炼焦用煤技术知1

炼焦用煤技术知识 一 煤的分类标准 煤的分类是指导煤炭资源合理利用的基础 也是统计资源的依据 煤分类标准的制定反映了我国在煤炭加工利用方面的科学技术水平 E y q Z 6 S1 H 1958 年国家技术委员会推荐的煤分类标准是以华北 东北地区的煤 样为依据 以煤的可燃基挥发份产率和胶质层的最大厚度为分类指 标而制定的 该标准把各种工业用途的煤从褐煤到无烟煤之间的所 有煤种划分成 10 个大类 24 个小类 该标准使用近 30 年 随着我 国煤炭工业和焦化工业的发展 新煤田的发现 炼焦用煤基地的不 断增加 以及原分类标准中烟煤部分大类的类别较少 烟煤与褐煤 划分界限不清等原因 原分类标准已不能满足生产发展的需要 所 以从 1986 年起采用新的分类标准 其中烟煤的分类如表一 烟 煤3 9 l y Z1 S 的 分8 N g b1 4 o R6 J 类2 q h4 R Y m3 l0 h 表1 D4 t S a 一 S F L8 M8 i4 U H5 z p A 类别符号数码 分 类 指 标 Vdaf GR I Y mmB 贫煤 PM11 10 0 20 0 5 贫瘦煤 PS12 10 0 20 0 5 20 瘦煤 SM 13 14 10 0 20 0 10 0 20 0 20 50 50 65 焦煤 JM 15 24 25 10 0 20 0 20 0 28 0 20 0 28 0 65 50 65 65 25 0 25 0 150 150 肥煤 FM 16 26 36 10 0 20 0 20 0 28 0 28 0 37 0 85 85 85 25 0 25 0 25 0 150 150 220 1 3 焦煤 1 3JM35 28 0 37 0 65 25 0 220 气肥煤 QF46 37 0 85 25 0 220 气煤 QM 34 43 44 45 28 0 37 0 37 0 37 0 37 0 50 65 35 50 50 65 65 25 0 220 1 2 中粘煤 1 2ZN 23 33 20 0 28 0 28 0 37 0 30 50 30 50 弱粘煤 RN 22 32 20 0 28 0 28 0 37 0 5 30 5 30 不粘煤 BN 21 31 20 0 28 0 28 0 37 0 5 5 长焰煤 CY 41 42 37 0 37 0 5 5 35 当烟煤的粘结指数测值 GR I 小于或等于 85 时 用干燥无灰基挥发份 Vdaf 和粘结指数 GR I 来划分煤类 当粘结指数测值 GR I 大于 85 时 则用干燥无灰基挥发份 Vdaf 和胶质层 最大厚度 Y 或用干燥无灰基挥发份 Vdaf 和奥亚膨胀度 b 来划分煤类 当 GR I 85 时 用 Y 和 b 并列作为分类指标 当 Vdaf 28 0 时 b 暂定为 150 Vdaf 28 0 时 b 暂定为 220 当 b 值和 Y 值有矛盾时 以 Y 值为准划分煤类 i8 c e v F F O m3 a 肥煤加热时能产生大量的胶质体 其流动性大 热稳定性较气煤胶 质较好 炼出的焦碳熔融性好 但横裂纹较多 焦碳气孔率高 有 较多的蜂焦 因它具有很强的粘结能力 所以肥煤是配煤中的主要 成分 并可以多配弱粘结性煤而炼成机械强度较好的冶金焦 对于 挥发份高的肥煤 一般结焦性较差 炼焦配煤中使用此种煤时 应 适当减少气煤的配入量 3 焦煤 焦煤具有中等挥发份与中等胶质层厚度 大多数焦煤单独炼焦时能 得到块大 裂纹少 耐磨性好的焦碳 但在结焦过程中胶饼收缩度 小 产生的膨胀压力大 容易造成难推焦 又因焦煤贮量不多 在 配煤中应尽量减少焦煤配入量 它在配煤中可以起到提高焦碳机械 强度的作用 4 瘦煤6 Q r G l H 瘦煤的变质程度较高 挥发份低 在加热时产生胶质体的容量少 熔融性和粘结性较差 收缩小 但是不同瘦煤单独炼成时 焦碳强 度和耐磨性可以有很大差别 大多数瘦煤炼成的焦碳块度大 裂纹 少 因熔融性较差 焦碳中有颗粒物存在 使耐磨性变差 在配煤 中配入瘦煤可以提高焦碳块度 5 贫煤 j1 r2 B J w 4 y 贫煤加热时不产生或只产生极微量的胶质体 没有粘结性 不能单 独炼焦 但可以少量配入作为瘦化剂 配入贫煤时最好经过精细的 粉碎 5 X2 v t x 6 无烟煤 无烟煤是变质程度最深的煤 所含的挥发份最低 加热时不产生胶 质体 加热至高温也不会结成焦碳 因此未将其划入炼焦用煤的范 围内 有时在瘦煤缺乏地区 当配煤中煤料较肥时 可少量配入无 烟煤作为瘦化剂 配入时需经过细粉碎 三 配煤意义与原则 高炉用焦要求灰份低 含硫少 强度大 从上述单种煤结焦特性可 知 大多数单种煤在炼焦炉中不易炼出机械强度较高的优质冶金焦 而选择某些单种煤进行配合 可以达到生产优质焦碳的目的 在表 二中可看出 配合煤焦碳的质量优于单种煤焦碳 6 i l 9 L0 r X 配合煤及单种煤炼焦时的焦碳质量7 D k t W m s 瘦煤 4 k4 A C q Q1 u E b M105 I1 p o 8 r4 k r 耐磨 强度 100 v m r e a s 0 60 04 z E