陕西子长气煤在麟源煤业的试验及应用

李 艳，史 楠

（潞安化工集团羿神能源有限责任公司，山西 长治 046100）

随着国家钢铁行业的发展及市场竞争压力的增大，钢铁企业对焦炭质量提出越来越高的要求，使本来就很匮乏的优质炼焦煤资源愈加紧张，扩大炼焦煤源、改善和稳定焦炭质量、满足高炉大型化生产，是焦化厂当今面临的一项重要课题[1]。陕西子长气煤主要分布在以子长县城为中心较大范围内，南至宝塔区、富县，北到横山县、子洲县南部。区内炼焦用煤煤类主要为气煤，占比达97%，气煤在各煤层中均有分布[2]。子长气煤是一种中低变质、高挥发分、强黏结性的烟煤[3]。强黏结性的气煤结焦性较好，加热时产生的胶质体较多，炼焦时能结成均匀的块焦。配煤炼焦时，配入一定比例的强黏结气煤取代部分宁武气煤、蒲县1/3 焦煤和吕梁强肥煤，能缓解我国炼焦煤资源不足的压力，优化煤炭资源的利用，提高焦炭质量，增加煤气和化产品的收率，降低配煤成本，增加企业经济效益。长治麟源煤业的生产实践表明，配入3%～9%陕西子长气煤代替该厂的1/3 焦煤和宁武气煤，可保证焦炭质量，降低炼焦成本。

1 陕西子长气煤的性质

陕西子长气煤经洗选后，灰分低，黏结指数大，且硫分、磷分等均符合炼焦用煤技术条件要求，是很好的炼焦用煤。

1.1 陕西子长气煤工业分析

陕西子长气煤的工业分析按照GB/T 212—2008进行测定，工业分析结果见表1。

表1 陕西子长气煤的工业分析结果

由表1 可知，陕西气煤硫分较低，黏结指数G 值较高，胶质层厚度Y 值较高，能在一定程度上降低配合煤的含硫量，提升配合煤的黏结性和结焦性。同时，陕西子长气煤具有较高的挥发分，在炼焦生产中，能够产生更多的煤气对提高焦油、粗苯、硫磺等化产品的产率具有一定优势。

1.2 煤岩组分分析

参照GB/T 6948—2008《煤的镜质体反射率显微镜测定方法》，采用MSP9000C 型偏光显微镜测定陕西子长气煤镜质组反射率，利用MSP9000C 软件采集相关数据并拟合得出陕西子长气煤镜质组反射率分布图，见图1，陕西子长气煤Rran 区段计算结果见表2。

图1 陕西子长气煤镜质组反射率分布

表2 陕西子长气煤Rran 区段计算结果

由图1 和表2 可知，陕西气煤的镜质组反射率平均值Rran 为0.732，属于气肥煤，其镜质组随机反射率直方图呈正态分布，标准偏差为0.780，为单一煤层煤。陕西气煤的活性组分为74%，惰性组分为26%，活惰比2.85[3]。

2 陕西气煤配煤炼焦试验

2.1 陕西气煤40 kg 焦炉配煤炼焦试验

陕西气煤40 kg 焦炉配煤炼焦试验条件：装煤细度≤3 mm 大于90%，装煤密度1.05 g/cm3，装煤温度800 ℃，40 min 升温至1 090 ℃，结焦时间12 h，闷炉2 h，红焦用清水熄灭。通过5 组配煤炼焦试验，讨论了采用陕西气煤代替蒲县1/3 焦煤和宁武气煤配煤炼焦应用的可能性和可行性。配煤方案见表3，所得焦炭的质量分析见表4。

表3 陕西气煤40 kg 焦炉配煤炼焦试验方案

表4 焦炭工业分析指标

由表3 可知，1#～5#方案为试验方案，陕西子长气煤配入量在18%～21%时，配合煤的灰分在9.44%～9.77%，硫分在0.75%～0.81%，G 值在63.0～65.3，Y值在13 mm～14 mm。各项指标能满足工业生产要求。

由表4 可知，焦炭灰分、硫分均优于二级焦炭指标规定，焦炭冷态强度良好，M40最高达到80%，M25最高达到90%，M10最优达到6.9%；热强度反应性CRI分布在30.5%～35.4%，反应后强度CSR 分布在49.3%～55.8%。试验方案焦炭的反应性较高，反应后强度较低，其主要原因为40 kg 焦炉炉型小，热效率和生产工况不如工业生产焦炉。根据麟源煤业生产经验总结，同一配比和生产条件下，试验焦炉焦炭反应后强度比工业生产焦炉焦炭低4.8%～8.7%，因此陕西子长气煤通过优化配煤用于炼焦生产是可行的。

2.2 陕西气煤配煤炼焦工业应用

结合40 kg 试验焦炉配煤炼焦结果，长治麟源煤业在5.5 m 捣固焦炉上进行了陕西子长气煤配煤炼焦的工业应用，其配煤炼焦方案和焦炭分析结果见表5 和表6。

由表5 和表6 可以看出，焦炭的硫分和灰分可以达到二级指标水平，硫分最低为0.64%，灰分最低为12.41%；焦炭的机械强度最优的M40为84.2%，M25为92%，M10为6.8%，热强度最优为反应性25.5%，反应后强度61.9%。将陕西子长气煤的配入量控制在3%～9%，合理调整其他煤种比例，能够生产出反应后强度超过一级指标，机械强度达到一级指标，灰分硫分优于二级指标的焦炭。

表5 陕西子长气煤配煤炼焦工业生产方案及配合煤分析

表6 陕西子长气煤配煤工业生产焦炭质量分析

3 经济效益

陕西子长气煤的成本低于蒲县1/3 焦煤和宁武气煤，长治麟源煤业公司采用3%～9%的陕西子长气煤代替宁武气煤、蒲县1/3 焦煤和吕梁强肥煤用于配煤炼焦生产，使吨焦节约成本8 元～20 元，截至目前，长治麟源煤业公司已用陕西子长气煤30 余万t。

4 结论

陕西子长气煤子长气煤的灰分、硫分较低，挥发分高，黏结指数、胶质层指数较高，煤岩镜质组反射率分布中，1/3 焦煤含量较高。麟源煤业通过利用陕西子长气煤部分代替宁武气煤、蒲县1/3 焦煤和吕梁强肥煤配煤炼焦，在合理调整配比的情况下，能够生产出优于一级标准的冶金焦炭，降低生产成本，提升采购博弈能力，节约优质炼焦煤的用量。