煤焦化企業對煤質的要求分析

王立冬

(七臺河市煤炭調運征收辦公室, 黑龍江 七臺河 154600)

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煤焦化企業對煤質的要求分析

王立冬

(七臺河市煤炭調運征收辦公室, 黑龍江 七臺河 154600)

由于高爐的大型化以及用于煉焦煤資源的不均衡分布，需要在能滿足焦炭質量的要求下，將不同的煤按一定的比例配合使用，生產出優質的焦炭。要按對生成焦炭質量的具體要求，選擇符合不同煉焦工藝要求的煤質。成熟煉焦工藝目前已有幾十種，本文探討了常規頂裝煤煉焦技術和搗固煉焦技術對生產冶金焦的煤質要求，并闡述了常用煉焦用煤指標對焦炭質量的影響、不同煉焦工藝對煤質的要求和典型煤種等問題。

煤焦化；企業；煤質；要求

我國煉焦煤資源短缺，為滿足對焦炭日益增長的需求，改善焦炭質量，搗固煉焦技術迅速發展。在保證焦炭質量的前提下, 搗固煉焦生產能充分利用煉焦煤資源,降低焦炭生產成本,穩定焦炭生產操作的配煤技術。煤質指標的作用是指導煉焦配煤，預測焦炭質量，在滿足焦炭質量的前提下，擴大并合理使用煉焦煤資源，降低焦炭成本。目前，由于高爐的大型化以及用于煉焦煤資源的不均衡分布，需要在能滿足焦炭質量的要求下，將不同的煤按一定的比例配合使用，生產出優質的焦炭。要按對生成焦炭質量的具體要求，選擇符合不同煉焦工藝要求的煤質。

1 常用煉焦用煤指標及對焦炭質量的影響

1.1 黏結性

配合煤的黏結性指標是影響焦炭質量的最重要因素。煤加熱后活性組分受熱分解，形成液態狀非揮發性可塑體(即膠質體)，其中液體部分的數量決定了煤黏結性的強弱。為獲得抗碎強度和耐磨性好的焦炭，配煤要有足夠的黏結性。反映黏結性的指標較多，我國采用膠質層最大厚度Y值的方法。在煤焦化過程中采用配煤煉焦，用55%左右的肥煤和焦煤，45%的氣煤和瘦煤，也可用相應的弱黏結煤代替氣煤配合煉焦。目前，應在煉焦過程中使用黏結劑以改善配合煤的黏結性和顯微結構，以增加弱黏結性煤的配入量。

1.2 膨脹壓力

煤的膨脹壓力是煤在炭化室內受熱分解時，由于析出煤氣的作用，使塑性層膨脹，因而對炭化室墻產生一定的側壓力。煤的膨脹壓力由煤的內部結構決定。 配合煤中各單種煤之間還存在相互作用，因此，此配煤的膨脹壓力不是單種煤的簡單加和，它和煤的黏結性并無規律性關聯，需要采用實驗的方法測定。

1.3 揮發分

煤階是影響焦炭質量的重要因素。在煉焦配煤中通常用揮發分Vdaf表示煤階的高低，也可用鏡質組最大反射率Rmax(%)表示。用煤中顯微組分含量指導配煤是對傳統配煤方法的改進，而目前還未普及，這里用揮發分討論。揮發分高低不但影響焦炭強度，還影響化學產品的收率。揮發分過高，會降低焦炭的機械強度和耐磨強度，使焦炭易成碎塊。相反，揮發分過低，盡管利于提高焦炭的機械強度，但在煉焦過程產生的過高膨脹壓力會影響推焦的進行。同時，過低的揮發分也可導致化學產品的收率降低，增大煉焦成本。在實際煉焦過程中，應按不同煤種性質進行適當配合，使揮發分控制在一定范圍內，以實現生產合格的焦炭。

1.4 水分

水分是評價焦炭質量的指標之一。在煉焦生產過程中，煤中水分過小，會惡化焦爐裝煤操作環境，出現負面影響，水分過大會使焦爐裝煤操作困難，結焦時間延長。一般煉焦煤水分每增加1%，結焦時間約延長10～15 min，不但影響煉焦速度和焦炭質量，還會影響焦爐使用壽命。

1.5 灰分

灰分屬惰性物質，在煉焦過程中不軟化、不熔融、不收縮，能降低煤的黏結性。因灰分與焦炭物質之間有明顯的分界面，膨脹系數不同，在半焦收縮時，灰分顆粒便成為焦炭的裂紋中心，影響焦炭的機械強度和耐磨強度，并且灰分顆粒越大，裂紋就越寬、越深、越長。在配煤煉焦時，煤灰分幾乎全部轉入焦炭，影響焦炭的等級和生產能力。配煤中灰分含量越高，焦炭強度就越低，并使高爐煉鐵時焦比增高，降低生產能力。實踐表明，焦炭灰分每增加1%，煉鐵焦比就增加2%～2.5%,石灰石相應增加4%,高爐產量降低3%。為避免這種損失，對高灰分的煤要加以洗選，在配煤中要把灰分高低不同的單種煤加以適當的調配。

