CN112521963A - 低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法 - Google Patents

低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法，该调节方法包括如下步骤：1)确定基础炼焦煤种及其配煤比；2)确定基础加热标准温度和基础加热时间；3)确定实际炼焦配煤比；4)确定实际加热标准温度和实际加热时间：配合煤中低煤化度强粘结性炼焦煤配用比例之和每增加1％，则实际加热标准温度在基础加热标准温度基础上提高1～1.5℃，实际加热时间较基础加热时间延长1～2分钟。由于本发明依据配合煤中各煤种的煤质特点，对特定煤种炼焦过程所需热工条件的特定需求进行有针对性地满足，有利于低耗热量条件下生产满足挥发分要求的焦炭。

Description

低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节 方法
技术领域
本发明属于炼焦配煤技术领域，具体涉及一种低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法。
背景技术
焦炭挥发分是焦炭成熟程度的标志，高炉炼铁要求焦炭挥发分小于1.5％，大型高炉用焦炭挥发分一般控制在1.3％以下。
室式炼焦的装炉煤，是由气煤、气肥煤、肥煤、焦煤和瘦煤等不同煤种按适宜比例配成的配合煤。一方面，不同煤种经相同加热制度高温干馏后所炼制的焦炭挥发分不同；另一方面，要实现焦炭挥发分小于1.5％(大型高炉则1.3％以下)的目标，对于不同的煤种可采取不同的加热制度，以降低炼焦能耗。
现有炼焦企业均根据行业操作经验制定各自的焦炉热工制度，当配煤比进行调整后，如出现焦炭挥发分不能满足要求的情况下，为了保证生产的焦炭挥发分小于1.5％或1.3％，有两种调节措施，一是提高焦炉标准温度，二是延长结焦时间进行焖炉，对这两种措施的采用较盲目，不能针对配合煤中各煤种的特点进行有针对性的调节，不利于降低炼焦耗热量。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法，以解决目前炼焦行业为保证焦炭成熟盲目选择提高炉温或是延长结焦时间，缺乏技术指导的难题。
为解决上述技术问题，本发明依据配合煤中各煤种的煤质特点，对特定煤种炼焦过程所需热工条件的特定需求进行有针对性地满足，从而设计了如下的技术方案：
一种低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法，所述低煤化度强粘结性炼焦煤为具有如下煤质指标的炼焦煤：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002793623420000021
在1.0％以下，黏结指数G值≥85，胶质层最大厚度Y值≥20mm，奥亚膨胀度b值≥80％，最大基氏流动度≥5000ddpm，固—软区间温度≥90℃；所述调节方法包括如下步骤：
1)确定基础炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比10％，焦煤配比35～70％，其它1/3焦煤配比0～30％，瘦煤配比0～20％，气煤配比0～20％，所述其它1/3焦煤为不是所述低煤化度强粘结性炼焦煤的国标1/3焦煤。
2)确定基础加热标准温度和基础加热时间：
21)对于6米焦炉，其基础加热标准温度(以JT表示基础加热温度，下同)设置如下：机侧温度JT机侧6：1250～1265℃，焦侧温度JT焦侧6：1300～1325℃；基础加热时间(以Jt表示基础加热时间，下同)Jt6＝19～19.5小时；
22)对于7米焦炉，其基础加热标准温度设置如下：机侧温度JT机侧7：1255～1265℃，焦侧温度JT焦侧7：1310～1325℃；基础加热时间Jt7＝22～22.5小时；
23)对于7.63米焦炉，其基础加热标准温度设置如下：机侧温度JT机侧763：1265～1285℃，焦侧温度JT焦侧763：1315～1330℃；基础加热时间Jt763＝25.8～26.5小时；
3)确定实际炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比确定为x％，所述x％为10％～30％，除低煤化度强粘结性炼焦煤外的其它各种炼焦煤的种类和配比范围都与步骤1)相同，只是在低煤化度强粘结性炼焦煤配比发生变化后，焦煤和其它1/3焦煤的配比之和会相应发生变化，但气煤和瘦煤的配比分别保持不变。
