响尤为明显。适当的焦炭平均粒度和较窄的粒度分布范围对高炉稳产、高产至关重要。要保证高炉透气、顺行，尤其是在富氧喷煤的情况下，焦炭的粒度必须尽可能的均匀，即要求提高25～60mm粒度焦炭的质量百分比。

目前，焦炭的粒度分布从10mm以下到80mm以上，焦炭粒度分布范围非常宽，粒度均匀性较差。为了保证高炉料柱的透气性，生产过程中较小粒度的焦炭须通过筛分的方法去除而不进高炉。＞60mm粒度焦炭的比例受焦炉炉型、配煤、加热制度等影响，各企业有所差别，约在30～45％，这部分焦炭若不进行处理直接进入高炉，由于粒度偏大，将会影响高炉的透气性、气流分布的均匀性等。但这部分焦炭若通过筛分去除，就会明显降低焦炭的利用率；若通过破碎的方法减小焦炭粒度，在破碎过程中还会产生25mm以下不利于高炉顺行的焦炭，也会降低焦炭的有效利用率。因此，通过调整配煤结构减少＞60mm粒度焦炭的比例，是一种简便易行的改善焦炭粒度分布的方法。

专利技术“焦炭粒度均匀性的控制方法”通过控制常用炼焦煤中气煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤的大致配用范围，以及配合煤的粒度分布比例，调整焦炭粒度的均匀性。

专利技术“提高焦炭粒度均匀系数的炼焦配煤方法”利用反射率、粒度、焦炭光学组织结构、流动度、固-软区间等参数分类配用不同特点的单种煤，以提高焦炭粒度均匀系数。

专利技术“降低焦炭粒度的炼焦配煤方法”通过控制高收缩度或收缩度中等，但胶质层体积曲线为“之”型的气煤和1/3焦煤的配量，及其它常用单种煤的配量，达到降低焦炭粒度的目的。

以上方法或需分析过多煤质指标，或需对原有配煤结构进行大幅度变化，在工厂应用中既不方便，也不利于生产规程的一定延续性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种减少＞60mm粒度焦炭质量百分比的配煤调整方法，该方法在基础配煤结构基本不变的情况下，根据原有配煤结构和炼焦煤情况，加入一个或两个调节煤种，即可解决冶金配煤炼焦所得焦炭粒度中＞60mm粒度的焦炭在高炉中应用产生的问题，对生产中原有配煤结构影响较小，可操作性强，生产易实施。

为解决上述技术问题，本发明设计了如下的技术方案：

1)检测原有配煤结构中气煤、1/3焦煤的粘结指数G以及1/3焦煤的挥发分，所述原有配煤结构为：气煤0～12％，焦煤37～52％，1/3焦煤0～14％，肥煤10～26％，瘦煤8～13％，各单种煤重量之和为100重量份；所述气煤为国标45#炼焦煤，根据检测结果，确定调节煤种为粘结指数G的范围在65＜G＜85的气煤、粘结指数G的范围在75＜G＜85、挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤、粘结指数G的范围在≥85的气煤和粘结指数G的范围在≥85、挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤中的至少一种，且加入调节煤种后配合煤中：

粘结指数G的范围在65＜G＜85的气煤的配量≤18重量份，粘结指数G的范围在75＜G＜85、挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤的配量≤22重量份，且气煤总配量≤30重量份，1/3焦煤总配量≤35重量份；

