CN112521964B - 增加气煤和/或瘦煤配量后焦炉加热制度的调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增加气煤和/或瘦煤配量后焦炉加热制度的调节方法，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：配合煤中气煤和瘦煤配用比例之和每增加1％，则加热标准温度保持不变，延长结焦时间1.5～2.5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

增加气煤和/或瘦煤配量后焦炉加热制度的调节方法
技术领域
本发明属于炼焦配煤技术领域，具体涉及一种增加气煤和/或瘦煤配量后焦炉加热制度的调节方法。
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，对于大型高炉要实现焦炭挥发分小于1.3％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1.3％，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，例如，发明人发现，对于镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000011
max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℃的炼焦煤，单纯地依靠延长结焦时间进行焖炉很难保证生产的焦炭挥发分小于1.3％。由于并不知道配合煤来源和种类发生变化后，何种情况情况需要提高焦炉标准温度，何种情况需要延长结焦时间，何种情况既需要提高焦炉标准温度又需要延长结焦时间，更不知道温度需要提高多少结焦时间需要延长几何，也没有意识到应该针对配合煤中各煤种的特点进行有针对性的调节，在当前依据操作经验制定的焦炉热工制度下，不利于降低炼焦耗热量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种增加气煤和/或瘦煤配量后焦炉加热制度的调节方法，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，难以在最低耗热量的条件下生产挥发份满足高炉炼铁需求的焦炭的难题。
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：
一种增加气煤和/或瘦煤配量后焦炉加热制度的调节方法，所述气煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000021
max在0.6～0.84％，奥亚膨胀度b值为负值，最大基氏流动度lgMF在0～3.49，胶质层体积曲线为平滑下降型；所述瘦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000022
max在1.50～1.95％，奥亚膨胀度测试为仅收缩。
所述调节方法包括如下步骤：
1)确定基础炼焦配煤比：瘦煤配比3～20％，气煤配比3～20％，焦煤配比35～70％，1/3焦煤配比0～30％，瘦煤和气煤配比之和计为a％，且a％为6～30％。所述焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000023
max在1.15～1.49％，最大基氏流动度lgMF在0～3.49，粗粒镶嵌结构≥40％；所述1/3焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000031
max在0.85～1.14％，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lgMF在0～3.69，固—软区间温度<90℃，胶质层体积曲线为之形。
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＝18.5～19.5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＝21.5～22.5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＝25.5～26.5小时；
3)确定实际炼焦配煤比：气煤和瘦煤配量之和为x％，所述x％为6％～40％，除气煤和瘦煤配量之和外，包括气煤和瘦煤在内的各种炼焦煤的种类和配比范围都与步骤1)相同，只是在气煤和/或瘦煤配比发生变化后，其它各类炼焦煤的具体配比之和会相应发生变化。
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相对于基础加热温度保持不变；实际加热时间(以St表示实际加热时间，下同)St6＝Jt6+(x-a)*b；
42)对于7米焦炉，其实际加热标准温度相对于基础加热温度保持不变；实际加热时间St7＝Jt7+(x-a)*b；
43)对于7.63米焦炉，其实际加热标准温度相对于基础加热温度保持不变；实际加热时间St763＝Jt763+(x-a)*b；
其中b值范围为1.5～2.5。
即炼焦配合煤中气煤和瘦煤配用比例之和每增加1％，则延长结焦时间1.5～2.5分钟，标准温度保持不变，焦炭挥发分可稳定在1.30％以下。
优选地，x大于a。
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。若上述焦炭在965±15℃条件下再恒温1h，焦炭挥发分明显下降；若上述焦炭继续升高温度至1035±15℃，恒温1h，气煤和瘦煤成焦所得焦炭挥发分无降低趋势。各不同加热制度的具体条件见表1及其说明。
表1试验用煤不同加热制度下焦炭挥发分
Figure BDA0002794102070000041
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，700～980℃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 BDA0002794102070000051
