CN112694901A - 一种炼焦煤结焦性快速鉴别方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种炼焦煤结焦性的鉴别方法，包括以下步骤，首先将粉碎后的炼焦煤置于容器中，再将压力装置放置在粉碎后的炼焦煤上静置，得到煤样体系；然后将上述步骤得到的煤样体系密闭后进行加热，然后保持密闭自然冷却后，得到测试样品；再将上述步骤得到的测试样品经过转鼓旋转后，随后过筛；最后通过未被过筛的测试样品占测试样品的比例，对炼焦煤的结焦性进行判断。本发明提供的鉴别方法，能够对炼焦煤的结焦性能进行鉴别，速度快，操作简单，效果良好，可降低小焦炉炼焦试验次数。本发明提供的检测方法在能够快速了解煤的结焦性的同时，节省成本，具有良好的推广应用前景，特别适用于工业化检测方面的应用。

Description

一种炼焦煤结焦性快速鉴别方法和应用

技术领域

本发明属于炼焦煤结焦性判断技术领域，涉及一种炼焦煤结焦性的鉴别方法和应用，尤其涉及一种炼焦煤结焦性快速鉴别方法和应用。

背景技术

结焦性是评价炼焦煤工艺性质的主要指标，在各煤种在炼焦生产应用前，需开展炼焦试验，用以了解炼焦煤的结焦性能，同时炼焦煤的结焦性能是炼焦煤采购过程中定价重要依据，随着炼焦煤全球化和市场化，速度快、用煤样少的快速评价方法越来越迫切。

以西昌钢钒公司为例，目前200kg焦炉开展一炉试验成本约10000元，如采用现有技术对炼焦煤进行鉴别，一个煤种的费用约200元，一年开展小焦炉试验约60炉次，而且通常对煤粘结性和结焦性的判定主要为G值，并依靠200kg焦炉的炼焦试验来了解各煤种的结焦性能。由于G值具有一定的加和性，具有一定的局限性。虽然采用的是200kg焦炉试验，炼焦试验结果能够较好的掌握炼焦煤的结焦情况，在模拟大焦炉方面更具有优势，但是不具有时效性和快速性。以200kg焦炉为例，需要的人工、维护、试验燃料等方面的成本高，试验时间长。尤其当任务重、时间紧时，难以及时的指导炼焦生产，且人工劳动强度大。

因此，如何找到一种能够快速对煤资源质量进行鉴别的方法，能够简单、快速的对煤资源质量进行鉴别，解决上述实际生产中存在的问题，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种炼焦煤结焦性的鉴别方法和应用，特别是一种快速鉴别的方法。本发明提供的鉴别方法，能够对炼焦煤的结焦性进行快速鉴别，可降低小焦炉炼焦试验次数，在能够快速了解煤的结焦性的同时节省成本，具有良好的推广应用前景，特别适用于工业化检测方面的应用。

