CN114907873A - 炼焦配煤预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼焦配煤预处理方法，依次包括如下步骤：根据炼焦煤的煤质指标和粉碎类别建立第一关系模型，根据粉碎类别和煤料粒度要求建立第二关系模型，根据炼焦煤的种类和配比建立第三关系模型；不同种类的炼焦煤根据第一关系模型确定相应的粉碎类别；同一粉碎类别的炼焦煤作为一组煤料，每组煤料中的炼焦煤根据第三关系模型配合；每组煤料通过交叉筛进行筛分，根据第二关系模型的煤料粒度要求，设定交叉筛的筛孔尺寸，筛下物不进行粉碎，筛上物进行粉碎，使得粉碎后的煤料能通过交叉筛的比例大于等于90％，再将筛上物和筛下物混合；不同组的煤料混合均匀后得到配合煤。本发明能有效改善配合煤的整体结焦性，有助于合理使用炼焦煤资源。

Description

炼焦配煤预处理方法

技术领域

本发明涉及炼焦配煤技术，特别涉及一种采用煤质指标的炼焦配煤预处理方法。

背景技术

目前，国内外大部分炼焦配煤预处理方法都是先配合后粉碎工艺，即不同种类的炼焦煤按适当的配比混合后进行粉碎得到配合煤。这种工艺虽操作简单，但存在不合理之处：不同种类的炼焦煤因变质程度以及煤岩组成导致其硬度不同，配合后共粉碎会造成硬度低的炼焦煤被细粉碎且其粒度主要分布在低粒级范围、硬度高的炼焦煤会被粗粉碎且其粒度主要分布在高粒级范围；根据炼焦配煤的基本理论，硬度低的炼焦煤基本都属于强粘煤，例如焦煤和肥煤，它们具备良好的软融性能、能产生大量胶质体，当被细粉碎后会增加颗粒的比表面，而且颗粒细还会降低堆积密度并增加颗粒之间的间隙，上述因素都会降低胶质体的粘结性能和使用效率，同时，硬度高的炼焦煤基本都属于弱粘煤，例如气煤和瘦煤，它们产生的胶质体少并且惰性物含量较高，当被粗粉碎后会产生大颗粒，强粘煤产生的液相胶质体不足以润湿弱粘煤颗粒表面并将其充分包容，因而炼焦时弱粘煤的强度差并且容易形成裂纹中心。

为解决上述问题，部分企业采用先粉碎后配合的工艺，虽然可以根据炼焦煤的种类控制其相应合适的粉碎细度，有助于提高焦炭质量或在保持焦炭质量前提下多配弱粘煤以降低配煤成本，但是该工艺复杂程度较高、不易于操作，而且需要多台粉碎机导致设备投资较高。另外，选择性粉碎工艺也被一些企业采用，即预先将几种硬度较高的炼焦煤进行预粉碎后再与其它炼焦煤进行配合后再粉碎得到配合煤，但是该工艺还不能避免强粘煤被粉碎过细的问题。

中国专利200910034193.1公开了一种炼焦煤预处理方法，该方法将煤料经给料装置送至调湿分级床内，煤料分成≤3mm和＞3mm二个粒度等级，将粒度≤3mm的细颗粒煤从调湿分级床中排出运送至煤塔，粒度＞3mm的粗颗粒煤从调湿分级床中排出运送至粉碎机室进行粉碎处理，粉碎处理后运送至煤塔，该处理方法没有考虑到不同种类炼焦煤的粉碎性能及其在配合煤中合理的粒度要求，不能确保配合煤的结焦性能最佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炼焦配煤预处理方法，根据炼焦煤的煤质指标进行粉碎类别分组，再分别进行筛分和选择性粉碎，由此得到的配合煤能避免强粘煤过粉碎和弱粘煤粉碎不足，以改善配合煤的均匀性和结焦性。

本发明是这样实现的：

一种炼焦配煤预处理方法，包括如下步骤：

步骤一，选择用于炼焦配煤的炼焦煤种类，并根据炼焦煤的煤质指标和粉碎类别建立第一关系模型，根据粉碎类别和煤料粒度要求建立第二关系模型，根据炼焦煤的种类和配比建立第三关系模型；

