CN113088310B - 一种捣固配煤炼焦方法、其产品及炼焦用配合煤 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焦化行业炼焦技术领域，具体地，涉及一种捣固配煤炼焦方法、其产品及炼焦用配合煤。本发明的捣固配煤炼焦方法包括将各单种炼焦煤混配得到配合煤的步骤，炼焦煤中不含有焦煤，炼焦煤的种类和重量百分比为：气煤5％～15％，1/3焦煤30％～40％，气肥煤5％～10％，高硫瘦煤10％～15％，贫痩煤20％～30％。本发明可以减少焦煤资源消耗，适应长期发展的需要；同时保证焦炭质量，降低配煤成本，提高焦炭利润。
Description
技术领域
本发明属于焦化行业炼焦技术领域，具体地，涉及一种捣固配煤炼焦方法、其产品及炼焦用配合煤。
背景技术
现有普通的配煤炼焦大多都采用焦煤、肥煤、气煤、1/3焦煤等炼焦煤，我国煤炭资源总量为1.02万亿吨，炼焦煤资源储量为2803亿吨，占全国查明煤炭资源储量的27.6％，品种虽较为齐全，但结构及地域分布都很不平衡。炼焦煤中，焦煤、肥煤占我国炼焦煤资源量的24.3％、13.6％，气煤和1/3焦煤占46.9％，瘦煤占15.1％。从占比可以看出，我国焦煤资源较少。而且随着钢铁行业的快速发展，特别是高炉容积的大型化，对焦炭的需求不断加大，使炼焦煤的供应日益紧张。尤其是焦煤资源不足，因此，需要创新配煤结构，不使用焦煤而生产优质焦炭，一方面，可减少对焦煤资源的消耗，适应企业长期发展的需要；一方面降低配煤成本，提高焦炭利润。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明第一方面提出一种捣固配煤炼焦方法。
本发明第二方面提出采用该捣固配煤炼焦方法制备得到的干熄焦或湿熄焦。
本发明第三方面提出一种炼焦用配合煤。
为了完成本发明的发明目的，采用的技术方案为：
本发明第一方面提出一种捣固配煤炼焦方法，包括将各单种炼焦煤混配得到配合煤的步骤，所述炼焦煤中不含有焦煤，所述炼焦煤的种类和重量百分比为：气煤5％～15％，1/3焦煤30％～40％，气肥煤5％～10％，高硫瘦煤10％～15％，贫痩煤20％～30％。
本发明第二方面提出采用该捣固配煤炼焦方法制备得到的干熄焦或湿熄焦，干熄焦或湿熄焦同时满足以下参数：
A≤13.0；
S≤0.75；
M25≥90％；
耐磨强度M10≤7％；
反应性CRI≤30％；
反应后强度CSR≥60％。
本发明第三方面提出一种炼焦用配合煤，所述炼焦用配合煤的原料中不含焦煤，炼焦煤的种类和重量百分比为：气煤5％～15％，1/3焦煤30％～40％，气肥煤5％～10％，高硫瘦煤10％～15％，贫痩煤20％～30％。
本发明的技术方案至少具有以下技术效果：
本发明提出一种不配焦煤的捣固配煤炼焦方法，用少量的具有较好结焦性(用单种煤单独炼焦实验得到的焦炭CSR指标表征)的气煤以及少量的较好粘结性(用最大流动度和塑性区间指标表征)的气肥煤和1/3焦煤结合高硫瘦煤和贫瘦煤，保证了炼焦过程中各煤种软化熔融连续、充分衔接和结焦的均匀性，避免了不配焦煤出现不同煤分别炭化现象，保证焦炭质量合格。
本发明的优异的技术效果在于：没有配用焦煤，比一般配煤结构减少20％焦煤的配入量。一方面，可以减少焦煤资源消耗，适应长期发展的需要；另一方面，降低了配煤成本，提高焦炭利润。按焦煤与其他煤种差价约300元/吨，吨配煤价可以降低70～80元。同时保证焦炭质量，达到了现有技术中的配合焦煤的捣固配煤炼焦方法得到的湿熄焦及干熄焦的质量水平。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
本发明实施例提出一种捣固配煤炼焦方法，具体为：将各单种炼焦煤混配得到配合煤、然后进行炼焦。炼焦煤是一种烟煤，习惯上将具有一定的粘结性，在室式焦炉炼焦条件下可以结焦，用于生产一定质量焦炭的原料煤统称为炼焦煤。炼焦煤作为生产原料，用来生产焦炭。将各单种炼焦煤混配得到的组合物称为配合煤。根据目前对捣固配煤炼焦方法的研究，普遍认为配合煤中需要含有一些结焦性能比较好的单种炼焦煤，例如焦煤、肥煤等。克服现有技术中的偏见，没有配用焦煤和肥煤，通过添加我国储备量大、价格低的气煤和1/3焦煤，还添加有需要经洗选、烧过程中脱(固)硫或烟气脱除以能达到减少SO2排放才能应用的高硫瘦煤，以及粘结性介于贫煤和瘦煤之间、不能单独炼成块状焦炭的贫痩煤，仅加少量的气肥煤用于增加粘结和硫分，通过将上述原料称重、分碎和混合，制备得到配合煤，配合煤经炼焦得到符合质量标准的优质焦炭，从而完成了本发明。