2)建立＞60mm粒度焦炭质量百分数的预测公式：

令P₆₀＝k₁*M+k₂，其中P₆₀为＞60mm粒度焦炭的百分数值，单位为％，k₁为趋势线回归系数，k₂为趋势线回归常数；

M为加入调节煤种后，气煤折算含量和挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量之和占调节后配煤结构中各单种煤重量之和(即加入的调节煤种的重量份之和加上100重量份)的百分含量，其单位为％，所述气煤折算含量计算式为：∑(气煤_i的实际含量*气煤_i的最终收缩度/气煤_b的最终收缩度)，所述挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量计算式为：∑(挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤_j的实际含量*挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤_j的最终收缩度/气煤_b的最终收缩度)；所述气煤_i表示加入调节煤种后第i种气煤，i取1，2，……，m，其中m代表加入调节煤种后，按气煤的最终收缩度X进行划分得到的气煤种类数，气煤_b表示基准气煤，在本发明中，可指定原配煤结构中所用的气煤或调节用的气煤或其它国标45#气煤作为基准气煤；所述1/3焦煤_j表示加入调节煤种后第j种挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤，j取1，2，……，n，其中n代表加入调节煤种后，按挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤的最终收缩度X进行划分得到的挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤种类数；∑在气煤折算含量计算式中代表对i从1至m求和，在挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量计算式中代表对j从1至n求和。k₁、k₂按如下方法得到：以原有配煤结构为基础，渐次改变调节煤种的配量，进行炼焦试验，检测至少4组不同配量的气煤和/或挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤进行炼焦试验，得到＞60mm焦炭粒度的质量百分比，将多组不同的气煤折算含量和挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量之和及相应的＞60mm焦炭粒度百分比进行线性回归，即得到＞60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k₁、k₂的值，该步骤仅为获得公式，不直接影响焦炭质量，；本领域的技术人员公知，为了数据的多样化和k₁、k₂的准确性，对调节后气煤和1/3焦煤的配量并不需做限制(即气煤总配量可以大于30重量份，1/3焦煤总配量可以大于35重量份)，仅原配煤结构要求符合限制即可。

3)根据确定了趋势线回归系数和趋势线回归常数的＞60mm粒度焦炭百分数的预测公式、拟达到的＞60mm粒度焦炭百分数，计算M值，根据M值和原有配煤结构，确定调节煤种及其配量；如果根据计算得到的M值和原有配煤结构加入调节煤种后，必须使得气煤总配量＞30重量份或1/3焦煤总配量＞35重量份才能得到拟达到的＞60mm粒度焦炭百分数，则认为该拟达到的＞60mm粒度焦炭百分数无法通过本发明的调整方法实现。

由于试验焦炭粒度和实际生产焦炭粒度存在差异，而步骤2)中公式的系数和常数是通过试验炼焦得出，而通常拟达到的目标是生产炼焦，因此，应首先将生产要求拟达到的＞60mm粒度焦炭百分数P_{60(生产目标值)}转换为试验炼焦对应的数值P₆₀，转换方法为P₆₀＝P_{60(生产目标值)}+(P_{60(原配煤结构试验焦炭检测值)}-P_{60(原配煤结构生产焦炭检测值)})，P_{60(生产目标值)}为实际生产炼焦希望控制的＞60mm粒度焦炭百分数，P_{60(原配煤结构试验焦炭检测值)}为原配煤结构通过试验炼焦得到的＞60mm粒度焦炭百分数，P_{60(原配煤结构生产焦炭检测值)}为原配煤结构通过生产炼焦得到的＞60mm粒度焦炭百分数。

4)配合煤G值控制：

调整后，需控制配合煤G≥78，否则增加除调节煤种以外，其他炼焦煤中G＞85，挥发分V_daf＜28％炼焦煤的配量，该调整既可通过将原配煤结构中不为G＞85，挥发分V_daf＜28％炼焦煤调整为G＞85，挥发分V_daf＜28％的同类炼焦煤来实现，也可通过在原配煤结构限定范围内增加G＞85，挥发分V_daf＜28％炼焦煤的配量来实现。

5)调节用气煤和或1/3焦煤的粒度控制：

根据进厂煤的粒度分布，优化调节用气煤和或1/3焦煤至合适粒度分布，以避免气煤或1/3焦煤粒度影响焦炭质量。当调节用气煤或1/3焦煤中＞10mm的质量百分比在＜12％时，和其他炼焦煤一起进行粉碎，总体控制配合煤的细度，当调节用气煤或1/3焦煤＞10mm的质量百分比在≥12％时，须单独对气煤和/或1/3焦煤进行粉碎，主要是为了保证硬度较高的气煤或1/3焦煤粉碎到位，粉碎粒度要求＞10mm的质量百分比在＜5％。