步骤二，不同种类的炼焦煤根据第一关系模型确定相应的粉碎类别；

步骤三，同一粉碎类别的炼焦煤作为一组煤料，每组煤料中的不同种类的炼焦煤根据第三关系模型配合；

步骤四，每组煤料通过交叉筛进行筛分，根据第二关系模型的煤料粒度要求，设定交叉筛的筛孔尺寸，筛下物不进行粉碎，筛上物进行粉碎，使得粉碎后的煤料能通过交叉筛的比例大于等于90％，再将筛上物和筛下物混合；

步骤五，不同组的煤料混合均匀后得到配合煤。

所述第一关系模型为：所述煤质指标包括挥发分Vd和最大基氏流动度对数值logMF，所述粉碎类别包括细粉碎、中粉碎和粗粉碎；

当Vd＜18％且logMF＜1.5时，粉碎类别为细粉碎；

当Vd＜18％且logMF≥1.5时，粉碎类别为中粉碎；

当18％≤Vd≤28％且logMF＜1.8时，粉碎类别为中粉碎；

当18％≤Vd≤28％且logMF≥1.8时，粉碎类别为粗粉碎；

当28％＜Vd≤34％且logMF＜2.5时，粉碎类别为中粉碎；

当28％＜Vd≤34％且logMF≥2.5时，粉碎类别为粗粉碎；

当Vd＞34％且logMF＜3.0时，粉碎类别为细粉碎；

当Vd＞34％且logMF≥3.0时，粉碎类别为中粉碎。

所述粉碎类别包括细粉碎、中粉碎和粗粉碎；所述细粉碎、中粉碎和粗粉碎的煤料粒度要求依次增大；所述细粉碎的煤料粒度要求的上限值为2～3mm，中粉碎的煤料粒度要求的上限值为3～5mm，粗粉碎的煤料粒度要求的上限值为5～7mm。

所述细粉碎的煤料粒度要求的上限值为2mm，中粉碎的煤料粒度要求的上限值为3mm，粗粉碎的煤料粒度要求的上限值为5mm。

所述第三关系模型中，所述配比为每一种炼焦煤占配合煤的重量百分比。

所述步骤四中，采用锤式粉碎机进行粉碎。

本发明炼焦配煤预处理方法，根据不同种类炼焦煤的粉碎性能及其粉碎粒度对配合煤的均匀性和结焦性的影响程度，能有效改善配合煤的结焦性，有利于在配煤结构不变的条件下提高焦炭强度，或者在保持焦炭强度的条件下降低强粘煤比例，以提高气煤配比，提高焦炭的高炉内的高温性能，既能合理使用炼焦煤资源，又能降低配煤成本。另外，属于同一粉碎类别的几种炼焦煤作为一组煤料，通过先筛分再进行选择性粉碎，能减少粉碎量，提高配合煤的均匀性，亦有助于降低处理成本。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：科学合理的预处理方法，能减少强粘煤过粉碎和弱粘煤粉碎不足，有效改善配合煤的整体结焦性，能提高焦炭强度，亦能在保持焦炭强度的前提下降低强粘煤比例，有助于合理使用炼焦煤资源。

附图说明

图1为本发明炼焦配煤预处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，一种炼焦配煤预处理方法，包括如下步骤：

步骤一，选择用于炼焦配煤的炼焦煤种类，并根据炼焦煤的煤质指标和粉碎类别建立第一关系模型，根据粉碎类别和煤料粒度要求建立第二关系模型，根据炼焦煤的种类和配比建立第三关系模型。

不同种类的炼焦煤变质程度不同、硬度不同，因而它们的粉碎性能和结焦性能相对于配合煤中的粒度要求是相反的，即粉碎性能好的炼焦煤，粒度越大越有利于在配合煤中发挥其粘结性与结焦性的优势，而粉碎性能差的炼焦煤，粒度相对越小越有利于其在配合煤中均匀分布并被其它炼焦煤形成的胶质体充分包容，有助于提高焦炭强度。根据炼焦煤的粉碎性能和配合煤中对其粒度的要求，通过建立第一关系模型来来确定每一种炼焦煤的粉碎类别，通过建立第二关系模型来确定每一种粉碎类别的煤料粒度要求和筛孔尺寸，通过建立第三关系模型来确定每一种炼焦煤占配合煤的重量百分比，即配比。

