2010第四届焦化年会论文集 (7)

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 82 配入活性添加物炼焦新技术的开发 吕桂双 郑美荣 马 志 赵 华 王 嫒 （河北钢铁集团宣钢公司，宣化 ， 075100） 【 摘 要 】 根据活 性添加物 的物理、化学特性及反应机理，研究添加各种活性添加物对改善炼焦煤粘结能力、增加炼焦过程结焦性的作用与效果，研究开发了有效的活性添加物， 可扩大炼焦煤资源，节约优质炼焦煤，降低配煤成本，提高焦炭强度。 【关键词】 炼焦新技术 活性添加物 开发 研究 近年来随着我国钢铁工业的快速发展，焦炭生产规模也在逐年扩大，造成了我国优质炼焦煤资源的严重短缺，炼焦煤质量日益下滑，配煤生产困难越来越大。为满足不断发展的炼铁、焦化生产的需要，为高炉生产提供优质焦炭，保证高炉稳定顺行，实现综合效益最大化，面对日益紧张的炼焦煤资源市场，必须有针对性地加强配煤新技术的开发研究。为此，试验研发在配合煤中配入活性添加物对改善炼焦煤粘结能力、增加炼焦过程结焦性的作用与效果，优选确定有效的活性添加物，扩大炼焦煤资源，减少紧张的优质肥焦煤配比，提高焦炭质量，降低配煤成本。 物的可行性研究 加活性添加物的试验室试验 择确定活性添加物品种 有效的活性添加物能够在煤干馏过程中的粘结和结焦阶段，强化氢的再分配、提高胶质体内氢的浓度，在所形成的焦炭中发展各相异性结构，对改善炼焦煤粘结能力、增加炼焦过程结焦性发挥较好的作用。但是选用何种物质做为活性添加物是本技术的关键之一。通过查阅国内外有关活性添加物的技术文献 ,掌握了活性添加物的物理、化学特性及在配煤炼焦中的反应机理，通过元素分析和工业分析，初步选择了五种物质： A、 B、 C、 D、 E，做为实验室试验研究用活性添加物 。 入活性添加物 A 的炼焦试验研究 根据 A 和其它煤种的性质及活性添加物在配煤炼焦中的反应机理，制定了 4 个试验研究方案，在此 4个方案中分别加入粒度 3%和 4%的 A，利用试验焦炉进行炼焦试验，验证 A 做为活性添加物对改善炼焦煤粘结能力、增加炼焦过程结焦性的作用与效果。实验配比及实验结果见表 1。 表 1 配 A 小焦炉炼焦试验 编号 配煤比 小焦炉焦炭转鼓强度指标 (%) 预测冶金焦强度 指标 (%) 肥煤 1/3焦 A 焦 1煤 焦 2煤 弱粘煤 瘦煤 沥青 2540 40 案 1 17 30 3 27 7 14 2 案 2 17 33 3 24 7 14 2 5 案 3 17 30 3 24 10 14 2 56.6 案 4 15 32 3 27 7 14 2 6 案 5 15 31 4 27 7 14 2 5 010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 83 试验结果：配入 3%、 4%的活性添加物 A 后，焦炭质量没有得到改善， A 对增加炼焦过程结焦性、改善炼焦煤粘结能力作用不明显。 入活性添加物 B、 C、 D 的炼焦试验研究 分别配加粒度 3%B、 C、 D 进行小焦炉炼焦试验，验证其做为活性添加物对焦炭质量的影响作用。实验结果见表 2 表 2 配 B、 C、 D 小焦炉炼焦试验 配 3%B 和 3%C 试验， 能满足公司炼铁生产需要。配 3%D 与配 A、 B、 C 相比焦炭质量指标有所改善，基本能满足公司炼铁生产需要。 选确定有效的活性添加物 入 A、 B、 E 的炼焦对比试验研究 A、 B、 C 配入炼焦煤中，不能起到增加炼焦过程结焦性的作用，焦炭强度指标没有得到改善； D 配入炼焦煤中，对增加炼焦过程结焦性有一定的作用，但效果不明显。为此，课题组根据国外有关技术文献选择 织进行配入粒度 A、 B、 E 的炼焦对比试验，验证其改善炼焦煤粘结能力、增加炼焦过程结焦性的作用与效果。实验配比及实验结果见表 3 表 3 A、 B、 E 对比试验 试验结果证实： E 做为活性添加物配入炼焦煤中，可催化煤的热解反应产生大量的氢与游离基结合，编号 配煤比 小焦炉焦炭转鼓强度指标 (%) 预测冶金焦强度指 标 (%) 肥煤 1/3焦 瘦 化 剂 焦 1煤 焦 2煤 弱粘煤 瘦煤 沥青 2540 40 案 6 17 27 3(B) 30 7 14 2 7 案 7 17 27 3(C 30 7 14 2 9 案 8 17 27 3(D) 30 7 14 2 案 9 17 23 3(D) 30 10 3 13 2 号 配煤比 小焦炉焦炭转鼓强度 指标 (%) 预测焦炭强度 肥煤 1/3焦 活性添加物 焦 1煤 焦 2煤 瘦煤 E 沥青 2520 40 案 10 17 27 27 10 14 案 11 17 27 ) 27 10 2 案 12 17 27 ) 27 10 14. 