从表1、表2显示数据可以看出：
一方面，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处理后，气煤A和瘦煤C的成焦挥发分明显高于焦煤B；
另一方面，对于气煤A和瘦煤C经加热制度Ⅲ处理(965±15℃恒温3h以及1035±15℃恒温1h)后，焦炭挥发分与经加热制度Ⅱ处理(965±15℃恒温4h)后焦炭挥发分相比无降低趋势。
可见，若提高配合煤中气煤A和瘦煤C的配用量，要使焦炭挥发分达到1.3％以下，应适当延长结焦时间，而不宜提高焦炉标准温度。若盲目提高标准温度，由于配合煤中其它煤种成焦挥发分的降低可能焦炭挥发分也能满足要求，但高的标准温度不利于焦炉长寿，同时焦炭中各煤种成熟度缺乏均一化，不利于焦炭强度的稳定。
经过焦炉试验，进一步地发现炼焦配合煤中气煤和瘦煤配比之和在6％～40％范围之内，比例每增加1％，则标准温度保持不变，结焦时间延长1.5～2.5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，因此可以实现低耗热量生产优质焦炭；由于气煤和瘦煤成焦所得焦炭挥发分随标准温度的提高无降低趋势，当配合煤中气煤和瘦煤配用比例之和增加时，加热制度的调整采用维持标准温度、适当延长结焦时间的方法来稳定焦炭挥发分，可以保证焦炭中各煤种成熟度均一，利于焦炭强度的稳定，如某6米焦炉原有标准温度机侧1260℃，焦侧1320℃，结焦时间19h，焦炭挥发分1.30％。调整配煤比，使气煤和瘦煤配用比例之和增加10％，将结焦时间延长15分钟，维持焦炉标准温度不变，则焦炭挥发分可稳定在1.30％以下；本发明经济效益显著：例如，炼焦配合煤中气煤和瘦煤配用比例之和每增加5％，则延长结焦时间7.5～12.5分钟，标准温度保持不变，焦炭挥发分可稳定在1.30％以下；而常规加热制度的调整方法是同时提高标准温度10℃，则浪费炼焦耗热量增加成本。以每吨焦炭节约能耗0.02GJ/吨计算，能耗单价40元/GJ，则每年可降低能耗成本0.02GJ/吨*40元/GJ*500万吨/年＝400万元。
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：瘦煤配比10％，气煤配比10％，焦煤配比58％，1/3焦煤配比22％。所述瘦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000062
max为1.65％，奥亚膨胀度测试为仅收缩；所述气煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000063
max为0.75％，奥亚膨胀度b值为-5％，最大基氏流动度lgMF为2.03，胶质层体积曲线为平滑下降型；所述焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000064
max为1.25％，最大基氏流动度lgMF为2.75，粗粒镶嵌结构为60％；所述1/3焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000061
max为0.90％，胶质层最大厚度Y值为18mm，奥亚膨胀度b值为70％，最大基氏流动度lgMF为3.51，固—软区间温度为88℃，胶质层体积曲线为之形。
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＝18小时40分钟。焦炭热强度CSR：69.03％，M40：88.81％，M10：5.72％，焦炭挥发分Vdaf：1.24％。
3)调整后炼焦配煤比：瘦煤配比16％，气煤配比17％，焦煤配比44％，1/3焦煤配比23％。
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6：1255℃，焦侧温度ST焦侧6：1315℃；实际加热时间St6＝19小时10分钟。焦炭热强度CSR：68.23％，M40：88.52％，M10：5.96％，焦炭挥发分Vdaf：1.15％。
实施例2：某炼焦企业7米焦炉
1)基础炼焦配煤比：瘦煤配比8％，气煤配比8％，焦煤配比54％，1/3焦煤配比30％。所述瘦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000071
max为1.70％，奥亚膨胀度测试为仅收缩；所述气煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000072
max为0.70％，奥亚膨胀度b值为-10％，最大基氏流动度lgMF为2.50，胶质层体积曲线为平滑下降型；所述焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000074
max为1.28％，最大基氏流动度lgMF为2.81，粗粒镶嵌结构为65％；所述1/3焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000073
max为0.87％，胶质层最大厚度Y值为18mm，奥亚膨胀度b值为65％，最大基氏流动度lgMF为3.30，固—软区间温度为87℃，胶质层体积曲线为之形。
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7：1320℃；基础加热时间Jt7＝22小时；
焦炭热强度CSR：71.13％，M40：88.91％，M10：5.72％，焦炭挥发分Vdaf：1.23％。
3)调整后炼焦配煤比：瘦煤配比8％，气煤配比18％，焦煤配比59％，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7：1260℃，焦侧温度ST焦侧7：1320℃；实际加热时间St7＝22小时20分钟。焦炭热强度CSR：70.05％，M40：88.72％，M10：5.81％，焦炭挥发分Vdaf：1.19％。
实施例3：某炼焦企业7.63米焦炉