本发明提供了一种炼焦煤结焦性的鉴别方法，包括以下步骤：

1)将粉碎后的炼焦煤置于容器中，再将压力装置放置在粉碎后的炼焦煤上静置，得到煤样体系；

2)将上述步骤得到的煤样体系密闭后进行加热，然后保持密闭自然冷却后，得到测试样品；

3)将上述步骤得到的测试样品经过转鼓旋转后，随后过筛；

4)通过未被过筛的测试样品占测试样品的比例，对炼焦煤的结焦性进行判断。

优选的，所述粉碎后的炼焦煤的粒度为小于等于0.2mm；

所述容器包括底部具有平面的容器；

所述压力装置包括重力压力装置。

优选的，所述压力装置为具有承压平面的压力装置；

所述承压平面为水平承压平面；

所述压力装置包括柱状体、块状体、锥状体、梯形体和半球体中的一种或多种。

优选的，所述压力装置的质量与所述炼焦煤的质量比为100：(1～10)；

所述静置的时间为2～6min。

优选的，所述加热的温度为930～1030℃；

所述加热的升温速率为150～200℃/min；

所述加热的时间为3～10min/20g煤样体系；

所述煤样体系每增加两克，所述加热时间增加2min。

优选的，所述加热的具体步骤为：

先将加热装置的温度升至850～950℃，再对密闭的煤样体系进行加热。

优选的，所述转鼓包括I型转鼓；

所述转鼓旋转的时间为4～10min；

所述转鼓旋转的转速为20～30r/min。

优选的，所述过筛的筛网孔径为3mm；

所述比例为质量比。

优选的，所述比例为50％～90％；

所述判断的方式为所述比例的数值越高，所述炼焦煤的结焦性越好。

本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的鉴别方法在炼焦领域中的应用。

本发明提供了一种炼焦煤结焦性的鉴别方法，包括以下步骤，首先将粉碎后的炼焦煤置于容器中，再将压力装置放置在粉碎后的炼焦煤上静置，得到煤样体系；然后将上述步骤得到的煤样体系密闭后进行加热，然后保持密闭自然冷却后，得到测试样品；再将上述步骤得到的测试样品经过转鼓旋转后，随后过筛；最后通过未被过筛的测试样品占测试样品的比例，对炼焦煤的结焦性进行判断。与现有技术相比，本发明针对现有的炼焦煤的结焦性评价，缺乏时效性和快速性的问题，尤其是也有相应的类似炼焦煤结焦性能检测方法，虽然也是取少量的煤样进行坩埚炼焦，在较短的实践内完成煤的炼焦过程的方案，但是仍存在检测过程不够优化，判定方法繁琐等等问题。

本发明创造性的提供了一种炼焦煤结焦性的鉴别方法，这是一种炼焦煤结焦性的快速鉴别方法，通过取少量的煤样进行坩埚炼焦，在较短的实践内完成煤的炼焦过程，将所得焦炭进行装入转鼓中旋转，筛分，以大于特定粒度的量占入鼓量的比例来，表征煤的结焦性能。本发明提供的鉴别方法，能够对炼焦煤的结焦性能进行鉴别，速度快，操作简单，效果良好，可降低小焦炉炼焦试验次数，特别是减少200kg级焦炉炼焦试验的次数，以西昌钢钒公司为例，目前200kg焦炉开展一炉试验成本约10000元，如采用现有技术对炼焦煤进行鉴别，一个煤种的费用约200元，一年开展小焦炉试验约60炉次，如采用本技术先对炼焦煤的结焦性进行鉴别，再根据需要开展200kg焦炉试验，则可减少约一半的试验量，即其中的30炉为必不可少的试验，则一年的直接效益为：60×10000-60×200-(60-30)×10000＝288000元。而且还可以减少大量煤的煤气消耗以及极大的降低职工的劳动量。

本发明提供的检测方法在能够快速了解煤的结焦性的同时，节省成本，具有良好的推广应用前景，特别适用于工业化检测方面的应用。

实验结果表明，采用本方法对炼焦煤结焦性进行快速鉴别的结果与200kg焦炉炼焦试验结果趋势性一致，能够作为一种有效的快速鉴别手段。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明所有原料和设备，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。

本发明提供了一种炼焦煤结焦性的鉴别方法，包括以下步骤：

1)将粉碎后的炼焦煤置于容器中，再将压力装置放置在粉碎后的炼焦煤上静置，得到煤样体系；

2)将上述步骤得到的煤样体系密闭后进行加热，然后保持密闭自然冷却后，得到测试样品；

3)将上述步骤得到的测试样品经过转鼓旋转后，随后过筛；

4)通过未被过筛的测试样品占测试样品的比例，对炼焦煤的结焦性进行判断。

本发明首先将粉碎后的炼焦煤置于容器中，再将压力装置放置在粉碎后的炼焦煤上静置，得到煤样体系。

本发明原则上对所述粉碎后的炼焦煤的具体粒度没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述粉碎后的炼焦煤的粒度优选小于等于0.2mm，更优选小于等于0.15mm，更优选小于等于0.1mm。

本发明原则上对所述容器的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述容器优选包括底部具有平面的容器，具体可以为坩埚。

本发明原则上对所述压力装置的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述压力装置优选包括重力压力装置，具体可以为铁柱。

本发明为完整和细化整体制备工艺，更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述压力装置优选为具有承压平面的压力装置。更具体的，所述承压平面优选为水平承压平面，更具体的，可以为铁柱。

本发明原则上对所述压力装置的具体形貌没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述压力装置优选包括柱状体、块状体、锥状体、梯形体和半球体中的一种或多种，更优选为柱状体、块状体、锥状体、梯形体或半球体。