4)确定实际加热标准温度和实际加热时间：
41)对于6米焦炉，其实际加热标准温度(以ST表示实际加热温度，下同)设置如下：机侧温度ST机侧6＝JT机侧6+(x-10)*a，焦侧温度ST焦侧6＝JT焦侧6+(x-10)*a；实际加热时间(以St表示实际加热时间，下同)St6＝Jt6+(x-10)*b；
42)对于7米焦炉，其实际加热标准温度设置如下：机侧温度ST机侧7＝JT机侧7+(x-10)*a，焦侧温度ST焦侧7＝JT焦侧7+(x-10)*a；实际加热时间St7＝Jt7+(x-10)*b；
43)对于7.63米焦炉，其实际加热标准温度设置如下：机侧温度ST机侧763＝JT机侧763+(x-10)*a，焦侧温度ST焦侧763＝JT焦侧763+(x-10)*a；实际加热时间St763＝Jt763+(x-10)*b；
其中a值范围为1～1.5，b值范围为1～2。
即配合煤中低煤化度强粘结性炼焦煤配用比例之和每增加1％，则加热标准温度(包括机侧温度和焦侧温度)较相应的基础加热标准温度提高1～1.5℃，实际加热时间(即结焦时间)较基础加热时间延长1～2分钟。
进一步地，所述低煤化度强粘结性炼焦煤为肥煤、气肥煤或1/3焦煤。
本发明的发明人经过实验研究发现：
焦饼成熟温度1000±50℃，在相同的加热制度下，最终温度为965±15℃，且恒温3h，不同煤种成焦所得焦炭挥发分差异较大(不同煤种的煤质指标见表2)。若上述焦炭在965±15℃条件下再恒温1h，焦炭挥发分明显下降，但低煤化度炼焦煤A和低煤化度炼焦煤B成焦挥发分仍然偏高，达2％以上，同等加热制度下明显高于焦煤和其它1/3焦煤。
但是若提高标准温度，如经加热制度Ⅲ处理后，低煤化度炼焦煤A和低煤化度炼焦煤B成焦挥发分显著降低，并与较易于成熟的焦煤C焦炭挥发分趋于一致。而提高标准温度对其它1/3焦煤的成焦挥发分影响不大。各不同加热制度的具体条件见表1及其说明。
可见，较高的温度是适宜低煤化度炼焦煤A和低煤化度炼焦煤B成熟的条件。
表1试验用煤不同加热制度下焦炭挥发分
Figure BDA0002793623420000041
表1中，加热制度Ⅰ：空气干燥煤样，室温～250℃升温速度5℃/min；250～700℃升温速度3℃/min，700～965℃升温速度4℃/min，965±15℃恒温3h；加热制度Ⅱ：经加热制度Ⅰ处理后，965±15℃再恒温1h；加热制度Ⅲ：经加热制度Ⅰ处理后，1035±15℃再恒温1h。
表2试验用煤煤质指标
Figure BDA0002793623420000051
从表1、表2显示数据可以看出：
1)低煤化度炼焦煤A和低煤化度炼焦煤B为强粘结性煤，G值高，Y值高，高温流动性和膨胀性好，基氏最大流动度和最大奥亚膨胀度均高。
2)不同煤种在相同加热制度下成焦焦炭挥发分存在差异，如经加热制度Ⅰ(965±15℃恒温3h)处理后，低煤化度炼焦煤A和低煤化度炼焦煤B成焦挥发分明显高于其它煤种。
3)经加热制度Ⅱ处理(965±15℃恒温4h)后，低煤化度炼焦煤A和低煤化度炼焦煤B成焦挥发分仍然偏高，达2％以上，同等加热制度下明显高于其它炼焦煤；
4)经加热制度Ⅲ处理(965±15℃恒温3h以及1035±15℃恒温1h)后，低煤化度炼焦煤A和低煤化度炼焦煤B成焦挥发分显著降低，并与较易于成熟的焦煤C焦炭挥发分趋于一致。
可见，较高的温度是适宜低煤化度炼焦煤A和低煤化度炼焦煤B成熟的条件。当配合煤中低煤化度强粘结性炼焦煤配比较高时，宜提高标准温度来保证焦炭挥发分满足高炉炼铁要求，避免盲目延长结焦时间增加炼焦耗热量、焦炉生产效率下降，焦炭挥发分又达不到要求。
经过焦炉试验，进一步地发现炼焦配合煤中低煤化度强粘结性炼焦煤配用在10％～30％范围之内，比例每增加1％，则标准温度提高1～1.5℃，结焦时间延长1～2分钟。如某6米焦炉原有标准温度机侧1250℃，焦侧1300℃，结焦时间19h，焦炭挥发分1.30％。如调整配煤比，低煤化度强粘结性炼焦煤配用比例之和增加10％，则将标准温度提高10℃，机侧1260℃，焦侧1310℃，结焦时间19.2h，焦炭挥发分可稳定在1.30％以下，利于焦炭强度稳定。
在无煤调湿、无型煤，传统6米以上顶装焦炉干熄焦条件下，采用本发明所得焦炭热强度CSR在65～70％，M40在87～89％，M10在5.5～6.5％。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：某炼焦企业6米焦炉