第一关系模型中，优选地，煤质指标包括挥发分Vd(GB/T 212-2001)和最大基氏流动度对数值logMF(MT/T 4000-1996)，粉碎类别包括细粉碎、中粉碎和粗粉碎，第一关系模型为：

当Vd＜18％且logMF＜1.5时，粉碎类别为细粉碎；

当Vd＜18％且logMF≥1.5时，粉碎类别为中粉碎；

当18％≤Vd≤28％且logMF＜1.8时，粉碎类别为中粉碎；

当18％≤Vd≤28％且logMF≥1.8时，粉碎类别为粗粉碎；

当28％＜Vd≤34％且logMF＜2.5时，粉碎类别为中粉碎；

当28％＜Vd≤34％且logMF≥2.5时，粉碎类别为粗粉碎；

当Vd＞34％且logMF＜3.0时，粉碎类别为细粉碎；

当Vd＞34％且logMF≥3.0时，粉碎类别为中粉碎。

第二关系模型中，细粉碎、中粉碎和粗粉碎的煤料粒度要求的上限值依次增大。优选地，细粉碎的煤料粒度要求的上限值为2～3mm，中粉碎的煤料粒度要求的上限值为3～5mm，粗粉碎的煤料粒度要求的上限值为5～7mm。

步骤二，不同种类的炼焦煤根据第一关系模型确定相应的粉碎类别。

步骤三，同一粉碎类别的炼焦煤作为一组煤料，每组煤料中的不同种类的炼焦煤根据第三关系模型配合。由此得到三组煤料，即第一组煤料的粉碎类别为细粉碎、第二组煤料的粉碎类别为中粉碎、第三组煤料的粉碎类别为粗粉碎。

步骤四，每组煤料通过交叉筛进行筛分，根据第二关系模型的煤料粒度要求，设定交叉筛的筛孔尺寸，筛下物不进行粉碎，筛上物进行粉碎，使得粉碎后的煤料能通过交叉筛的比例大于等于90％，再将筛上物和筛下物混合。

具体地，第一组煤料的粉碎类别为细粉碎，选择煤料粒度要求的上限值为2mm，由此设定交叉筛的筛孔尺寸为2mm，第一组煤料经交叉筛筛分后，筛下物不进行粉碎，筛上物进行粉碎，粉碎采用锤式粉碎机，通过调节锤式粉碎机的转子速度、锤头重量和个数以控制粉碎粒度，使得筛上物经过粉碎后通过交叉筛的比例大于等于90％，然后将粉碎后的筛上物和筛下物混合。同样地，第二组煤料的粉碎类别为中粉碎，选择煤料粒度要求的上限值为3mm，由此设定交叉筛的筛孔尺寸为3mm，后续步骤和第一组煤料的步骤相同；第三组煤料的粉碎类别为粗粉碎，选择煤料粒度要求的上限值为5mm，由此设定交叉筛的筛孔尺寸为5mm，后续步骤和第一组煤料的步骤相同。

步骤五，不同组的煤料混合均匀后得到配合煤，配合煤送入贮煤塔。

实施例一

某炼焦单元需要配合煤3000t，采用炼焦煤A至炼焦煤I进行炼焦配煤预处理。表1列出了炼焦煤A至炼焦煤I的配比和中国分类。

表1

按照现有的预处理方法，即先配合后粉碎，得到的配合煤粒度＜3mm的比例为82％，采用7米顶装焦炉生产炼焦，干法熄焦，得到的焦炭的冷强度DI₁₅ ¹⁵⁰＝87.5，焦炭的平均粒度MS＝51mm，焦炭反应后强度CSR＝66.8。DI₁₅ ¹⁵⁰为一种焦炭冷强度指标(JIS K 2151)，CSR为一种焦炭热性能指标(GB/T4000-1996)

实施例二

某炼焦单元需要配合煤3000t，采用的炼焦煤和实施例一相同，即炼焦煤A至炼焦煤I。表2列出了炼焦煤A至炼焦煤I的配比、中国分类、挥发分、最大基氏流动度对数值、粉碎类别。