具体的，炼焦煤的种类和重量百分比为：气煤5％～15％，1/3焦煤30％～40％，气肥煤5％～10％，高硫瘦煤10％～15％，贫痩煤20％～30％。本发明实施例通过对炼焦煤的比例进行大量筛选实验获得上述炼焦煤的重量比。本发明不添加焦煤和肥煤，通过采用1/3焦煤、气煤和气肥煤的配合，不仅可降低成本，并且可以制备得到符合标准焦炭。在本发明的配煤体系中，在1/3焦煤用量固定的条件下，气煤和气肥煤的各自的比例不能再继续降低，高硫瘦煤和贫痩煤的各自的比例也不能再继续提高，否则无法制备得到符合标准焦炭。其中，1/3焦煤的重量百分比为30％～40％，在该比例范围内提高1/3焦煤的用量，可进一步降低成本，但如果用量继续增加，会使配煤成本上升，同时还会使焦炭硫分升高。气煤的重量百分比为5％～15％，气煤的价格低于1/3焦的价格，气煤可以继续增加，但不能超过此15％范围，会影响焦炭热态。
在本发明实施例某一具体实施方式中，贫痩煤的重量百分比为22％～30％，更优选为25％～30％；在该比例范围内提高贫痩煤的用量，可进一步降低成本，但用量不能继续提高，否则会使焦炭热强度降低。
在本发明实施例某一具体实施方式中，高硫瘦煤的重量百分比为12％～15％。在该比例范围内提高高硫瘦煤的用量，可进一步降低成本，但用量不能继续提高，否则会影响焦炭硫分升高，无法生产满足标准的焦炭。
具体地，本发明实施例中各种炼焦煤的种类的具体参数为：
气煤的Vdaf≤39％，基氏最大流动度≥200ddpm，塑性区间≥30℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥20％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥35％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.65～0.8％的比例≥80％；
1/3焦煤的Vdaf≤39％，基氏最大流动度≥10000ddpm，塑性区间≥100℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥50％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥50％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.8～0.9％的比例≥80％；
气肥煤的Vdaf≤42％，基氏最大流动度≥10000ddpm且塑性区间≥100℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥30％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥30％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.65～0.8％的比例≥40％；
高硫瘦煤G≥60，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥55％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥55％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中1.5～1.7％的比例≥40％；
贫瘦煤G≥12。
在本发明实施例某一具体实施方式中，高硫瘦煤的硫分大于2.0wt％，优选大于3.0wt％。
在本发明实施例某一具体实施方式中，混配得到的配合煤同时满足以下参数：
水分≤11％；
灰分≤10％；
硫分≤0.80％；
粘结指数G≥65；
胶质层最大厚度Y≥12.0mm；
煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.8～1.5％的比例≥50％，且反射率分布曲线连续无明显缺口。
本发明实施例的配合煤在配煤结构中不用焦煤，减少焦煤使用，降低配煤成本。
在本发明实施例某一具体实施方式中，在混配步骤之前，对气煤进行预粉碎，预粉碎后细度小于3mm的颗粒的体积百分含量为85％～90％。粉碎的步骤可以提高焦炭粒度。
本发明实施例某一具体实施方式中，配合煤入炉炼焦前总细度小于3mm的颗粒的体积百分含量为87％～91％，堆密度≥1.0t/m3。控制配合煤入炉炼焦前总细度可以提升焦炭粒度。
本发明实施例炼焦的设备可采用5.5m捣固焦炉，并不限于此，本领域技术人员可根据场地规模、投资与建设周期选择合适规格的捣固焦炉。
本发明实施例还涉及采用上述捣固配煤炼焦方法制备得到的焦炭，包括干熄焦或湿熄焦，湿熄焦是指用熄焦车将出炉的红焦载往熄焦塔用水喷淋获得的焦炭，干熄焦是指采用惰性气体将红焦降温冷却而获得的焦炭。所制备得到的干熄焦或湿熄焦同时满足以下参数：
A≤13.0；
S≤0.75；
M25≥90％；
耐磨强度M10≤7％；
反应性CRI≤30％；
