高揮發(fā)分弱粘性煤在搗固焦中的應(yīng)用

【摘要】搗固煉焦是擴(kuò)大煉焦配煤煤源的有效途徑之一，是利用弱粘煤煉焦最有效的加工方法。搗固煉焦是將配合煤在入爐前在搗固機(jī)內(nèi)搗實成體積略小于炭化室的煤餅后，從焦?fàn)t的機(jī)側(cè)推入炭化室內(nèi)的煉焦方法。本文主要論述氣煤在我廠搗固焦生產(chǎn)中的試驗和應(yīng)用，以及對焦炭質(zhì)量、焦炭成本和煉焦生產(chǎn)和回收工序的影響。

【關(guān)鍵詞】搗固焦；高揮發(fā)；弱粘煤

技術(shù)背景：我國是焦炭產(chǎn)、消大國，每年要消耗大量的煉焦煤。但是，從煉焦煤資源上看，我國煉焦用煤儲量僅占26%，其中，強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤和焦煤儲量占總儲量的10%左右。因此，積極推廣弱粘結(jié)煤煉焦是十分必要的。由于煤炭資源和煤炭種類的分布不均，隨著主焦煤和低硫肥煤資源的減少，肥煤和主焦煤比較難采購且價格呈逐漸上漲的趨勢，在此種情況下，自2009年起將所有的焦?fàn)t由頂裝焦?fàn)t改造成搗固焦?fàn)t，進(jìn)廠原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，尋找既滿足高爐生產(chǎn)要求，又保證原材料成本的最佳配比成為質(zhì)量管理工作的重中之重。

1、氣煤的質(zhì)量指標(biāo)

2、原料結(jié)構(gòu)調(diào)整前的配比和質(zhì)量狀況

為了穩(wěn)定提高冶金焦強(qiáng)度指標(biāo)，頂裝煤煉焦必須保證主焦煤、肥煤的質(zhì)量和數(shù)量，一般情況下，焦煤配比在50%左右，1/3焦煤配比在25%左右，一旦出現(xiàn)質(zhì)量波動或進(jìn)廠數(shù)量不足，容易導(dǎo)致冶金焦質(zhì)量發(fā)生波動。在目前的原料市場狀況下，質(zhì)量好的主焦煤、1/3焦煤煤比較難采購，一旦出現(xiàn)問題，焦炭質(zhì)量很難保證。當(dāng)時的配煤比狀況和焦炭質(zhì)量指標(biāo)情況見表2：

從上表可以看出，頂裝煤煉焦，焦炭強(qiáng)度的好壞，主要取決于主焦煤和1/3焦煤的數(shù)量和質(zhì)量。且主焦煤質(zhì)量出現(xiàn)質(zhì)量波動時，同時焦炭強(qiáng)度指標(biāo)就會出現(xiàn)不同程度的波動。從配合煤的質(zhì)量指標(biāo)看，為了保證焦炭強(qiáng)度，配合煤的G值要控制在75%左右，而Y值要在16～18mm的范圍內(nèi)，弱粘結(jié)性的瘦煤和氣煤基本不能使用。

3、原料結(jié)構(gòu)調(diào)整的試驗研究

焦?fàn)t改搗固焦后，著手研究高揮發(fā)分弱粘煤的配入，確定合理的配煤方案，主要從以下幾個方面做了工作：

3.1尋求合適的煤源，進(jìn)過調(diào)查和對比，考慮質(zhì)量、價格、運輸成本等因素，將采購對象定為肥城礦物局的氣煤（鄒城皓博、鮑店）。

3.2對煤樣進(jìn)行煤質(zhì)分析。煤質(zhì)分析包括工業(yè)分析、巖相分析、全硫測定、粘結(jié)性指標(biāo)的測定等。工業(yè)分析和粘結(jié)指數(shù)指標(biāo)見表一，在國標(biāo)劃定的范疇內(nèi)，通過煤巖分析（見圖1）可斷定為單煤層氣煤，符合需求。

