1、淺析焦炭強度的影響因素杜為民汝州天瑞煤焦化2021年10月20日淺析焦炭強度的影響因素杜為民 (汝州天瑞煤焦化 467535)摘要：焦炭質(zhì)量受配合煤原料性質(zhì)和煉焦工藝的影響。在制定配煤方案時,可以V-G作為主要參數(shù),綜合平衡V、G、Y、X等參數(shù)的影響，同時應嚴格控制入爐煤粒度、水分、堆比重、干餾溫度等工藝指標,以改善焦炭物理性能。關鍵詞：焦炭 配煤參數(shù)汝州天瑞煤焦化年產(chǎn)焦炭100萬噸，中冶焦耐設計大型搗固式焦爐，2021年12月開工，2021年8月投產(chǎn)。煉焦用煤由于受多種因素影響，煤種不固定，儲煤量不穩(wěn)定。煤種有平頂山張村主焦煤、瘦焦煤、瘦煤等；三門峽中硫主焦；山西高硫氣肥煤、瘦焦煤等；陜西黃

2、陵1/2中粘煤、1/3焦煤等。根據(jù)公司實際情況根本以張村主焦煤為主再輔以其它煤種進行配煤。通過一年來的生產(chǎn)實踐，就配合煤V、G、Y、X等參數(shù)對焦炭質(zhì)量的影響做一分析供大家賞析。一、生產(chǎn)狀況1、煤質(zhì)特點名 稱單種煤指標備注Vdaf %Ad %Stad %X mmY mmGP%MCI張村23.7811.40.4825.217900.01752.80焦煤升祥焦27.1810.071.043312740.04644.03焦煤(混)神火18.4311.220.3414.19580.02113.54焦/瘦混 河津17.3710.010.3821.38500.02372.25焦/瘦混 九礦22.1812.4

3、61.23301169 焦煤山焦37.29.362.322821.7980.0193氣肥 銀海34.59.860.38458480.10525.161/2 中粘義棠18.56102.3414.712790.012.2焦/1/3海洋 35.968.160.4839.812730.11095.251/3升祥32.788.560.5234.611.2680.07387.041/3混2、幾組生產(chǎn)數(shù)據(jù)2.1配合煤煤巖分析：氣煤20.0%1/3焦31.4%焦煤46.7%瘦煤1.9%配合煤指標焦炭指標Vdaf%GXmmYmm3mm%1mm%Vdaf%M40%M10%CRI%CSR%25.867729.814

4、89.873.41.0283.85.330.261.325.857789.472.11.0484.1526.467789.974.11.1584.35.432.260.126.367489.871.91.1884.35.326.168089.973.61.0581.95.32.2配合煤煤巖分析：1/2中粘+氣煤29.7%1/3焦+肥煤20.0%焦煤50.3%配合煤指標焦炭指標Vdaf%GXmmYmm3mm%1mm%Vdaf%M40%M10%CRI%CSR%27.728133.816.589.272.41.3285.24.632.358.227.78768973.31.21856.427.488

5、288.771.21.2485.95.732.157.627.668089.973.31.285.35.927.427988.371.71.2284.96.82.3配合煤煤巖分析：1/2中粘+氣煤18.0%1/3焦+肥煤29.2%焦煤52.8%配合煤指標焦炭指標Vdaf%GXmmYmm3mm%1mm%Vdaf%M40%M10%CRI%CSR%28.7180 89.274.71.2085.05.328.418330.817.587.671.41.1685.25.331.960.227.988388.671.61.2382.95.929.963.427.388487.772.51.1585.64.

6、827.468288.3711.2384.84.6二、分析要到達提高焦炭質(zhì)量,可以從結焦機理等方面尋找途徑。從結焦機理看,在干餾過程中煤質(zhì)軟化熔融膨脹固化收縮成焦這一過程是必經(jīng)的。在這一過程中,只要配合煤具有良好的熔融性、黏結性,使固體物質(zhì)空隙填滿,固、液體物質(zhì)充分附著,是可以提高焦炭強度的。因此從生產(chǎn)試驗結果可以看出,配合煤性質(zhì)是影響焦炭質(zhì)量的主要因素,是根底。只有合理調(diào)節(jié)配合煤質(zhì)量才可得到需要的焦炭質(zhì)量。1、影響焦炭質(zhì)量的煤質(zhì)因素1.1 配合煤煤化程度參數(shù)代表煤化程度的指標有揮發(fā)分Vdaf和鏡煤平均最大反射率Rmax。二者之間存在明顯線性相關關系,其關系式為:Rmax= 2.35 - 0.

7、041Vdaf 揮發(fā)分容易測定,且可按加成性計算，因此只需對揮發(fā)分重點分析。在成焦過程中,揮發(fā)分Vdaf與收縮度呈正相關系數(shù),如圖1所示。 圖1 揮發(fā)分與收縮系數(shù)關系揮發(fā)分對焦炭質(zhì)量的主要影響是:(1)揮發(fā)分過高,收縮度大,易造成焦炭平均粒度呈條狀減小;抗碎強度降低;焦炭氣孔壁薄,氣孔率增大。(2)揮發(fā)分偏低,收縮度小,易造成爐墻壓力增大,還可能造成難推焦,損壞焦爐設備。因此,在配煤中揮發(fā)分應作為重要參數(shù)調(diào)控。配合煤揮發(fā)分Vdaf一般控制25%28.5%較為適宜。見表1表1 局部配合煤Vdaf與焦炭強度生產(chǎn)數(shù)據(jù)比照。Vdaf%M40%M10%CRI%CSR%Vdaf%M40%M25%M10%C