反应后强度CSR≥60％。
本发明实施例还涉及一种炼焦用配合煤，炼焦用配合煤的原料中不含焦煤，炼焦煤的种类和重量百分比为：气煤5％～15％，1/3焦煤30％～40％，气肥煤5％～10％，高硫瘦煤10％～15％，贫痩煤20％～30％。本发明实施例的炼焦用配合煤可显著减低炼焦成本，可经炼焦得到符合质量标准的优质焦炭。
具体的，本发明实施例中各种炼焦煤的种类的具体参数为：
气煤的Vdaf≤39％，基氏最大流动度≥200ddpm，塑性区间≥30℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥20％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥35％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.65～0.8％的比例≥80％；
1/3焦煤的Vdaf≤39％，基氏最大流动度≥10000ddpm，塑性区间≥100℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥50％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥50％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.8～0.9％的比例≥80％；
气肥煤的Vdaf≤42％，基氏最大流动度≥10000ddp且塑性区间≥100℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥30％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥30％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.65～0.8％的比例≥40％；
高硫瘦煤G≥60，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥55％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥55％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中1.5～1.7％的比例≥40％；
贫瘦煤G≥12。
具体的，本发明实施例中配合煤同时满足以下参数：
水分≤11％；
灰分≤10％；
硫分≤0.80％；
粘结指数G≥65；
胶质层最大厚度Y≥12.0mm；
煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.8～1.5％的比例≥50％，且反射率分布曲线连续无明显缺口。
本发明实施例中未具体公开的操作均为本领域的常规操作。
实施例1
本实施例提供一种捣固配煤炼焦方法，包括将各单种炼焦煤混配的步骤，各单种炼焦煤及其重量百分比如下：气煤15％，1/3焦煤30％，气肥煤10％，高硫瘦煤15％，贫痩煤30％，在以下表1中列出实施例1中使用的各单种炼焦煤的质量指标。
表1
对气煤进行预粉碎，预粉碎后细度(小于3mm)颗粒的体积百分含量为87.8％，然后各单种煤按上述重量百分比配合混匀，再一起进粉碎机，使入炉煤细度(小于3mm)颗粒的体积百分含量为88.7％，堆密度为1.03t/m3。所制备得到配合煤的指标数据如表2所示。
表2
其中，“—”表示产品标准中对该指标未做要求。
由表2的实验数据可知，采用本发明配方制备得到的配合煤质量指标数据符合产品目标要求。
将上述配合煤在5.5m捣固焦炉上炼焦，所得湿熄焦1的质量指标如表3所示。
表3
| Ad/％ | St,d/％ | M25/％ | M10/％ | CRI/％ | CSR/％ | |
| 产品标准 | ≤13 | ≤0.75 | ≥90 | ≤7 | ≤30 | ≥60 |
| 湿熄焦1 | 12.76 | 0.73 | 92.5 | 5.5 | 29.0 | 61.5 |
由表3可以看到，通过上述不配焦煤的捣固配煤炼焦方法，得到的湿熄焦符合质量指标。由实施例1的结果可以看出，本申请的捣固配煤炼焦方法，在不配焦煤的情况下得到的配合煤及湿熄焦的质量指标均符合要求，从而在保证焦炭质量的前提下，实现了降低了配煤成本，提高焦炭利润的技术效果。
实施例2
本实施例提供一种捣固配煤炼焦方法，包括将各单种炼焦煤混配的步骤，各单种炼焦煤及其重量百分比如下：气煤5％，1/3焦煤40％，气肥煤5％，高硫瘦煤10％，贫痩煤30％，实施例2中使用的各单种炼焦煤的质量指标同表1。