u7 y N1 T 100 D J7 L h t6 S c h D3 L g9 a 40 x G G k 2 f C e U 41 698 S K X2 N i i P s 18 17 T E k3 C L1 p7 g 32 18 23 12 19 59 2 D5 Q U d 63 7 75 6 14 4 22 73 e E3 t E k t2 Q 9 L 10 21 c Y4 n p3 f2 s7 d r1 F j 有些炼焦用煤因含灰 硫等有害杂质过高 不能满足高炉冶炼的要 求 此外 炼铁 铸造及其它工业对焦碳质量也有不同要求 都不 是凭单种煤炼焦所能解决的 因此 必需把不同牌号的煤进行配合 使用 才能取长补短 炼出各种质量合格的焦碳 以适应各部门的 需要 z4 G r f6 Q1 N c P 根据我国煤炭资源的具体情况 采用配煤炼焦既可以合理利用各地 区的炼焦煤的资源 又是扩大炼焦用煤的基本措施之一 4 y J0 C1 Y g H y a 为了保证焦碳质量 又利于生产操作 在确定配煤方案时 应考虑 以下几项原则 1 焦碳质量应达到规定的指标 满足使用部门的要求 2 不会产生对炉墙有危险的膨胀压力和引起推焦困难 3 在满足焦碳质量的前提下 有较高的化学产品产量和质量 4 根据本区域煤炭资源的近期平衡和考虑远景规划 充分利用 本区域的粘结煤和弱粘结煤 o0 t y 2 x 5 合理调整炼焦用煤的运输流量和尽量防止对流 并尽可能缩 短平均运输距离 四 配合煤的质量指标 配合煤的质量取决于单种煤的质量及其配合比 我国部分焦化厂配 合煤质量及焦碳质量列于表三 对于炼制冶金焦的配合煤 其基本 质量指标如下 9 H v5 V8 o 8 l a s 1 灰份 s9 p G S1 O5 w D U6 c 煤中灰份在炼焦后全部残留于焦碳中 灰份是焦碳中的有害杂质 焦碳的灰份越高 炼铁时焦碳及石灰石消耗量就增多 高炉的生产 能力降低 一般焦碳灰份每增加 1 高炉焦比将增加 2 2 5 石 灰石耗量增加 4 生铁产量降低 2 2 5 同时灰份中的大颗粒易 在焦碳中形成裂纹中心 使焦碳的抗碎强度降低 也使焦碳的耐磨 性变坏 所以配合煤的灰份应控制在一定范围之内 如果在配合煤 中使用7 B 2 g3 M l7 f1 a4 m0 P 了一两种灰份较高的精煤 则其余部分必需选配灰份较低的单种煤 才能保证焦碳的灰份符合要求 M T T z K A 8 r 配合煤的灰份指标与硫份 挥发份 胶质层厚度的指标一样 可根 据各单种煤的指标加权平均计算 Y V0 9 I U m A v 我国主要焦化厂的配合煤的灰份普遍较高 根据 1991 年统计平均为 11 2 最高达 14 12 所以焦碳中灰份也较高 一般在 13 以上 见表一 3 a A0 C9 B v8 W i 我国配合煤灰份高的原因是洗精煤灰份偏高 尤其是焦煤 肥煤含 灰高 且难洗 而高挥发份弱粘结煤不仅储量多 且灰份低 又易 洗 所以采用多配高挥发份 低灰份煤可降低配合煤灰份 另外 配入成型煤也可以降低配合煤的灰份 h y0 l G m g w 2 硫份6 Z3 K Z d J 5 水份 配合煤水分多少及其稳定与否 对焦碳产量 质量以及焦炉寿命有 很大影响 c0 W V3 s Q9 9 煤料堆密度与水分有较大关系 干煤堆密度最大 随着水分增加堆 密度减小 当水分为 7 8 时堆密度最小 约为干煤堆密度的 85 左 右 水分继续增加 堆密度稍有增加 又因水分汽化潜热大 煤料 导热性差 不能迅速将热量传给煤料内层 经估算将 1000g 煤加热 到 200 所需热量与将此煤中所含 10 的水汽化并加热到 200 所需 热量相当 所以没有得到足够热量使水分完全汽化之前 煤料温度 只能接近水的汽化温度 如炭化室中心处在装煤后 7 8h 内 其温度 一直停留在 110 左右就是此原因 G8 K c P s l k1 W M D1 a0 B5 B 在装煤初期 由于炭化室墙面与煤料温差很大 炉墙向煤料迅速传 热 而本身温度骤降 煤料水分越大 炭化室墙面温度下降越多 当炉头的炭化室墙面温度降到 600 以下时 就会显著地损坏硅砖 影响炉体使用寿命 但煤料水分过低 使操作条件恶化 装煤时冒 烟着火加剧 上升管与集气管焦油渣含量增加 炭化室墙面石墨沉 积加快 所以入炉煤料水分以控制在 10 左右为好 6 细度 细度是指煤料中颗粒小于 3mm 部分所占的百分比 煤料细度对焦碳 生产有较大影响 3 A L m2 z h 表四 配煤细 粒度组成 mm转鼓强度 度 L3 u7 k H6 A3 F Q 5 5 3 3 2 M40 抗碎 强度 M10 耐磨 强度 67 418 214 512 08 413 833 2 64 39 P3 1 5 B P d6 10 11 73 7 O 7 K7 u2 x0 v l3 Z4 12 08 O T5 i F Z v b4 i1 n 14 5 12 6 k F1 t R8 J 0 C R 8 4 14 6 m D b j A V i65 39 x6 z e7 G o0 p h 9 87 82 2 Z u g9 k6 E4 83 k5 d Q1