案 13 17 27 ) 27 10 2 010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 84 改善了相应的胶质体的性质，对提高炼焦煤粘结能力、增加炼焦过程结焦性的效果显著。 行配入粒度 不同配比 E 的炼焦对比试验研究 表 4 不同配比 E 对比试验 根据 E 的性质，进行配入粒度 不同配比 E 的炼焦对比试验，研究其改善炼焦煤粘结能力，增加炼焦过程结焦性的作用及提高焦炭质量的效果。 随着 E 配量的增加 ,焦炭强度 标改善效果显著。配合煤中单独配入粒度 1%的 E，试验结果显示：焦块致密，色泽光亮，焦炭的微观结构变化，各向异性程度提高，使得焦炭在各项质量指标上均有较大的提高。 试验结果： E 对增加炼焦过程结焦性、改善炼焦煤粘结能力效果显著。能够起到促进氢的再分配，改善胶质体液相质量，改善焦炭结构，各相异性程度提高，起到活性添加物的作用。 行配入不同粒度 E 的炼焦对比试验研究 随着活性添加物 焦炭强度 配 试验配比的基础上，进行了配入不同粒度 E 的炼焦对比试验，研究不同粒度的 E 对改善炼焦煤粘结能力，增加炼焦过程 结焦性的作用及提高焦炭质量的效 果。实验配比及实验结果见表 5 表 5 不同粒度 E 对比试验 试验结果：活性添加物 E 的粒度对炼焦过程的催化、活化作用有影响，随着粒度的降低，活性添加物E 催化煤的热解反应增强，对提高炼焦煤粘结能力、增加炼焦过程结焦性的效果显著，焦炭强度指标明显编号 配煤比 小焦炉焦炭转鼓强度指标 (%) 预测焦炭强度 肥煤 1/3 焦 焦 1 煤 焦 2 煤 瘦煤 E 沥青 2520 40 案 14 17 30 27 10 案 15 17 30 27 10 13. 案 16 17 30 27 10 13 号 配煤比 小焦炉焦炭转鼓强 度指标 (%) 预测焦炭强 度 肥煤 1/3 焦 焦 1 煤 焦 2煤 瘦煤 E 粘结 剂 40 案 1 17 30 27 10 13. 案 2 17 30 27 10 13. 案 3 17 30 27 10 13. 案 4 17 30 27 10 13. 010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 85 改善。配入粒度为 E 与配入粒度为 E 相比，强度指标有所改善但不十分显著，度较小，粉尘大，配入过程操作困难，因此确定活性添加物 E 的最佳配入粒度为 配用活性添加物后，冶金焦 炭中粒相嵌组织由 升为 光学组织指数 ( 高到 孔率由 降到 加到 见表 12。由于焦炭的微观结构发生很大变化，各向异性程度提高，使得焦炭在各项质量指标均有较大的改善。 表 6 配活性添加物前后焦炭质量对比表 表 7 配活性添加物前后焦炭微观结构对比表 焦样 焦炭中粒相嵌组织（ %） 光学组织指数 (气孔率 （ %） 气孔壁厚度 （ 配前焦样 后焦样 较 +性添加物 A、 B、 C 配入炼焦煤中，不能起到增加炼焦过程结焦性的作用； D 配入炼焦煤中，对增加炼焦过程结焦性有一定的作用，但效果不明显。 性添加物 E 配入炼焦煤中，催化煤的热解反应，产生大量的氢与游离基结合，改善了相应的胶质体的性质，对提高炼焦煤粘结能力、增加炼焦过程结焦性的效果显著，可扩大炼焦煤资源、增加资源丰富的弱粘煤、减少资源紧张的优质肥焦煤配比，提高焦炭质量、降低配煤成本。该技术的开发为合理利用 E 资源开辟了新途径。 性添加物 E 的粒度对炼焦过程的催化、活化作用有影响，随着粒度的降低，活性添加物 E 催化煤的热解反应增强，可增加炼焦过程结焦性，确定活性添加物 E 的最佳配入粒度为 用活性添加物后，冶金焦 炭中粒相嵌组织由 升为 光学组织指数 ( 高到 孔率由 降到 加到 见表 12。由于焦炭的微观结构发生很大变化，各向异性程度提高，使得 焦炭在各项质量指标均有较大的改善。 目前，随着钢铁企业规模的扩大，炼焦煤资源紧缺已相当普遍，严重制约企业的高效发展，研究开发炼焦新技术，并应用新技术有针对性的优化配煤结构、提高焦炭冷热强度指标，降低配煤成本