对气煤进行预粉碎，预粉碎后细度(小于3mm)颗粒的体积百分含量为87.8％，然后各单种煤按上述重量百分比配合混匀，再一起进粉碎机，使入炉煤细度(小于3mm)颗粒的体积百分含量为89.2％，堆密度为1.03t/m3。所制备得到配合煤的指标数据如表4所示。
表4
其中，“—”表示产品标准中对该指标未作要求。
由表4可知，配合煤质量指标数据符合要求。
将上述配合煤在5.5m捣固焦炉上炼焦所得湿熄焦2的质量指标如表5所示。
表5
| Ad/％ | St,d/％ | M25/％ | M10/％ | CRI/％ | CSR/％ | |
| 产品标准 | ≤13 | ≤0.75 | ≥90 | ≤7 | ≤30 | ≥60 |
| 湿熄焦2 | 12.89 | 0.70 | 93.6 | 4.0 | 28.5 | 62.0 |
由表5中可知，通过上述不配焦煤的捣固配煤炼焦方法，得到的湿熄焦达到产品的目标质量指标。由实施例2的结果可以看出，本申请的捣固配煤炼焦方法，在不配焦煤的情况下得到的配合煤及湿熄焦的质量指标均符合要求，从而在保证焦炭质量的前提下，实现了降低了配煤成本，提高焦炭利润的技术效果。
对比例：
采用实施例1的方法制备湿熄焦D1～湿熄焦D5，区别在于采用如表6所示配方。
表6
| 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | |
| 气煤 | 15％ | 4％ | 5％ | 15％ | 15％ | 10％ |
| 1/3焦煤 | 30％ | 36％ | 45％ | 37％ | 30％ | 30％ |
| 气肥煤 | 10％ | 15％ | 5％ | 3％ | 5％ | 10％ |
| 高硫瘦煤 | 15％ | 15％ | 15％ | 15％ | 20％ | 15％ |
| 贫痩煤 | 30％ | 30％ | 30％ | 30％ | 30％ | 35％ |
将上述对比例1～5的配合煤在5.5m捣固焦炉上炼焦所得湿熄焦D1～D5的质量指标，具体如表7所示：
表7
| A<sub>d</sub>/％ | S<sub>td</sub>/％ | M<sub>25</sub>/％ | M<sub>10</sub>/％ | CRI/％ | CSR/％ | |
| 产品标准 | ≤13 | ≤0.75 | ≥90 | ≤7 | ≤30 | ≥60 |
| 湿熄焦D1 | 12.86 | 0.77 | 92.1 | 5.1 | 28.5 | 61.2 |
| 湿熄焦D2 | 13.08 | 0.73 | 92.7 | 5.3 | 29.1 | 60.4 |
| 湿熄焦D3 | 13.02 | 0.76 | 92.4 | 5.0 | 30.1 | 59.1 |
| 湿熄焦D4 | 12.80 | 0.78 | 92.0 | 5.1 | 29.3 | 60.6 |
| 湿熄焦D5 | 12.83 | 0.74 | 91.5 | 6.0 | 31.0 | 59.0 |
通过上述对比例的实验数据可进一步说明，本发明的配方的选择并非是常规选择，即并非任意选择的不含有焦煤和肥煤的配方都可解决本发明的技术问题并达到相应的技术效果。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种捣固配煤炼焦方法，其特征在于，包括将各单种炼焦煤混配得到配合煤的步骤，所述炼焦煤中不含有焦煤和肥煤，所述炼焦煤的种类和重量百分比为：气煤5％～15％，1/3焦煤30％～40％，气肥煤5％～10％，高硫瘦煤10％～15％，贫痩煤20％～30％；
所述气煤的Vdaf≤39％，基氏最大流动度≥200ddpm，塑性区间≥30℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥20％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥35％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.65～0.8％的比例≥80％；
所述1/3焦煤的Vdaf≤39％，基氏最大流动度≥10000ddpm，塑性区间≥100℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥50％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥50％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.8～0.9％的比例≥80％；