1)基础炼焦配煤比：瘦煤配比10％，气煤配比7％，焦煤配比56％，1/3焦煤配比27％。所述瘦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000082
max为1.69％，奥亚膨胀度测试为仅收缩；所述气煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000081
max为0.75％，奥亚膨胀度b值为-5％，最大基氏流动度lgMF为2.03，胶质层体积曲线为平滑下降型；所述焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000083
max为1.25％，最大基氏流动度lgMF为2.75，粗粒镶嵌结构为60％；所述1/3焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure BDA0002794102070000084
max为0.90％，胶质层最大厚度Y值为18mm，奥亚膨胀度b值为70％，最大基氏流动度lgMF为3.51，固—软区间温度为88℃，胶质层体积曲线为之形。
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763：1275℃，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：69.14％，M40：88.87％，M10：5.79％，焦炭挥发分Vdaf：1.19％。
3)调整后炼焦配煤比：瘦煤配比20％，气煤配比7％，焦煤配比51％，1/3焦煤配比22％；
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763：1275℃，焦侧温度ST焦侧763：1320℃；实际加热时间St763＝26小时20分钟。焦炭热强度CSR：68.06％，M40：88.63％，M10：5.91％，焦炭挥发分Vdaf：1.13％。
实施例4：某炼焦企业6米焦炉
步骤1)至步骤3)同实施例1，步骤4)如下：
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6：1265℃，焦侧温度ST焦侧6：1325℃，即机侧和焦侧实际加热标准温度相对于实施例1分别提高了10℃；实际加热时间不变，即St6＝18小时40分钟。焦炭热强度CSR：67.12％，M40：87.88％，M10：6.15％，焦炭挥发分Vdaf：1.37％。
实施例5：某炼焦企业6米焦炉
步骤1)至步骤3)同实施例1，步骤4)如下：
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6：1255℃，焦侧温度ST焦侧6：1315℃，即机侧和焦侧实际加热标准温度不变；实际加热时间延长10分钟，即St6＝18小时50分钟。焦炭热强度CSR：67.57％，M40：88.31％，M10：6.05％，焦炭挥发分Vdaf：1.32％。

Claims (2)

1.一种增加气煤和/或瘦煤配量后焦炉加热制度的调节方法，其特征在于：
所述气煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure FDA0002794102060000011
在0.6～0.84％，奥亚膨胀度b值为负值，最大基氏流动度lgMF在0～3.49，胶质层体积曲线为平滑下降型；所述瘦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure FDA0002794102060000012
在1.50～1.95％，奥亚膨胀度测试为仅收缩；
所述调节方法包括如下步骤：
1)确定基础炼焦配煤比：瘦煤配比3～20％，气煤配比3～20％，焦煤配比35～70％，1/3焦煤配比0～30％，瘦煤和气煤配比之和计为a％，且a％为6～30％；所述焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure FDA0002794102060000013
在1.15～1.49％，最大基氏流动度lgMF在0～3.49，粗粒镶嵌结构≥40％；所述1/3焦煤的煤质指标为：镜质组平均最大反射率
Figure FDA0002794102060000014
在0.85～1.14％，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lgMF在0～3.69，固—软区间温度<90℃，胶质层体积曲线为之形；
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＝18.5～19.5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＝21.5～22.5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＝25.5～26.5小时；
3)确定实际炼焦配煤比：气煤和瘦煤配量之和为x％，所述x％为6％～40％，除气煤和瘦煤配量之和与步骤1)限制不同外，包括气煤和瘦煤在内的各种炼焦煤的种类和配比范围都与步骤1)相同，只是在气煤和/或瘦煤配比发生变化后，其它各类炼焦煤的具体配比之和会相应发生变化；
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相对于基础加热温度保持不变；实际加热时间St6＝Jt6+(x-a)*b；
42)对于7米焦炉，其实际加热标准温度相对于基础加热温度保持不变；实际加热时间St7＝Jt7+(x-a)*b；
43)对于7.63米焦炉，其实际加热标准温度相对于基础加热温度保持不变；实际加热时间St763＝Jt763+(x-a)*b；
其中b值范围为1.5～2.5。
2.根据权利要求1所述的增加气煤和/或瘦煤配量后焦炉加热制度的调节方法，其特征在于：
所述x大于a。
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