1.6 硫分

硫分是有害物質，在煉焦過程中，煤中約60%～70%的硫分會轉入焦炭。煤中硫分高，相應焦炭中硫分也高，這會將提高生鐵中的含硫量，降低其質量。經驗表明，焦炭中硫分每增加0.1%，高爐生產能力就下降2%～2.5%, 因此，配合煤硫分必須嚴格控制。

1.7 細度

煤細度是將入爐煤過3mm篩子后，篩下煤樣占全部煤樣的百分數。煤細度對焦炭質量有一定影響，是配煤質量的重要指標之一。細度過小，配合煤混合不均，煉焦過程中會受較大顆粒弱黏結性煤及其灰分的影響而使焦炭的裂紋增多，強度下降；細度過高，會使裝爐煤的堆密度下降，降低焦炭質量，同時煤塵增多，可能導致上升管堵塞，焦油渣量增大，加重環境污染。因此，煤細度要保持在合理范圍內。

2 不同煉焦工藝對煤質的要求和典型煤種

2.1 常規頂裝煉焦對煤質的要求

第一，水分。水分過高或過低都可能對煉焦過程和焦炭質量產生影響，因此，配合煤全水分要求穩定在8%～10%。第二，灰分。把煉焦時全干焦產率計為3/4，由于配合煤中灰分全部轉移到焦炭中，可得焦炭灰分約為配煤灰分的1.33倍。按焦炭灰分要求可算出配合煤灰分的最高值，一般認為配煤灰分在10%以下。第三，硫分。一般要求入爐煤硫分控制在1%以下。第四，揮發分。為煉制合格焦炭，配煤干燥死灰基揮發分應控制在25%～28%。第五，黏結性。入爐煤黏結指數G值一般控制在58～72, 膠質層最大厚度Y值控制在17～22 mm, 奧亞膨脹度b值應大于50%。第六，膨脹壓力。火爐煤安全膨脹壓力不可大于10～15 kPa。第七，細度。通常要求配煤細度(小于3 mm顆粒質量百分比)控制在80%左右。

目前，國內主要的煉焦工藝是常規頂裝煉焦，按煉焦行業協會焦炭煤資源專業委員會的調研顯示，頂裝煉焦用煤主要以氣肥焦瘦四種煤為主，且配合煤中焦煤配入比最多。

2.2 型煤頂裝煉焦對煤質的要求

型煤頂裝煉焦技術是在常規頂裝煉焦的基礎上發展起來的，是解決焦炭資源日益減少的有效途徑之一。操作時把一部分煤配入黏結劑制成型煤，再與散狀煤按一定比例配合后入爐煉焦，此法能改善煤的黏結性和結焦性能。因此，與常規頂裝煉焦技術相比，在保證焦炭質量的基礎上，該法多用于不黏性煤或弱黏性煤，以減少優質煉焦煤的消耗量。

2.3 搗固煉焦對煤質的要求

第一，水分。配煤時要嚴格控制煤料的水分，通常把搗固煉焦的煤料水分控制在8%～11%。第二，細度。搗固煉焦比頂裝煉焦所用的細度要大，一般要求小于3 mm的煤控制在90%～93%為適，其中粒度小于0.5 mm的控制在40%～50%。若細度低，為使煤餅達到一定的穩定性，需消耗較高的搗固功；若細度高，會降低煤餅堆密度和抗壓強度，但能提高煤餅抗剪強度。由于煤餅的穩定性主要取決于抗剪強度，因此，搗固煤料應有較高的細度。第三，揮發分及膠質層最大厚度。通過配煤將揮發分控制在30%左右、Y值為11～14 mm。第四，瘦化組分。瘦化組分能減少焦炭的裂紋，在配合煤中加入一定量和種類的瘦化組分能提高焦炭的機械強度,用粒度均勻的一定量焦粉作為瘦化劑,若粒度和配入比不合適，可能造成焦炭熱性能變壞，并出現裂紋。

搗固煉焦技術以其優點已成為目前焦化行業發展的趨勢。在現有煉焦技術的條件下開發新配煤技術，尋找新的煉焦煤，對我國煤炭資源的綜合利用和煉焦行業的發展具有重大意義。

[1] 陳文敏.煤質分析結果的定性與定量審查[M].北京:煤炭工業出版社,1994.

[2] 李文華.煤質管理與經營[M].北京:中國標準出版社,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，工程師。

TQ536

B

1674-8646(2017)04-0164-02