本发明从生产的可操作性，不改变现有生产工艺出发，开发一种有效降低＞60mm粒度焦炭的配煤结构优化方法。区别于其它配煤结构调整方法，本发明操作方法简单，无需分析过多煤质指标，不对原有配煤结构进行大幅度调整，只需在原有配煤结构基础配比上，调整少数种类炼焦煤就可实现降低＞60mm粒度焦炭的效果，生产过渡平稳，避免粒度大幅度波动对高炉适应性的影响，同时保证了焦炭质量的稳定。另外，本发明虽然能够有效减少＞60mm粒度焦炭的比例，但对25mm以下的焦炭比例影响不明显。与通过优化工艺调整焦炭粒度相比，本发明可操作性更强，运行成本更低。

具体实施方式

实施例

目标要求生产焦炭＞60mm焦炭粒度质量百分比达到37％±1。

1、确认原有配煤结构是否符合本发明适用配煤结构要求。

实施例1、实施例2不符合本发明适用的配煤结构要求，不再继续检测；实施例3符合本发明适用的配煤结构要求，继续进行相关检测。

2、检测实施例3(即原有配煤结构)中和拟调节用的气煤或1/3焦煤的相关指标，其中，气煤的相关指标为收缩度X、粘结指数G值，粒度＞10mm的质量百分比；1/3焦煤的相关指标为收缩度X值、粘结指数G值、挥发分V_daf值，粒度＞10mm的质量百分比。

3、确定＞60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k₁、k₂。

以实施例3原有生产配煤结构为基础，渐次提高原配煤结构中的气煤的配量，进行炼焦试验，检测四组不同配量的气煤进行炼焦试验得到的＞60mm焦炭粒度百分比，将四组不同配量的气煤折算含量和挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量之和及相应的＞60mm焦炭粒度百分比进行线性回归，即得到调节煤种的＞60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k₁、k₂。

气煤或挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤含量折算方法：

以原配煤结构中气煤为气煤_b，而调节煤种与原配煤结构中的气煤相同，因此，气煤不需要进行收缩度含量折算，只需要进行百分比转化即可；原配煤结构中挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤的收缩度为33mm，气煤_b的为42mm，则1/3焦煤的折算含量为8％*33/42＝6％，气煤配量不需要折算，仍为10％，则原生产配煤结构中M为10％+6％＝16％。调节配煤结构中的气煤配量，获得M分别为26％、34％、46％(其对应的配煤总量包括调节煤)，检测这4组不同配量的气煤进行炼焦试验，得到＞60mm焦炭粒度的质量百分比，如下表所示：

M/％	P60/％
		16	43.3
26	39.5
		34	27.0
46	23.4

将4组数据进行线性回归，即得到＞60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k₁、k₂的值分别为-0.7216、55.312，则调节气煤的配量得出焦炭粒度预测公式为：

P₆₀＝-0.7216M+55.312

4、将目标即生产要求的P_{60(生产目标值)}，转换为试验炼焦对应的数值P₆₀，根据预测公式求出M。

P_{60(生产目标值)}生产目标值为37％±1，以37％为基准进行计算，根据公式P₆₀＝P_{60(生产目标值)}+(P_{60(原配煤结构试验焦炭检测值)}-P_{60(原配煤结构生产焦炭检测值)})，可得P₆₀＝37+(43.3-41.2)＝39.1％。再根据＞60mm粒度焦炭质量百分数的预测公式，P₆₀＝-0.7216M+55.312，求出M，即M为22.5％。

5、根据求出的数值M和选择的调节煤种，确定相应煤种的调节比例。

6、确定调节煤种是否需要破碎。

7、炼焦生产焦炭＞60mm粒度焦炭百分比范围。

由于调节后仍保持配合煤粘结指数G≥78，因此，无需对调节煤种以外其它炼焦煤进行调整。以上调节方法，对焦炭关键指标CSR影响较小，焦炭耐磨强度M₁₀整体改善，生产实施平稳，且＞60mm焦炭粒度百分比达到目标值要求范围，配入相应气煤或1/3焦煤有利于＞60mm粒度焦炭百分比的下降，如需继续下调粒度，可结合焦炭质量继续优化。

本发明适用现有顶装焦炉，焦炭质量稳定，＞60mm粒度焦炭的质量百分比可达目标要求。

Claims (1)

