煤巖分析在煉焦配煤生產中的應用

陳意

摘 要：我國焦化企業(yè)由于受技術因素影響，焦炭的質量波動極大，煤巖分析法為焦化企業(yè)擺脫這種困境提供了科學的方法，使煉焦企業(yè)能夠利用煤巖分析理論以及技術生產出高質量的焦炭。

關鍵詞：分類堆放；混煤；鑒別；煉焦配煤

中圖分類號：TQ520.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0174-02

各焦化企業(yè)生產使用的優(yōu)質煉焦煤資源隨著人類的開采逐年減少，冶金焦價格也在逐年攀升，導致煉焦企業(yè)不得不使用其他煤種來代替，企業(yè)使用的煤種越來越多，洗煤廠為了獲得高額的利潤，把兩種或者是多種配洗煤混和配洗后當做優(yōu)質的焦煤出售給煉焦企業(yè)，而煉焦企業(yè)的常規(guī)化驗方法不能有效鑒別出混煤情況，以及各種煤混合的比例是多少，各地煤炭的質量也有差異，所以即使是相同種類的煤炭質量也是參差不齊，在這種情況下造成企業(yè)使用的單種煤的質量得不到有效地保證。這些質量差異較大的原料洗精煤如果作為原料進入到焦化企業(yè)的焦爐生產中，企業(yè)的生產出來的焦炭質量很難得到保證，使煉鋼企業(yè)的生產受到影響。針對這種狀況焦化企業(yè)普遍采用煤巖學理論，采取措施對原料洗精煤的的質量進行控制，通過煤的鏡質組最大反射率鑒別焦煤與混合煤，于此同時還通過反射率分布圖有效地鑒別出混煤比例，運用煤巖學參數指導焦化企業(yè)的配煤煉焦生產，提高了焦炭的質量，而且使生產成本得到有效的降低。

1 進廠原料煤要分類堆放

大型的焦化廠的產能較大，原料煤的供應量也就比較多，一般的大型煉焦企業(yè)的煤炭供應戶大約有20～30家。有些企業(yè)的煤場貯存量比較小、煤斗槽與筒倉的數量比較少等條件限制，這些20余種原料煤受現有的場地的影響堆放的時候只能把質量相差不多的煤種一起堆放，配煤時作為單種煤使用，煉焦企業(yè)使用的單種煤通常情況下為10種，最多的時候可以達到12種。

煉焦企業(yè)原煤的分類通常是根據原煤的黏結性與工業(yè)分析指標，把原煤中硫分與灰分相近的原煤作為同一類原煤堆放在一起，以節(jié)省堆放場地，在生產中發(fā)現焦炭質量的波動對配煤比的影響非常大，特別是焦炭強度指標的聯(lián)系非常緊密，經常會隨著焦炭強度指標上下起伏。

發(fā)現這個問題后，對這一問題進行研究，對原料煤進行了巖相分析而且通過小焦爐進行小規(guī)模的實驗，結果發(fā)現，一些同一種類的煤種結焦性相差非常大，所以造成了生產中焦炭質量的波動。以煤a為例，質量分析指標見表1。

從表1中的各項數據可以看出：這種煤為1/3焦煤。把這種煤與其它1/3焦煤堆放在一起，然后把其以25%的比例配入裝爐煤進行煉焦生產。結果生產的焦炭質量出現下降，其中焦炭冷態(tài)強度M40下降了將近7%。

對煤a與其他1/3焦煤作了煤巖對比分析，分析參數測試結果見表2。

然后又進行了煤a與1/3焦煤分別進行了單種煤鐵箱實驗，試驗參數結果結果見表3：

從煤巖的實驗數據上看煤a鏡質組平均反射率為 0.652%，其煤化程度比1/3焦煤要低得多，其煤化程度比較接近氣煤；而不是焦煤，用小焦爐進行單獨煉焦實驗的時候，發(fā)現它的焦炭冷、熱態(tài)強度比1/3焦煤要低很多，而且煤a反應性比1/3焦煤也高出很多。由以上試驗數據分析中我們可以看到將煤a與1/3焦煤堆放在一起，作為1/3焦煤使用是不科學的，其科學合理的使用方法是，把煤a與煤化程度比較接近它的氣煤堆放在一起或者是單獨堆放，是比較合理的。

2 混煤的鑒別及其使用

由于目前煤炭市場中一些優(yōu)質煤資源短缺，為了追求利潤部分供煤企業(yè)在優(yōu)質煉焦煤中混入低價煤，充當優(yōu)質煤出售，煉焦企業(yè)使用的一般手段與常規(guī)檢驗設備鑒別不出這是混合了劣質煤的原料煤，所以煉焦企業(yè)應該對進廠原煤的質量嚴格把關杜絕劣質煤進廠，引進先進的鑒別儀器可以有效分析出混煤以及混煤的比例，煉焦企業(yè)可以通過顯微鏡光度計對原料煤進行鑒別，顯微鏡光度計可以準確檢測出煤鏡質體的隨機反射率，通過對比分析檢測的結果盡可以確定進場的原料煤是混煤還是優(yōu)質煤，并可以測出組成混煤的各個種類煤炭的比例。