所述气肥煤的Vdaf≤42％，基氏最大流动度≥10000ddpm且塑性区间≥100℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥30％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥30％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.65～0.8％的比例≥40％；
所述高硫瘦煤G≥60，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥55％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥55％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中1.5～1.7％的比例≥40％；
所述贫瘦煤G≥12；
混配得到的配合煤同时满足以下参数：
水分≤11％；
灰分≤10％；
硫分≤0.80％；
粘结指数G≥65；
胶质层最大厚度Y≥12.0mm；
煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.8～1.5％的比例≥50％，且反射率分布曲线连续无明显缺口。
2.根据权利要求1所述的捣固配煤炼焦方法，其特征在于，所述炼焦煤中，所述贫痩煤的重量百分比为25％～30％。
3.根据权利要求1所述的捣固配煤炼焦方法，其特征在于，高硫瘦煤的重量百分比为12％～15％。
4.根据权利要求1所述的捣固配煤炼焦方法，其特征在于，所述高硫瘦煤的硫分大于2.0wt％。
5.根据权利要求4所述的捣固配煤炼焦方法，其特征在于，所述高硫瘦煤的硫分大于3.0wt％。
6.根据权利要求1所述的捣固配煤炼焦方法，其特征在于，在所述混配步骤之前，对所述气煤进行预粉碎，预粉碎后细度小于3mm的颗粒的体积百分含量为85％～90％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的捣固配煤炼焦方法，其特征在于，所述配合煤入炉炼焦前总细度小于3mm的颗粒的体积百分含量为87％～91％，堆密度≥1.0t/m3。
8.如权利要求1～7任一项所述的捣固配煤炼焦方法制备得到的干熄焦或湿熄焦，其特征在于，所述干熄焦或湿熄焦同时满足以下参数：
A≤13.0；
S≤0.75；
M25≥90％；
耐磨强度M10≤7％；
反应性CRI≤30％；
反应后强度CSR≥60％。
9.一种炼焦用配合煤，其特征在于，所述炼焦用配合煤的原料中不含焦煤和肥煤，炼焦煤的种类和重量百分比为：气煤5％～15％，1/3焦煤30％～40％，气肥煤5％～10％，高硫瘦煤10％～15％，贫痩煤20％～30％；
所述气煤的Vdaf≤39％，基氏最大流动度≥200ddpm，塑性区间≥30℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥20％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥35％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.65～0.8％的比例≥80％；
所述1/3焦煤的Vdaf≤39％，基氏最大流动度≥10000ddpm，塑性区间≥100℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥50％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥50％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.8～0.9％的比例≥80％；
所述气肥煤的Vdaf≤42％，基氏最大流动度≥10000ddpm且塑性区间≥100℃，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥30％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥30％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.65～0.8％的比例≥40％；
所述高硫瘦煤G≥60，且40kg小焦炉单独炼焦焦炭CSR≥55％或铁箱实验单独炼焦焦炭CSR≥55％，煤岩相镜质组随机反射率Re分布中1.5～1.7％的比例≥40％；
所述贫瘦煤G≥12；
所述配合煤同时满足以下参数：
水分≤11％；
灰分≤10％；
硫分≤0.80％；
粘结指数G≥65；
胶质层最大厚度Y≥12.0mm；
煤岩相镜质组随机反射率Re分布中0.8～1.5％的比例≥50％，且反射率分布曲线连续无明显缺口。
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