1)基础炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤(国标1/3焦煤，其镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002793623420000061
为0.75％，黏结指数G值为91，胶质层最大厚度Y值为20mm，奥亚膨胀度b值为80％，最大基氏流动度为15000ddpm，固—软区间温度为90℃)配比10％，焦煤配比40％，瘦煤配比15％，气煤配比15％，其它1/3焦煤(国标1/3焦煤，其镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002793623420000062
为0.90％，黏结指数G值为87，胶质层最大厚度Y值为18mm，奥亚膨胀度b值为45％，最大基氏流动度为2700ddpm，固—软区间温度为85℃)配比20％；
2)基础加热标准温度和基础加热时间：机侧温度JT机侧6：1255℃，焦侧温度JT焦侧6：1315℃；加热时间Jt6＝19小时。焦炭热强度CSR：68.32％，M40：88.57％，M10：5.92％，焦炭挥发分Vdaf：1.25％。
3)调整后炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比25％(1/3焦煤)，焦煤配比35％，瘦煤配比15％，气煤配比15％，其它1/3焦煤配比10％；
4)配煤比调整后实际加热标准温度和加热时间：机侧温度ST机侧6：1275℃，焦侧温度ST焦侧6：1335℃；实际加热时间St6＝19小时20分钟。焦炭热强度CSR：67.84％，M40：88.68％，M10：5.75％，焦炭挥发分Vdaf：1.21％。
实施例2：某炼焦企业7米焦炉
1)基础炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比10％(肥煤，镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002793623420000071
为0.80％，黏结指数G值为98，胶质层最大厚度Y值为27mm，奥亚膨胀度b值为150％，最大基氏流动度为57000ddpm，固—软区间温度为103℃)，焦煤配比45％，瘦煤配比13％，气煤配比12％，其它1/3焦煤(国标1/3焦煤，其镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002793623420000072
为0.90％，黏结指数G值为87，胶质层最大厚度Y值为18mm，奥亚膨胀度b值为45％，最大基氏流动度为2700ddpm，固—软区间温度为85℃)配比20％；
2)基础加热标准温度和基础加热时间：机侧温度JT机侧7：1260℃，焦侧温度JT焦侧7：1315℃；基础加热时间Jt7＝22小时10分钟；
焦炭热强度CSR：69.06％，M40：88.69％，M10：5.90％，焦炭挥发分Vdaf：1.20％。
3)调整后炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比20％(肥煤)，焦煤配比40％，瘦煤配比13％，气煤配比12％，其它1/3焦煤配比15％；
4)配煤比调整后加热标准温度和加热时间：机侧温度ST机侧7：1272℃，焦侧温度ST焦侧7：1327℃；实际加热时间St7＝22小时25分钟。焦炭热强度CSR：68.58％，M40：88.61％，M10：5.78％，焦炭挥发分Vdaf：1.18％。
实施例3：某炼焦企业7.63米焦炉
1)基础炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比10％(气肥煤，镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002793623420000082
为0.65％，黏结指数G值为98，胶质层最大厚度Y值为28mm，奥亚膨胀度b值为130％，最大基氏流动度为85000ddpm，固—软区间温度为102℃)，焦煤配比50％，瘦煤配比13％，气煤配比7％，其它1/3焦煤(国标1/3焦煤，其镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002793623420000081
为0.90％，黏结指数G值为87，胶质层最大厚度Y值为18mm，奥亚膨胀度b值为45％，最大基氏流动度为2700ddpm，固—软区间温度为85℃)配比20％；
2)基础加热标准温度和基础加热时间：7.63米焦炉加热标准温度，机侧温度JT机侧763：1270℃，焦侧温度JT焦侧763：1320℃；基础加热时间Jt763＝26小时；
