浅析焦炭强度的影响因素

1、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2014 年 10 月 20 日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，2011年 12月开工， 2013年 8 月投产。炼焦用煤由于受多种因素影响，煤种 不固定，储煤量不稳定。煤种有平顶山张

2、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、煤质特点名称单种煤指标备注Vdaf%Ad %Stad%X mmY mmGP%MCI张村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

3、17.3710.010.3821.38500.02372.25焦/ 瘦（混）九矿22.1812.461.23301169焦煤山焦37.29.362.322821.7980.0193气肥银海34.59.860.38458480.10525.161/2 中粘义棠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、几组生产数据2.1 配合煤煤岩分析：气煤20.0%1/3 焦31.4%焦煤46.7%瘦煤1.9%配合煤指标焦炭指标

4、Vdaf%GXmmYmm<3mm%<1mm%Vdaf%M40%M10%CRI%CSR%25.867729.81489.873.41.0283.85.330.261.325.857789.472.11.0484.1526.467789.974.11.1584.5.432.260.1326.367489.871.91.1884.35.3配合煤指标焦炭指标Vdaf%GXmmYmm<3mm%<1mm%Vdaf%M40%M10%CRI%CSR%27.728133.816.589.272.41.3285.24.632.358.227.78768973.31.21856.427.48

5、8288.771.21.2485.95.732.157.627.668089.973.31.285.35.927.427988.371.71.2284.96.826.168089.973.61.0581.95.32.2 配合煤煤岩分析：1/2 中粘 +气煤29.7%1/3 焦+肥煤20.0%焦煤50.3%2.3 配合煤煤岩分析：1/2 中粘 +气煤18.0%1/3 焦 +肥煤29.2%焦煤52.8%配合煤指标焦炭指标Vdaf%GXmmYmm<3mm%<1mm%Vdaf%M40%M10%CRI%CSR%28.718089.274.71.2085.05.328.418330.817.5

6、87.671.41.1685.25.331.960.227.988388.671.61.2382.95.929.963.427.388487.772.51.1585.64.827.468288.3711.2384.84.6二、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, 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

7、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 所示图 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

8、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。Vdaf%M40%M10%CRI%CSR%Vdaf%M40%M25 %M10%CRI%CSR%25.1083.16.627.1584.34.433.258.325.0685.75.732.557.927.1894.03.625.2284.75.928.1493.73.826.5282.44.933.956.628.4494.04.132.957.827.0783.95.132

9、.358.327.6683.96.432.656.626.8485.15.026.5384.05.126.5085.75.427.2684.46.332.658.226.1886.76.026.6283.34.925.2885.25.632.859.626.3684.35.331.159.825.8683.85.330.261.326.7886.74.426.4684.35.432.230.127.5685.05.326.3684.35.328.5485.25.331.960.226.2683.15.728.7182.95.929.963.41.2 配合煤黏结性参数黏结性是煤在隔绝空气条件下加

10、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。 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 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

11、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 bt 50%。膨胀度 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。

12、 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Ad %Vdaf %Stad %GX mmY mm< 3mm %< 1mm %10.126.360.798232.916.589.772.710.1826.780.818288.1729.9826.810.88233.816.588.572.69.8627.560.8808870.89.928.540.88427.817.588.3729.9228.710.778089.274.710.1228.410.748330.817.587.671.410.0627.98

13、0.768388.671.610.0827.380.758487.772.5表 3 对应焦炭质量Ad %Vdaf %Stad %M40 %M10 %CRI %CSR %13.051.400.7184.15.713.181.290.7384.35.331.159.812.821.170.7386.74.412.781.450.7284.55.912.551.200.7385.05.313.091.160.6685.25.331.960.213.191.230.6982.95.929.963.413.111.150.7185.64.813.181.230.6984.84.61.3 配合煤结焦性参数

14、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 在湿基 1.05 1.10t/m 3。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 要的是由于其蒸发大量

15、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 13.0 14.5%。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： 68±2%。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。我公司配合煤粉碎细度控制 <3mm： 88±2%，<1mm： 70 ±2%。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