煤焦化企业对煤质的要求分析

王立冬

(七台河市煤炭调运征收办公室, 黑龙江 七台河 154600)



煤焦化企业对煤质的要求分析

王立冬

(七台河市煤炭调运征收办公室, 黑龙江 七台河 154600)

由于高炉的大型化以及用于炼焦煤资源的不均衡分布，需要在能满足焦炭质量的要求下，将不同的煤按一定的比例配合使用，生产出优质的焦炭。要按对生成焦炭质量的具体要求，选择符合不同炼焦工艺要求的煤质。成熟炼焦工艺目前已有几十种，本文探讨了常规顶装煤炼焦技术和捣固炼焦技术对生产冶金焦的煤质要求，并阐述了常用炼焦用煤指标对焦炭质量的影响、不同炼焦工艺对煤质的要求和典型煤种等问题。

煤焦化；企业；煤质；要求

我国炼焦煤资源短缺，为满足对焦炭日益增长的需求，改善焦炭质量，捣固炼焦技术迅速发展。在保证焦炭质量的前提下, 捣固炼焦生产能充分利用炼焦煤资源,降低焦炭生产成本,稳定焦炭生产操作的配煤技术。煤质指标的作用是指导炼焦配煤，预测焦炭质量，在满足焦炭质量的前提下，扩大并合理使用炼焦煤资源，降低焦炭成本。目前，由于高炉的大型化以及用于炼焦煤资源的不均衡分布，需要在能满足焦炭质量的要求下，将不同的煤按一定的比例配合使用，生产出优质的焦炭。要按对生成焦炭质量的具体要求，选择符合不同炼焦工艺要求的煤质。

1 常用炼焦用煤指标及对焦炭质量的影响

1.1 黏结性

配合煤的黏结性指标是影响焦炭质量的最重要因素。煤加热后活性组分受热分解，形成液态状非挥发性可塑体(即胶质体)，其中液体部分的数量决定了煤黏结性的强弱。为获得抗碎强度和耐磨性好的焦炭，配煤要有足够的黏结性。反映黏结性的指标较多，我国采用胶质层最大厚度Y值的方法。在煤焦化过程中采用配煤炼焦，用55%左右的肥煤和焦煤，45%的气煤和瘦煤，也可用相应的弱黏结煤代替气煤配合炼焦。目前，应在炼焦过程中使用黏结剂以改善配合煤的黏结性和显微结构，以增加弱黏结性煤的配入量。

1.2 膨胀压力

煤的膨胀压力是煤在炭化室内受热分解时，由于析出煤气的作用，使塑性层膨胀，因而对炭化室墙产生一定的侧压力。煤的膨胀压力由煤的内部结构决定。 配合煤中各单种煤之间还存在相互作用，因此，此配煤的膨胀压力不是单种煤的简单加和，它和煤的黏结性并无规律性关联，需要采用实验的方法测定。

1.3 挥发分

煤阶是影响焦炭质量的重要因素。在炼焦配煤中通常用挥发分Vdaf表示煤阶的高低，也可用镜质组最大反射率Rmax(%)表示。用煤中显微组分含量指导配煤是对传统配煤方法的改进，而目前还未普及，这里用挥发分讨论。挥发分高低不但影响焦炭强度，还影响化学产品的收率。挥发分过高，会降低焦炭的机械强度和耐磨强度，使焦炭易成碎块。相反，挥发分过低，尽管利于提高焦炭的机械强度，但在炼焦过程产生的过高膨胀压力会影响推焦的进行。同时，过低的挥发分也可导致化学产品的收率降低，增大炼焦成本。在实际炼焦过程中，应按不同煤种性质进行适当配合，使挥发分控制在一定范围内，以实现生产合格的焦炭。

1.4 水分

水分是评价焦炭质量的指标之一。在炼焦生产过程中，煤中水分过小，会恶化焦炉装煤操作环境，出现负面影响，水分过大会使焦炉装煤操作困难，结焦时间延长。一般炼焦煤水分每增加1%，结焦时间约延长10～15 min，不但影响炼焦速度和焦炭质量，还会影响焦炉使用寿命。

1.5 灰分

灰分属惰性物质，在炼焦过程中不软化、不熔融、不收缩，能降低煤的黏结性。因灰分与焦炭物质之间有明显的分界面，膨胀系数不同，在半焦收缩时，灰分颗粒便成为焦炭的裂纹中心，影响焦炭的机械强度和耐磨强度，并且灰分颗粒越大，裂纹就越宽、越深、越长。在配煤炼焦时，煤灰分几乎全部转入焦炭，影响焦炭的等级和生产能力。配煤中灰分含量越高，焦炭强度就越低，并使高炉炼铁时焦比增高，降低生产能力。实践表明，焦炭灰分每增加1%，炼铁焦比就增加2%～2.5%,石灰石相应增加4%,高炉产量降低3%。为避免这种损失，对高灰分的煤要加以洗选，在配煤中要把灰分高低不同的单种煤加以适当的调配。

