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1、学 海 无 涯,浅析焦炭强度的影响因素 杜为民 汝州天瑞煤焦化有限公司 XXXX 年 10 月 20 日,学 海 无 涯 浅析焦炭强度的影响因素 杜为民 (汝州天瑞煤焦化有限公司 467535) 摘 要：焦炭质量受配合煤原料性质和炼焦工艺的影响。在制定配煤方案时,可 以 V-G 作为主要参数,综合平衡 V、G、Y、X 等参数的影响，同时应严格控制入炉 煤粒度、水分、堆比重、干馏温度等工艺指标,以改善焦炭物理性能。 关键词：焦炭 配煤参数 汝州天瑞煤焦化有限公司年产焦炭 100 万吨，中冶焦耐设计大型捣固式焦炉， XXXX 年 12 月开工，XXXX 年 8 月投产。炼焦用煤由于受多种因素影响，
2、煤种不固 定，储煤量不稳定。煤种有平顶山张村主焦煤、瘦焦煤、瘦煤等；三门峡中硫主 焦；山西高硫气肥煤、瘦焦煤等；陕西黄陵 1/2 中粘煤、1/3 焦煤等。根据公司 实际情况基本以张村主焦煤为主再辅以其它煤种进行配煤。通过一年来的生产实 践，就配合煤 V、G、Y、X 等参数对焦炭质量的影响做一分析供大家赏析。 一、生产状况 1、煤质特点,2、几组生产数据 2.1 配合煤煤岩分析：,学 海 无 涯 2.2 配合煤煤岩分析：,2.3 配合煤煤岩分析：,二、分析 要达到提高焦炭质量,可以从结焦机理等方面寻找途径。从结焦机理看,在干 馏过程中煤质软化熔融膨胀固化收缩成焦这一过程是必经的。在这一 过程中,
3、只要配合煤具有良好的熔融性、黏结性,使固体物质空隙填满,固、液体 物质充分附着,是可以提高焦炭强度的。因此从生产试验结果可以看出,配合煤性 质是影响焦炭质量的主要因素,是基础。只有合理调节配合煤质量才可得到需要 的焦炭质量。 1、影响焦炭质量的煤质因素 1.1 配合煤煤化程度参数 代表煤化程度的指标有挥发分 Vdaf 和镜煤平均最大反射率 Rmax。二者之间 存在明显线性相关关系,其关系式为: Rmax= 2.35 - 0.041Vdaf 挥发分容易测定,且可按加成性计算，因此只需对挥发分重点分析。 在成焦过程中,挥发分 Vdaf 与收缩度 呈正相关系数,如图 1 所示。,学 海 无 涯,图
4、1 挥发分与收缩系数关系 挥发分对焦炭质量的主要影响是: (1)挥发分过高,收缩度大,易造成焦炭平均粒度呈条状减小;抗碎强度降低; 焦炭气孔壁薄,气孔率增大。 (2)挥发分偏低,收缩度小,易造成炉墙压力增大,还可能造成难推焦,损坏焦 炉设备。 因此,在配煤中挥发分应作为重要参数调控。配合煤挥发分 Vdaf 一般控制 25%28.5%较为适宜。见表 1 表 1 部分配合煤 Vdaf 与焦炭强度生产数据对比。,1.2 配合煤黏结性参数 黏结性是煤在隔绝空气条件下加热时,形成具有可塑性的胶质体,黏结本身 或外加惰性物质的能力。 它是炼焦用煤的重要工艺性质。 煤料的黏结性指标是 影响焦炭强度的重要因素