根據國標相關標準的規(guī)定鑒定單一煤與混煤的標準為：檢測到的反射率的標準偏差>0.2，而且沒有凹口的是復雜混煤（如圖1c所示）；反射率的標準偏差0.1<0.19而且沒有凹口的（如圖1b所示），是簡單的混煤；反射率標準偏差<0.1而且沒有凹口的，是單一煤層煤（如圖1a所示）；沒有摻雜其他種類的煤炭。

煉焦企業(yè)可以依據國際標準對進場的原料煤質量進行控制，已經進場的混合煤要用顯微鏡光度計檢測，依據檢測數據與煤質常規(guī)分析指標進行比照，判斷組成混合煤的煤炭種類，以及這些煤炭在混合煤中所占的比例，在進行配煤煉焦的時候把各類別煤種在煉焦時的特點考慮進去，使煉焦的質量得到提高。

3 用煤巖分離理論指導配煤煉焦

3.1 在進行配煤煉焦之前要根據入爐煤的鏡質體反射率

圖科學、合理的調整配煤比例使之達到生產需要

為了改變焦炭的質量不穩(wěn)定的現象，在煉焦之前要對入爐煤做鏡質體反射率的檢測，并且與反射率分布圖形 （如圖2所示）進行比照，分析不同種類的煤的比例是否合理，及時發(fā)現配比中的問題，并且進行調整。如圖2a～2d所示，這是某煉焦企業(yè)對入爐煤進行檢測后得到的反射率分布圖，從圖中可以看到四個圖中的入爐煤的配煤都不是非常合理的，在反射率1.1%～1.42%之間的凹口較大（如圖2a～2d所示），有的甚至出現斷檔 （如圖2a、2b所示）。反射率圖出現明顯的凹口或者斷檔說明缺少與這一反射率區(qū)間對應的煤種，在2b圖中反射率1.1%～1.46%處凹口較大，說明在配煤中反射率在1.1%～1.46%的煤種在配煤中的比例少；在1.26%～1.31%處斷檔，表明1.26%～1.31%的煤種幾乎沒有，把缺少的煤種補齊，提高結焦的熔融性，將圖表凹口出于斷檔處 “填平補齊”，提高焦炭的質量，保證焦炭質量的穩(wěn)定性。從以上圖表分析的結果中得出把圖表“填平補齊”需增加變質度相對低些的焦煤與肥煤。

圖2a～2d所示，入爐煤中焦煤的配入的比例比較高，但部分是變質程度較高而且為反射率在1.52%以上的焦煤，也就是為JM15.24改變這種不科學的配煤方法是在煉焦生產中加入其他種類的煤炭，可以在配煤中適當的增加肥煤的比例，同時還要加入隨機反射率為1.32%左右的JM25，以及介于焦煤與肥煤之間的新柳煤，替代一部分隨機反射率為1.52%左右變質程度較高的JM15.24，調整配煤的種類與入煤比例之后重新檢測獲得的入爐煤反射率分布圖 （如圖2e所示）從這幅圖中我們可以看出原來反射圖中的斷檔消失了，而且原反射圖中的凹口縮小說明經過調整后焦炭的冷、熱態(tài)強度得到顯著提高，M40增加了1.2～3.1%，CRI降低1.9～2.8%，CSR增2.1～3.2%。在調整配煤的種類的時候減少了價格較高的低硫焦煤與中硫焦煤的配入比例使生產的成本得到有效控制。在降低成本的情況下提高了焦炭質量。

3.2 利用直方圖配煤

在煉焦生產中為了提高煉焦質量還可以利用鏡質組反射率的加和性制成配合煤的反射率分布圖依據圖表進行煉焦配煤，在制表之前要先認真、準確的測出配煤中的單種煤的反射率，然后再依據其配煤比制成出配合煤的反射率分布圖。在煉焦生產中以分布圖為準及時調整配煤方案中的不合理之處，避免生產中的焦炭質量的波動。

4 結 語

煤巖分析理論在生產中的運用，為焦化企業(yè)在原煤的堆放，混煤的鑒定方面發(fā)揮了巨大的作用，在煤巖分析理論的指導下提高了配煤的科學性，使得到結焦的熔融性得到提高。在生產中科學合理的使用混合煤，減少價格較高的焦煤使用比例，在降低生產成本的同時提高了焦炭的質量。

參考文獻：

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