本发明原则上对所述压力装置的质量与所述炼焦煤的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述压力装置的质量与所述炼焦煤的质量比优选为100：(1～10)，更优选为100：(3～8)，更优选为100：(5～6)。

本发明原则上对所述静置的时间没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述静置的时间优选为2～6min，更优选为2.5～5.5min，更优选为3～5min，更优选为3.5～4.5min。

本发明然后将上述步骤得到的煤样体系密闭后进行加热，然后保持密闭自然冷却后，得到测试样品。

本发明原则上对所述密闭的定义和方式没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述密闭优选指的闭合但是不需要密封，具体的可以为所述容器盖上容器盖即可，而不需要将容器进行密封。

本发明原则上对所述加热的温度没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述加热的温度优选为930～1030℃，更优选为950～1010℃，更优选为970～990℃。

本发明原则上对所述加热的升温速率没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述加热的升温速率优选为150～200℃/min，更优选为160～190℃/min，更优选为170～180℃/min。

本发明原则上对所述加热的时间没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述加热的时间优选与煤样体系的质量大小相关联，具体优选为3～10min/20g煤样体系，更优选为4～9min/20g煤样体系，更优选为5～8min/20g煤样体系，更优选为6～7min/20g煤样体系。

本发明为完整和细化整体制备工艺，更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述煤样体系每增加两克，所述加热时间优选增加2min。

本发明原则上对所述加热的具体步骤没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述加热的具体步骤优选为：

先将加热装置的温度升至850～950℃，再对密闭的煤样体系进行加热。更优选为将加热装置的温度升至870～930℃，更优选为890～910℃。

本发明再将上述步骤得到的测试样品经过转鼓旋转后，随后过筛。

本发明原则上对所述转鼓的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述转鼓优选包括I型转鼓。

本发明原则上对所述转鼓旋转的具体时间没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述转鼓旋转的时间优选为4～10min，更优选为5～9min，更优选为6～8min。

本发明原则上对所述转鼓旋转的具体转速没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述转鼓旋转的转速优选为20～40r/min，更优选为20～30r/min，更优选为25～30r/min。

本发明原则上对所述过筛的筛网孔径没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述过筛的筛网孔径优选为3mm。

本发明最后通过未被过筛的测试样品占测试样品的比例，对炼焦煤的结焦性进行判断。

本发明原则上对所述比例的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述比例优选为质量比。

本发明原则上对所述比例的具体数值没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际检测情况、原料情况以及生产要求进行选择和调整，本发明为更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述比例优选为50％～90％，更优选为55％～85％，更优选为60％～80％，更优选为65％～75％。

本明为完整和细化整体制备工艺，更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，所述判断的方式优选为所述比例的数值越高，优选所述炼焦煤的结焦性越好。

本明为完整和细化整体制备工艺，更好的提高鉴别方法的时效性和准确性，加快检测速度，简化和优化鉴别过程，减少成本消耗，更加有利于实际应用，上述炼焦煤结焦性的鉴别方法具体可以为以下步骤：

(1)将炼焦煤按国标相关要求粉碎到0.2mm以下。取粉碎好的煤样装入带盖的坩埚中，并用直径略小于坩埚的铁柱压于原料煤上，静置，取下铁柱，盖上坩埚盖。

(2)将装有煤样的带盖坩埚放入已加热的加热炉中，并快速加热，维持一段时间(根据煤样量而定)。此加热炉能够快速加热，并能在设定的温度恒定，加热方式优选为电加热；

(3)停止加热，并将坩埚取出，放置于实验台上自然冷却，在此期间坩埚盖不能打开。

(4)冷却至常温后，将坩埚中焦炭进行称重，称重后全部倒入I型转鼓中，旋转，采用3mm的圆孔筛进行筛分，以大于3mm的量占总重量的百分数为评价炼焦煤结焦性的鉴别指标。