焦炭热强度CSR：69.38％，M40：88.91％，M10：5.88％，焦炭挥发分Vdaf：1.17％。
3)调整后炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比15％(气肥煤)，焦煤配比48％，瘦煤配比13％，气煤配比7％，其它1/3焦煤配比17％；
4)配煤比调整后加热标准温度和加热时间：机侧温度ST机侧763：1280℃，焦侧温度ST焦侧763：1335℃；实际加热时间St763＝26小时10分钟。焦炭热强度CSR：69.02％，M40：88.85％，M10：5.81％，焦炭挥发分Vdaf：1.13％。
对比例1：某炼焦企业7米焦炉
步骤1)至步骤3)同实施例2，步骤4)如下：
4)配煤比调整后，加热标准温度不变，加热时间延长：机侧温度ST机侧7：1260℃，焦侧温度ST焦侧7：1315℃；实际加热时间St7＝22小时25分钟。焦炭热强度CSR：68.19％，M40：88.58％，M10：5.84％，焦炭挥发分Vdaf：1.35％。
对比例2：某炼焦企业7米焦炉
步骤1)至步骤3)同实施例2，步骤4)如下：
4)配煤比调整后，提高加热标准温度，加热时间不变：机侧温度ST机侧7：1272℃，焦侧温度ST焦侧7：1327℃；实际加热时间St7＝22小时10分钟。焦炭热强度CSR：68.62％，M40：88.49％，M10：5.90％，焦炭挥发分Vdaf：1.33％。

Claims (2)

1.一种低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法，其特征在于：
所述低煤化度强粘结性炼焦煤为具有如下煤质指标的炼焦煤：镜质组平均最大反射率
Figure FDA0002793623410000011
在1.0％以下，黏结指数G值≥85，胶质层最大厚度Y值≥20mm，奥亚膨胀度b值≥80％，最大基氏流动度≥5000ddpm，固—软区间温度≥90℃；
所述调节方法包括如下步骤：
1)确定基础炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比10％，焦煤配比35～70％，其它1/3焦煤配比0～30％，瘦煤配比0～20％，气煤配比0～20％，所述其它1/3焦煤为不是所述低煤化度强粘结性炼焦煤的国标1/3焦煤；
2)确定基础加热标准温度和基础加热时间：
21)对于6米焦炉，其基础加热标准温度设置如下：机侧温度JT机侧6：1250～1265℃，焦侧温度JT焦侧6：1300～1325℃；基础加热时间Jt6＝19～19.5小时；
22)对于7米焦炉，其基础加热标准温度设置如下：机侧温度JT机侧7：1255～1265℃，焦侧温度JT焦侧7：1310～1325℃；基础加热时间Jt7＝22～22.5小时；
23)对于7.63米焦炉，其基础加热标准温度设置如下：机侧温度JT机侧763：1265～1285℃，焦侧温度JT焦侧763：1315～1330℃；基础加热时间Jt763＝25.8～26.5小时；
3)确定实际炼焦配煤比：低煤化度强粘结性炼焦煤配比确定为x％，所述x％为10％～30％，除低煤化度强粘结性炼焦煤外的其它各种炼焦煤的种类和配比范围都与步骤1)相同，只是在低煤化度强粘结性炼焦煤配比发生变化后，焦煤和其它1/3焦煤的配比之和会相应增加，但气煤和瘦煤的配比分别保持不变；
4)确定实际加热标准温度和实际加热时间：
41)对于6米焦炉，其实际加热标准温度设置如下：机侧温度ST机侧6＝JT机侧6+(x-10)*a，焦侧温度ST焦侧6＝JT焦侧6+(x-10)*a；实际加热时间St6＝Jt6+(x-10)*b；
42)对于7米焦炉，其实际加热标准温度设置如下：机侧温度ST机侧7＝JT机侧7+(x-10)*a，焦侧温度ST焦侧7＝JT焦侧7+(x-10)*a；实际加热时间St7＝Jt7+(x-10)*b；
43)对于7.63米焦炉，其实际加热标准温度设置如下：机侧温度ST机侧763＝JT机侧763+(x-10)*a，焦侧温度ST焦侧763＝JT焦侧763+(x-10)*a；实际加热时间St763＝Jt763+(x-10)*b；
其中a值范围为1～1.5，b值范围为1～2。
2.根据权利要求1所述的低煤化度强粘结性炼焦煤参与配煤炼焦的焦炉加热制度调节方法，其特征在于：
所述低煤化度强粘结性炼焦煤为肥煤、气肥煤或1/3焦煤。
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