8、RI%CSR%25.1083.16.627.1584.34.433.258.325.0685.75.732.557.927.1894.03.625.2284.75.928.1493.73.826.5282.44.933.956.628.4494.04.1 32.957.827.0783.95.132.358.327.6683.96.432.656.626.8485.15.0 26.5384.05.126.5085.75.427.2684.46.332.658.226.1886.76.0 26.6283.34.925.2885.25.632.859.626.3684.35.331.159.825

9、.8683.85.330.261.326.7886.74.4 26.4684.35.432.230.127.5685.05.326.3684.35.328.5485.25.331.960.226.2683.15.728.7182.95.929.963.41.2 配合煤黏結性參數(shù)黏結性是煤在隔絕空氣條件下加熱時,形成具有可塑性的膠質(zhì)體,黏結本身或外加惰性物質(zhì)的能力。 它是煉焦用煤的重要工藝性質(zhì)。 煤料的黏結性指標是影響焦炭強度的重要因素。黏結性的好壞取決于煤熱分解過程中形成的膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量。 生產(chǎn)上,我們可以根據(jù)膠質(zhì)體的數(shù)量和性質(zhì)、煤黏結惰性物料能力的強弱及焦塊的外形測量煤的黏結性。 表征配

10、合煤黏結性的指標主要有奧亞膨脹度bt、流動度MF和膠質(zhì)層厚度Y等。在配合煤中由于各單種煤煤化程度區(qū)間不同,其塑性溫度區(qū)間也不同,這就使不同配合煤具有不同膨脹度和流動度,且配合煤的膨脹度、流動度不具有可加成性,配煤時需要實際測定。膨脹度、流動度表征了煤質(zhì)中活性物的含量和性質(zhì),其量值大小對焦炭強度存在影響。因其測定較復雜,不將其作為主要參數(shù)控制。但一般配合煤應控制奧亞膨脹度指標bt50%。膨脹度b不小于50%。膠質(zhì)層厚度Y較直觀地表征了配合煤中膠質(zhì)體的含量。要煉制好的焦炭首先需要有足夠量的膠質(zhì)體來充分浸潤、粘結煤中固化物質(zhì)。但膠質(zhì)體過量,會影響結焦過程中揮發(fā)物的溢出,而影響焦炭質(zhì)量。因此在配煤時應

11、合理控制Y值。但因Y值只反映膠質(zhì)體的含量而不反映其性質(zhì),相同Y值的不同配煤會形成不同強度的焦炭,因此應將Y值作為配煤中的重要參數(shù)而不作為預測強度的主要參數(shù)。生產(chǎn)實驗證明Y值對于配合煤具有可加成性。根據(jù)我公司生產(chǎn)情況當Y值控制在1518mm的范圍內(nèi)合理調(diào)整配煤方案那么可有效控制焦炭強度。見表2表2 配合煤指標 Ad %Vdaf %Stad %GX mmY mm3mm %1mm %10.126.360.798232.916.589.772.710.1826.780.818288.1729.9826.810.88233.816.588.572.69.8627.560.8808870.89.928.5

12、40.88427.817.588.3729.9228.710.7780 89.274.710.1228.410.748330.817.587.671.410.0627.980.768388.671.610.0827.380.758487.772.5表3 對應焦炭質(zhì)量Ad %Vdaf %Stad %M40 %M10 %CRI %CSR %13.051.400.7184.15.7 13.181.290.7384.35.331.159.812.82 1.170.7386.74.4 12.781.450.7284.55.912.551.200.7385.05.313.091.160.6685.25.3

13、31.960.213.191.230.6982.95.929.963.413.111.150.7185.64.813.181.230.6984.84.61.3 配合煤結焦性參數(shù)粘結指數(shù)G表征了煤的粘結能力,同時又反映了煤的結焦性能,要煉制高強度的焦炭必須有足夠的G值,而過高的G值又會造成焦炭變脆,強度降低。因此,在配煤中應將G值作為重要參數(shù)加以控制。根據(jù)我公司生產(chǎn)情況一般控制G在7585。2、影響焦炭質(zhì)量的工藝因素2.1 裝爐煤堆比重入爐煤堆比重是影響焦炭氣孔率的顯見因素。根據(jù)我公司生產(chǎn)情況一般控制在濕基1.051.10t/m3。2.2 入爐煤水份入爐煤水份對焦炭強度、氣孔率都有影響,一是影響

14、入爐煤堆比重。水份增大,堆比重減小;二是影響焦爐溫度。水份高不僅影響炭化室焦炭成熟時間,更重要的是由于其蒸發(fā)大量吸熱的過程造成相鄰炭化室爐溫波動,影響其焦炭的收縮和成焦。造成視密度降低和氣孔率增大。同時水分過高或過低對搗固煤餅成型也有較大影響。通過一年多的生產(chǎn)我公司入爐煤水份較為適宜的控制范圍一般在13.014.5%。2.3 裝爐煤的粒度要煉制合格焦炭,應考慮配合煤原料的不同性質(zhì),對其粒度區(qū)別控制。以利于其被活性物浸潤、吸附和粘結。我公司采用選擇性破碎技術預粉碎及混粉碎。對于難粉碎的煤如瘦煤、氣煤、1/2中粘煤等進行預粉碎,細度控制在3mm：882%，1mm ：682%。而對于粘結性、流動性好的原料如肥煤、主焦等細度控制可相對寬松,以利于其流動性、粘結性的發(fā)揮。我公司配合煤粉碎細度控制3mm：882%，1mm： 702%。見前生產(chǎn)數(shù)據(jù)表。三、結論搗固焦爐煉制焦炭的質(zhì)量,一方面取決于配合煤原料的性質(zhì),另一