表2

根据炼焦煤的煤质指标确定粉碎类别，具体为：炼焦煤C﹑炼焦煤G和炼焦煤H为细粉碎即第一组煤料，炼焦煤A﹑炼焦煤D和炼焦煤I为中粉碎即第二组煤料，炼焦煤B﹑炼焦煤E和炼焦煤F为粗粉碎即第三组煤料。细粉碎的煤料粒度要求的上限值为2mm，中粉碎的煤料粒度要求的上限值为3mm，粗粉碎的煤料粒度要求的上限值为5mm。

针对第一组煤料(细粉碎)，首先按照各炼焦煤在配合煤中的配比进行配合，即炼焦煤C为360t，炼焦煤G为210t，炼焦煤H为420t，将这三种炼焦煤切取后混合进行筛分，交叉筛的筛孔尺寸设为2mm，筛下物不进行粉碎，筛上物经粉碎后可通过交叉筛的比例为90％，然后将粉碎后的筛上物和筛下物混合后待后续处理。

针对第二组煤料(中粉碎)，首先按照各炼焦煤在配合煤中的配比进行配合，即炼焦煤A为300t，炼焦煤D为270t，炼焦煤I为450t，将这三种炼焦煤切取后混合进行筛分，交叉筛的筛孔尺寸设为3mm，筛下物不进行粉碎，筛上物经粉碎后可通过交叉筛的比例为93％，然后将粉碎后的筛上物和筛下物混合后待后续处理。

针对第三组煤料(粗粉碎)，首先按照各炼焦煤在配合煤中的配比进行配合，即炼焦煤B为390t，炼焦煤E为300t，炼焦煤F为300t，将这三种炼焦煤切取后混合进行筛分，交叉筛的筛孔尺寸设为5mm，筛下物不进行粉碎，筛上物经粉碎后可通过交叉筛的比例为95％，然后将粉碎后的筛上物和筛下物混合后待后续处理。

最后，将这三组经过筛分、选择性粉碎和混合处理后的煤料混合均匀，得到的配合煤粒度<3mm的比例为86％，采用7米顶装焦炉生产炼焦，干法熄焦，得到的焦炭的冷强度DI₁₅ ¹⁵⁰＝89.2，焦炭的平均粒度MS＝55mm，焦炭反应后强度CSR＝69.5。

实施例三

某炼焦单元需要配合煤3000t，采用的炼焦煤和实施例一相同，即炼焦煤A至炼焦煤I。在保证焦炭质量和实施例一的焦炭质量相近的前提下，针对中国分类，采取减少焦煤的配比并增加气煤和1/3焦煤的配比，以降低配煤成本。表3列出了炼焦煤A至炼焦煤I的原配比、新配比、中国分类、粉碎类别。

表3

炼焦煤的粉碎类别和实施例二相同，即炼焦煤C﹑炼焦煤G和炼焦煤H为细粉碎即第一组煤料，炼焦煤A﹑炼焦煤D和炼焦煤I为中粉碎即第二组煤料，炼焦煤B﹑炼焦煤E和炼焦煤F为粗粉碎即第三组煤料。细粉碎的煤料粒度要求的上限值为2mm，中粉碎的煤料粒度要求的上限值为3mm，粗粉碎的煤料粒度要求的上限值为5mm。

针对第一组煤料(细粉碎)，首先按照各炼焦煤在配合煤中的新配比进行配合，即炼焦煤C为360t，炼焦煤G为300t，炼焦煤H为540t，将这三种炼焦煤切取后混合进行筛分，交叉筛的筛孔尺寸设为2mm，筛下物不进行粉碎，筛上物经粉碎后可通过交叉筛的比例为90％，然后将粉碎后的筛上物和筛下物混合后待后续处理。

针对第二组煤料(中粉碎)，首先按照各炼焦煤在配合煤中的配比进行配合，即炼焦煤A为240t，炼焦煤D为210t，炼焦煤I为450t，将这三种炼焦煤切取后混合进行筛分，交叉筛的筛孔尺寸设为3mm，筛下物不进行粉碎，筛上物经粉碎后可通过交叉筛的比例为94％，然后将粉碎后的筛上物和筛下物混合后待后续处理。

针对第三组煤料(粗粉碎)，首先按照各炼焦煤在配合煤中的配比进行配合，即炼焦煤B为300t，炼焦煤E为300t，炼焦煤F为300t，将这三种炼焦煤切取后混合进行筛分，交叉筛的筛孔尺寸设为5mm，筛下物不进行粉碎，筛上物经粉碎后可通过交叉筛的比例为96％，然后将粉碎后的筛上物和筛下物混合后待后续处理。

