高挥发分弱粘性煤在捣固焦中的应用

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【摘要】捣固炼焦是扩大炼焦配煤煤源的有效途径之一，是利用弱粘煤炼焦最有效的加工方法。捣固炼焦是将配合煤在入炉前在捣固机内捣实成体积略小于炭化室的煤饼后，从焦炉的机侧推入炭化室内的炼焦方法。本文主要论述气煤在我厂捣固焦生产中的试验和应用，以及对焦炭质量、焦炭成本和炼焦生产和回收工序的影响。

【关键词】捣固焦；高挥发；弱粘煤

技术背景：我国是焦炭产、消大国，每年要消耗大量的炼焦煤。但是，从炼焦煤资源上看，我国炼焦用煤储量仅占26%，其中，强粘结性的肥煤和焦煤储量占总储量的10%左右。因此，积极推广弱粘结煤炼焦是十分必要的。由于煤炭资源和煤炭种类的分布不均，随着主焦煤和低硫肥煤资源的减少，肥煤和主焦煤比较难采购且价格呈逐渐上涨的趋势，在此种情况下，自2009年起将所有的焦炉由顶装焦炉改造成捣固焦炉，进厂原料结构发生了变化，寻找既满足高炉生产要求，又保证原材料成本的最佳配比成为质量管理工作的重中之重。

1、气煤的质量指标

2、原料结构调整前的配比和质量状况

为了稳定提高冶金焦强度指标，顶装煤炼焦必须保证主焦煤、肥煤的质量和数量，一般情况下，焦煤配比在50%左右，1/3焦煤配比在25%左右，一旦出现质量波动或进厂数量不足，容易导致冶金焦质量发生波动。在目前的原料市场状况下，质量好的主焦煤、1/3焦煤煤比较难采购，一旦出现问题，焦炭质量很难保证。当时的配煤比状况和焦炭质量指标情况见表2：

从上表可以看出，顶装煤炼焦，焦炭强度的好坏，主要取决于主焦煤和1/3焦煤的数量和质量。且主焦煤质量出现质量波动时，同时焦炭强度指标就会出现不同程度的波动。从配合煤的质量指标看，为了保证焦炭强度，配合煤的G值要控制在75%左右，而Y值要在16～18mm的范围内，弱粘结性的瘦煤和气煤基本不能使用。

3、原料结构调整的试验研究

焦炉改捣固焦后，着手研究高挥发分弱粘煤的配入，确定合理的配煤方案，主要从以下几个方面做了工作：

3.1寻求合适的煤源，进过调查和对比，考虑质量、价格、运输成本等因素，将采购对象定为肥城矿物局的气煤（邹城皓博、鲍店）。

3.2对煤样进行煤质分析。煤质分析包括工业分析、岩相分析、全硫测定、粘结性指标的测定等。工业分析和粘结指数指标见表一，在国标划定的范畴内，通过煤岩分析（见图1）可断定为单煤层气煤，符合需求。

3.3根据分析结果，对煤质进行初步鉴定，并拟定出配煤方案。

3.4实验室配煤炼焦试验，包括煤质分析和配煤试验。通过对配合煤进行煤质分析可以预测焦炭质量指标，通过测定最佳惰性物量、强度指数等，根据等强度曲线预测焦炭质量。配煤试验在煤质分析的基础上考察配合煤的各组分煤间的相互作用，并直接测定配合煤的总体效应。主要采用圆筒试验和小铁箱试验，通过圆筒试验，观察焦块的外观特点及可测量的工业分析指标，通过铁箱试验可以利用自制的小转鼓测定强度指标。

3.5炉孔试验，为了最后确定配煤方案，在前期试验的基础上，选出最佳方案，在生产焦炉上选定数孔，进行工业试验。炉孔试验是经过正常的破碎、捣固、炭化等工艺过程，焦炭质量数据比较真实，同时也考察了推焦是否顺利，以决定此煤料能否在实际生产中应用。

3.6炉组试验和炼铁试验，通常经过炉孔试验就能确定配煤方案。只是当必须炼制足够数量的试验用焦炭，以供炼铁试验；或炼焦工艺有较大变革，需长期生产考验时，才进行炉组试验。炉组试验应记录全部生产管理状况及技术经济指标，以备全面对比和核算。

炼铁试验将最终鉴定焦炭是否适应用户要求。但是，高炉内焦炭的行为和焦炭性能时两个既有联系、又有区别的概念，高炉内焦炭行为是焦炭性能和炼铁条件的综合。因此。在炼铁试验时，全面测定了入炉前焦炭的各项质量指标以及炼铁使用该焦炭时的炉况及入炉焦比情况。

4、气煤的配比与对应的焦炭强度指标

为生产出满足下道工序炼铁生产要求的合格焦炭，经过上述的试验研究，在配煤中加入了适当的弱粘结煤，分别采用了几种不同的配比，保证了焦炭强度的同时，降低了直接材料成本，各种配比及配合煤Y、G值见表3：

由上表可见，捣固焦生产后，增配了弱粘结性煤，配比最高达到40%，其中高挥发份弱粘煤（气煤）高达15%，M25达到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的范围内。

6、结论

6.1.主焦煤配比降低，而且质量轻微的质量波动在捣固炼焦中对焦炭强度冲击不明显；

6.2可以配入适当比例的低价弱粘煤（瘦煤、气煤），高挥发分气煤配比高达15%。

6.3可以配入一定比例的低价高硫肥煤，节约了低硫的邢台矿物局的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比顶装焦升高1～2%、M10比顶装焦降低1～2%，满足炼铁高炉生产需要的同时，降低了焦比。

6.6直接材料成本比去年同期降低了6～7元/吨。

参考文献

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[2]潘丽慧，魏松波.《炼焦新技术》.冶金工业出版社[M].2006年出版

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[4]高晋生.《煤的热解、炼焦和煤焦油加工》.化学工业出版社，2010年出版