3.3根據(jù)分析結(jié)果，對煤質(zhì)進(jìn)行初步鑒定，并擬定出配煤方案。

3.4實驗室配煤煉焦試驗，包括煤質(zhì)分析和配煤試驗。通過對配合煤進(jìn)行煤質(zhì)分析可以預(yù)測焦炭質(zhì)量指標(biāo)，通過測定最佳惰性物量、強(qiáng)度指數(shù)等，根據(jù)等強(qiáng)度曲線預(yù)測焦炭質(zhì)量。配煤試驗在煤質(zhì)分析的基礎(chǔ)上考察配合煤的各組分煤間的相互作用，并直接測定配合煤的總體效應(yīng)。主要采用圓筒試驗和小鐵箱試驗，通過圓筒試驗，觀察焦塊的外觀特點及可測量的工業(yè)分析指標(biāo)，通過鐵箱試驗可以利用自制的小轉(zhuǎn)鼓測定強(qiáng)度指標(biāo)。

3.5爐孔試驗，為了最后確定配煤方案，在前期試驗的基礎(chǔ)上，選出最佳方案，在生產(chǎn)焦?fàn)t上選定數(shù)孔，進(jìn)行工業(yè)試驗。爐孔試驗是經(jīng)過正常的破碎、搗固、炭化等工藝過程，焦炭質(zhì)量數(shù)據(jù)比較真實，同時也考察了推焦是否順利，以決定此煤料能否在實際生產(chǎn)中應(yīng)用。

3.6爐組試驗和煉鐵試驗，通常經(jīng)過爐孔試驗就能確定配煤方案。只是當(dāng)必須煉制足夠數(shù)量的試驗用焦炭，以供煉鐵試驗；或煉焦工藝有較大變革，需長期生產(chǎn)考驗時，才進(jìn)行爐組試驗。爐組試驗應(yīng)記錄全部生產(chǎn)管理狀況及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以備全面對比和核算。

煉鐵試驗將最終鑒定焦炭是否適應(yīng)用戶要求。但是，高爐內(nèi)焦炭的行為和焦炭性能時兩個既有聯(lián)系、又有區(qū)別的概念，高爐內(nèi)焦炭行為是焦炭性能和煉鐵條件的綜合。因此。在煉鐵試驗時，全面測定了入爐前焦炭的各項質(zhì)量指標(biāo)以及煉鐵使用該焦炭時的爐況及入爐焦比情況。

4、氣煤的配比與對應(yīng)的焦炭強(qiáng)度指標(biāo)

為生產(chǎn)出滿足下道工序煉鐵生產(chǎn)要求的合格焦炭，經(jīng)過上述的試驗研究，在配煤中加入了適當(dāng)?shù)娜跽辰Y(jié)煤，分別采用了幾種不同的配比，保證了焦炭強(qiáng)度的同時，降低了直接材料成本，各種配比及配合煤Y、G值見表3：

由上表可見，搗固焦生產(chǎn)后，增配了弱粘結(jié)性煤，配比最高達(dá)到40%，其中高揮發(fā)份弱粘煤（氣煤）高達(dá)15%，M25達(dá)到91%以上，M10在6.0%以下。配合煤G值控制在65%左右，而Y值要在12～15mm的范圍內(nèi)。

6、結(jié)論

6.1.主焦煤配比降低，而且質(zhì)量輕微的質(zhì)量波動在搗固煉焦中對焦炭強(qiáng)度沖擊不明顯；

6.2可以配入適當(dāng)比例的低價弱粘煤（瘦煤、氣煤），高揮發(fā)分氣煤配比高達(dá)15%。

6.3可以配入一定比例的低價高硫肥煤，節(jié)約了低硫的邢臺礦物局的1/3焦煤。

6.4配合煤G值降低了10%左右，Y值降低了3～4mm。

6.5焦炭M25比頂裝焦升高1～2%、M10比頂裝焦降低1～2%，滿足煉鐵高爐生產(chǎn)需要的同時，降低了焦比。

6.6直接材料成本比去年同期降低了6～7元/噸。

參考文獻(xiàn)

[1]陳鵬.《中國煤炭性質(zhì)、分類和利用》.化學(xué)工業(yè)出版社，2006年出版

[2]潘麗慧，魏松波.《煉焦新技術(shù)》.冶金工業(yè)出版社[M].2006年出版

[3]蘇宜春.《煉焦工藝學(xué)》.冶金工業(yè)出版社，2010年出版

[4]高晉生.《煤的熱解、煉焦和煤焦油加工》.化學(xué)工業(yè)出版社，2010年出版