最后，将这三组经过筛分、选择性粉碎和混合处理后的煤料混合均匀，得到的配合煤粒度<3mm的比例为85％，采用7米顶装焦炉生产炼焦，干法熄焦，得到的焦炭的冷强度DI₁₅ ¹⁵⁰＝87.4，焦炭的平均粒度MS＝51mm，焦炭反应后强度CSR＝66.7。按中国分类，焦煤与气煤的平均每吨差价在500元，通过预处理在保证焦炭质量的前提下通过调整炼焦煤的配比以改变配煤结构，使得配煤成本降低10500元。

本发明炼焦配煤预处理方法是根据炼焦煤的粉碎粒度对配合煤的均匀性和结焦性的影响，将炼焦煤按粉碎类别分组配合后先筛分后选择性粉碎，能减少粉碎量，提高配合煤的均匀性和改善配合煤的结焦性。在保证焦炭质量的前提下，能提高弱粘煤的配比，提高焦炭在高炉内耐高温性能，并有益于合理使用炼焦煤资源和降低配煤成本。本发明适用于向新建的钢铁企业、焦化企业或者需要技术升级与改建的企业进行推广。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种炼焦配煤预处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，选择用于炼焦配煤的炼焦煤种类，并根据炼焦煤的煤质指标和粉碎类别建立第一关系模型，根据粉碎类别和煤料粒度要求建立第二关系模型，根据炼焦煤的种类和配比建立第三关系模型；

步骤二，不同种类的炼焦煤根据第一关系模型确定相应的粉碎类别；

步骤三，同一粉碎类别的炼焦煤作为一组煤料，每组煤料中的不同种类的炼焦煤根据第三关系模型配合；

步骤四，每组煤料通过交叉筛进行筛分，根据第二关系模型的煤料粒度要求，设定交叉筛的筛孔尺寸，筛下物不进行粉碎，筛上物进行粉碎，使得粉碎后的煤料能通过交叉筛的比例大于等于90％，再将筛上物和筛下物混合；

步骤五，不同组的煤料混合均匀后得到配合煤。

2.根据权利要求1所述的炼焦配煤预处理方法，其特征在于：所述第一关系模型为：所述煤质指标包括挥发分Vd和最大基氏流动度对数值logMF，所述粉碎类别包括细粉碎、中粉碎和粗粉碎；

当Vd＜18％且logMF＜1.5时，粉碎类别为细粉碎；

当Vd＜18％且logMF≥1.5时，粉碎类别为中粉碎；

当18％≤Vd≤28％且logMF＜1.8时，粉碎类别为中粉碎；

当18％≤Vd≤28％且logMF≥1.8时，粉碎类别为粗粉碎；

当28％＜Vd≤34％且logMF＜2.5时，粉碎类别为中粉碎；

当28％＜Vd≤34％且logMF≥2.5时，粉碎类别为粗粉碎；

当Vd＞34％且logMF＜3.0时，粉碎类别为细粉碎；

当Vd＞34％且logMF≥3.0时，粉碎类别为中粉碎。

3.根据权利要求1或2所述的炼焦配煤预处理方法，其特征在于：所述第二关系模型为：所述粉碎类别包括细粉碎、中粉碎和粗粉碎；所述细粉碎、中粉碎和粗粉碎的煤料粒度要求依次增大；所述细粉碎的煤料粒度要求的上限值为2～3mm，中粉碎的煤料粒度要求的上限值为3～5mm，粗粉碎的煤料粒度要求的上限值为5～7mm。

4.根据权利要求3所述的炼焦配煤预处理方法，其特征在于：所述细粉碎的煤料粒度要求的上限值为2mm，中粉碎的煤料粒度要求的上限值为3mm，粗粉碎的煤料粒度要求的上限值为5mm。

5.根据权利要求1所述的炼焦配煤预处理方法，其特征在于：所述第三关系模型中，所述配比为每一种炼焦煤占配合煤的重量百分比。

6.根据权利要求1所述的炼焦配煤预处理方法，其特征在于：所述步骤四中，采用锤式粉碎机进行粉碎。

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