本发明还提供了上述技术方案中任意一项所述的鉴别方法在炼焦领域中的应用。

本发明上述步骤提供了一种炼焦煤结焦性的鉴别方法和应用，通过取少量的煤样进行坩埚炼焦，在较短的实践内完成煤的炼焦过程，将所得焦炭进行装入转鼓中旋转，筛分，以大于特定粒度的量占入鼓量的比例来，表征煤的结焦性能。本发明提供的鉴别方法，能够对炼焦煤的结焦性能进行鉴别，速度快，操作简单，效果良好，可降低小焦炉炼焦试验次数，特别是减少200kg级焦炉炼焦试验的次数。以西昌钢钒公司为例，目前200kg焦炉开展一炉试验成本约10000元，如采用现有技术对炼焦煤进行鉴别，一个煤种的费用约200元，一年开展小焦炉试验约60炉次，如采用本技术先对炼焦煤的结焦性进行鉴别，再根据需要开展200kg焦炉试验，则可减少约一半的试验量，即其中的30炉为必不可少的试验，则一年的直接效益为：60×10000-60×200-(60-30)×10000＝288000元。而且还可以减少大量煤的煤气消耗以及极大的降低职工的劳动量。

本发明提供的检测方法在能够快速了解煤的结焦性的同时，节省成本，具有良好的推广应用前景，特别适用于工业化检测方面的应用。

实验结果表明，采用本方法对炼焦煤结焦性进行快速鉴别的结果与200kg焦炉炼焦试验结果趋势性一致，能够作为一种有效的快速鉴别手段。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种炼焦煤结焦性的鉴别方法和应用进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

实施例1～3

分别取已制备好的三种不同的煤样2g、4g、6g，分别置于坩埚中，用100g的铁柱分别压3min，取出铁柱，盖上坩埚盖。将装有煤样的坩埚放置于已加热至850℃的加热炉中，并快速加热至950℃，恒温3min、5min、7min。取出空气冷却，整个过程中不打开坩埚盖，最后得到测试样品。

将上述得到的测试样品筛冷却至常温后，将坩埚中焦炭进行称重，称重后全部倒入I型转鼓中，转10min，以孔径为3mm的圆孔筛进行筛分，以大于3mm的量占总重量的百分数为评价炼焦煤结焦性的鉴别指标。

参见表1，表1为本发明实施例1～3提供的鉴别方法的结果汇总。

表1

在本发明中，结焦性鉴别指标越高，表明结焦性越好。

取与上述相同的三种不同的煤样进行200kg焦炉炼焦试验。

参见表2，表2为200kg焦炉炼焦试验结果。

表2

方案号	煤样量kg	炼焦时间h	M40％(焦炭抗碎强度)
				实施例1	200	16	71.3
实施例2	200	16	67.9
				实施例3	200	16	75.6

对比结果显示，本方法能够对炼焦煤的结焦性进行快速鉴别，其结果与200kg焦炉炼焦试验的M40具有较好的趋势一致性。

以上对本发明提供的一种炼焦煤结焦性快速鉴别方法和应用进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种炼焦煤结焦性的鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将粉碎后的炼焦煤置于容器中，再将压力装置放置在粉碎后的炼焦煤上静置，得到煤样体系；

2)将上述步骤得到的煤样体系密闭后进行加热，然后保持密闭自然冷却后，得到测试样品；

3)将上述步骤得到的测试样品经过转鼓旋转后，随后过筛；

4)通过未被过筛的测试样品占测试样品的比例，对炼焦煤的结焦性进行判断。

2.根据权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述粉碎后的炼焦煤的粒度为小于等于0.2mm；

所述容器包括底部具有平面的容器；

所述压力装置包括重力压力装置。

3.根据权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述压力装置为具有承压平面的压力装置；

所述承压平面为水平承压平面；

所述压力装置包括柱状体、块状体、锥状体、梯形体和半球体中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述压力装置的质量与所述炼焦煤的质量比为100：(1～10)；

所述静置的时间为2～6min。

5.根据权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述加热的温度为930～1030℃；

所述加热的升温速率为150～200℃/min；

所述加热的时间为3～10min/20g煤样体系；

所述煤样体系每增加两克，所述加热时间增加2min。

6.根据权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述加热的具体步骤为：

先将加热装置的温度升至850～950℃，再对密闭的煤样体系进行加热。

7.根据权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述转鼓包括I型转鼓；

所述转鼓旋转的时间为4～10min；

所述转鼓旋转的转速为20～30r/min。

8.根据权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述过筛的筛网孔径为3mm；

所述比例为质量比。

9.根据权利要求1～8所述的鉴别方法，其特征在于，所述比例为50％～90％；

所述判断的方式为所述比例的数值越高，所述炼焦煤的结焦性越好。

10.权利要求1～9任意一项所述的鉴别方法在炼焦领域中的应用。