1.一种减少>60mm粒度焦炭质量百分比的调整方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1)检测原有配煤结构中气煤、1/3焦煤的粘结指数G以及1/3焦煤的挥发分，所述原有配煤结构按质量百分比为：气煤0～12％，焦煤37～52％，1/3焦煤0～14％，肥煤10～26％，瘦煤8～13％，各单种煤重量之和为100重量份；所述气煤为国标45#炼焦煤，根据检测结果，确定调节煤种为粘结指数G的范围在65<G<85的气煤、粘结指数G的范围在75<G<85、挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤、粘结指数G的范围在≥85的气煤和粘结指数G的范围在≥85、挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤中的至少一种，且加入调节煤种后配合煤中：

粘结指数G的范围在65<G<85的气煤的配量≤18重量份，粘结指数G的范围在75<G<85、挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤的配量≤22重量份，且气煤总配量≤30重量份，1/3焦煤总配量≤35重量份；

2)建立>60mm粒度焦炭质量百分数的预测公式：

令P₆₀＝k₁*M+k₂，其中P₆₀为>60mm粒度焦炭的质量百分数值，单位为％，k₁为趋势线回归系数，k₂为趋势线回归常数；

M为加入调节煤种后，气煤折算含量和挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量之和占调节后配煤结构中各单种煤重量之和的百分含量，其单位为％，所述气煤折算含量计算式为：∑(气煤_i的实际含量*气煤_i的最终收缩度/气煤_b的最终收缩度)，所述挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量计算式为：∑(挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤_j的实际含量*挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤_j的最终收缩度/气煤_b的最终收缩度)；所述气煤_i表示加入调节煤种后第i种气煤，i取1，2，……，m，其中m代表加入调节煤种后，按气煤的最终收缩度X进行划分得到的气煤种类数，气煤_b表示基准气煤，所述基准气煤为原配煤结构中所用的气煤或调节用的气煤或其它国标45#气煤；所述1/3焦煤_j表示加入调节煤种后第j种挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤，j取1，2，……，n，其中n代表加入调节煤种后，按挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤的最终收缩度X进行划分得到的挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤种类数；∑在气煤折算含量计算式中代表对i从1至m求和，在挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量计算式中代表对j从1至n求和；

k₁、k₂按如下方法得到：以原有配煤结构为基础，渐次改变调节煤种的配量，进行炼焦试验，检测至少4组不同配量的气煤和/或挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤进行炼焦试验，得到>60mm焦炭粒度的质量百分比，将多组不同的气煤折算含量和挥发分V_daf≥34％的1/3焦煤折算含量之和及相应的>60mm焦炭粒度百分比进行线性回归，即得到>60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k₁、k₂的值；

3)对原配煤结构分别进行炼焦试验和生产炼焦，得到P_{60(原配煤结构试验焦炭检测值)}和P_{60(原配煤结构生产焦炭检测值)})，P_{60(原配煤结构试验焦炭检测值)}为原配煤结构通过试验炼焦得到的>60mm粒度焦炭质量百分数，单位为％，P_{60(原配煤结构生产焦炭检测值)}为原配煤结构通过生产炼焦得到的>60mm粒度焦炭质量百分数，单位为％；

4)给定P_{60(调节后生产焦炭目标值)}，令P₆₀＝P_{60(调节后生产焦炭目标值)}+(P_{60(原配煤结构试验焦炭检测值)}-P_{60(原配煤结构生产焦炭检测值)})，P_{60(调节后生产焦炭目标值)}为加入调节煤种后实际生产炼焦希望控制的>60mm粒度焦炭质量百分数，单位为％；

5)联合步骤2)和步骤4)的公式及步骤3)的数值，得到M值，根据M值和原有配煤结构，确定调节煤种及其配量；

6)配合煤G值控制：

调整后，需控制配合煤G≥78；

7)调节用气煤和或1/3焦煤的粒度控制：

当气煤或1/3焦煤中>10mm的质量百分比在<12％时，和其他炼焦煤一起进行粉碎，总体控制配合煤的细度，当气煤或1/3焦煤>10mm的质量百分比在≥12％时，须单独对气煤和/或1/3焦煤进行粉碎，其中作为调节煤种的气煤或1/3焦煤和原配煤结构中的气煤或1/3焦煤单独判断是否需要进行粉碎。