5、。黏结性的好坏取决于煤热分解过程中形成的胶质体的 数量和质量。 生产上,我们可以根据胶质体的数量和性质、煤黏结惰性物料能力 的强弱及焦块的外形测量煤的黏结性。 表征配合煤黏结性的指标主要有奥亚膨胀度 bt、流动度 MF 和胶质层厚度 Y 等。 在配合煤中由于各单种煤煤化程度区间不同,其塑性温度区间也不同,这就,学 海 无 涯 使不同配合煤具有不同膨胀度和流动度,且配合煤的膨胀度、流动度不具有可加 成性,配煤时需要实际测定。膨胀度、流动度表征了煤质中活性物的含量和性质, 其量值大小对焦炭强度存在影响。因其测定较复杂,不将其作为主要参数控制。 但一般配合煤应控制奥亚膨胀度指标 bt50%。膨胀度
6、b 不小于 50%。 胶质层厚度 Y 较直观地表征了配合煤中胶质体的含量。要炼制好的焦炭首先 需要有足够量的胶质体来充分浸润、粘结煤中固化物质。但胶质体过量,会影响 结焦过程中挥发物的溢出,而影响焦炭质量。因此在配煤时应合理控制 Y 值。但 因 Y 值只反映胶质体的含量而不反映其性质,相同 Y 值的不同配煤会形成不同强 度的焦炭,因此应将 Y 值作为配煤中的重要参数而不作为预测强度的主要参数。 生产实验证明 Y 值对于配合煤具有可加成性。根据我公司生产情况当 Y 值控制在 1518mm 的范围内合理调整配煤方案则可有效控制焦炭强度。见表 2 表 2 配合煤指标,表 3 对应焦炭质量,1.3 配
7、合煤结焦性参数 粘结指数 G 表征了煤的粘结能力,同时又反映了煤的结焦性能,要炼制高强 度的焦炭必须有足够的 G 值,而过高的 G 值又会造成焦炭变脆,强度降低。因此, 在配煤中应将 G 值作为重要参数加以控制。根据我公司生产情况一般控制 G 在 7585。 2、影响焦炭质量的工艺因素 2.1 装炉煤堆比重 入炉煤堆比重是影响焦炭气孔率的显见因素。根据我公司生产情况一般控制,学 海 无 涯 在湿基 1.051.10t/m3。 2.2 入炉煤水份 入炉煤水份对焦炭强度、气孔率都有影响,一是影响入炉煤堆比重。水份增 大,堆比重减小;二是影响焦炉温度。水份高不仅影响炭化室焦炭成熟时间,更重 要的是由
8、于其蒸发大量吸热的过程造成相邻炭化室炉温波动,影响其焦炭的收缩 和成焦。造成视密度降低和气孔率增大。同时水分过高或过低对捣固煤饼成型也 有较大影响。通过一年多的生产我公司入炉煤水份较为合适的控制范围一般在 13.014.5%。 2.3 装炉煤的粒度 要炼制合格焦炭,应考虑配合煤原料的不同性质,对其粒度区别控制。以利于 其被活性物浸润、吸附和粘结。我公司采用选择性破碎技术预粉碎及混粉碎。对 于难粉碎的煤如瘦煤、气煤、1/2 中粘煤等进行预粉碎,细度控制在3mm：88 2%，1mm ：682%。而对于粘结性、流动性好的原料如肥煤、主焦等细度控制 可相对宽松,以利于其流动性、粘结性的发挥。我公司配合
9、煤粉碎细度控制3mm： 882%，1mm： 702%。见前生产数据表。 三、结论 捣固焦炉炼制焦炭的质量,一方面取决于配合煤原料的性质,另一方面取决 于炼焦工艺管理。配合煤方面,在多重煤质参数中,V、G、Y 等项参数是重要影响 因素。几项参数均对焦炭强度产生影响,且因素间存在相互影响和制约关系。配 煤时可以 V-G 作为主要参数,同时兼顾其它重要参数,使之达到综合平衡,则可制 定出适宜的配煤方案;炼焦工艺管理方面,入炉煤粒度、水份、堆比重等工艺指标 对焦炭块度和强度等都有重要影响,必须严格控制。实践证明,只要合理调节配合 煤参数,严格控制炼焦过程的工艺指标,可以有效改善焦炭物理性能,生产出优质 焦炭。,