1.6 硫分

硫分是有害物质，在炼焦过程中，煤中约60%～70%的硫分会转入焦炭。煤中硫分高，相应焦炭中硫分也高，这会将提高生铁中的含硫量，降低其质量。经验表明，焦炭中硫分每增加0.1%，高炉生产能力就下降2%～2.5%, 因此，配合煤硫分必须严格控制。

1.7 细度

煤细度是将入炉煤过3mm筛子后，筛下煤样占全部煤样的百分数。煤细度对焦炭质量有一定影响，是配煤质量的重要指标之一。细度过小，配合煤混合不均，炼焦过程中会受较大颗粒弱黏结性煤及其灰分的影响而使焦炭的裂纹增多，强度下降；细度过高，会使装炉煤的堆密度下降，降低焦炭质量，同时煤尘增多，可能导致上升管堵塞，焦油渣量增大，加重环境污染。因此，煤细度要保持在合理范围内。

2 不同炼焦工艺对煤质的要求和典型煤种

2.1 常规顶装炼焦对煤质的要求

第一，水分。水分过高或过低都可能对炼焦过程和焦炭质量产生影响，因此，配合煤全水分要求稳定在8%～10%。第二，灰分。把炼焦时全干焦产率计为3/4，由于配合煤中灰分全部转移到焦炭中，可得焦炭灰分约为配煤灰分的1.33倍。按焦炭灰分要求可算出配合煤灰分的最高值，一般认为配煤灰分在10%以下。第三，硫分。一般要求入炉煤硫分控制在1%以下。第四，挥发分。为炼制合格焦炭，配煤干燥死灰基挥发分应控制在25%～28%。第五，黏结性。入炉煤黏结指数G值一般控制在58～72, 胶质层最大厚度Y值控制在17～22 mm, 奥亚膨胀度b值应大于50%。第六，膨胀压力。火炉煤安全膨胀压力不可大于10～15 kPa。第七，细度。通常要求配煤细度(小于3 mm颗粒质量百分比)控制在80%左右。

目前，国内主要的炼焦工艺是常规顶装炼焦，按炼焦行业协会焦炭煤资源专业委员会的调研显示，顶装炼焦用煤主要以气肥焦瘦四种煤为主，且配合煤中焦煤配入比最多。

2.2 型煤顶装炼焦对煤质的要求

型煤顶装炼焦技术是在常规顶装炼焦的基础上发展起来的，是解决焦炭资源日益减少的有效途径之一。操作时把一部分煤配入黏结剂制成型煤，再与散状煤按一定比例配合后入炉炼焦，此法能改善煤的黏结性和结焦性能。因此，与常规顶装炼焦技术相比，在保证焦炭质量的基础上，该法多用于不黏性煤或弱黏性煤，以减少优质炼焦煤的消耗量。

2.3 捣固炼焦对煤质的要求

第一，水分。配煤时要严格控制煤料的水分，通常把捣固炼焦的煤料水分控制在8%～11%。第二，细度。捣固炼焦比顶装炼焦所用的细度要大，一般要求小于3 mm的煤控制在90%～93%为适，其中粒度小于0.5 mm的控制在40%～50%。若细度低，为使煤饼达到一定的稳定性，需消耗较高的捣固功；若细度高，会降低煤饼堆密度和抗压强度，但能提高煤饼抗剪强度。由于煤饼的稳定性主要取决于抗剪强度，因此，捣固煤料应有较高的细度。第三，挥发分及胶质层最大厚度。通过配煤将挥发分控制在30%左右、Y值为11～14 mm。第四，瘦化组分。瘦化组分能减少焦炭的裂纹，在配合煤中加入一定量和种类的瘦化组分能提高焦炭的机械强度,用粒度均匀的一定量焦粉作为瘦化剂,若粒度和配入比不合适，可能造成焦炭热性能变坏，并出现裂纹。

捣固炼焦技术以其优点已成为目前焦化行业发展的趋势。在现有炼焦技术的条件下开发新配煤技术，寻找新的炼焦煤，对我国煤炭资源的综合利用和炼焦行业的发展具有重大意义。

[1] 陈文敏.煤质分析结果的定性与定量审查[M].北京:煤炭工业出版社,1994.

[2] 李文华.煤质管理与经营[M].北京:中国标准出版社,2003.

Requirement analysis of coal quality in coking enterprises

WANG Li-dong

(Qitaihe Coal Transportation Collection Office, Qitaihe 154600, China)

Due to the large-scale blast furnace and the uneven distribution of coking coal resources, it is necessary to meet the requirements of coke quality, and produce high quality coke by using different coal according to a certain proportion. To select the coal meeting different requirements of coking process according to the specific requirements for the production of coke quality. There are dozens of mature coking technology, conventional top coal coking technology and tamping coking technology were discussed, and issues on the impact of commonly used coking coal indicators on coke quality, requirements on coal quality of different coking process and typical coal.

Coking; Enterprise; Coal quality; Requirement

2016-12-10

王立冬(1974-)，男，工程师。

TQ536

B

1674-8646(2017)04-0164-02