- DOI：
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑：
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题：
信息、科学;综合科技
- 分类号：
G90;N92
摘要：通过40kg焦炉试验，研究了炼焦煤配加焦粉时炼焦工艺、焦粉比例、焦粉粒径对焦炭质量的影响。炼焦煤配加焦粉后能改善焦炭的乩。，但焦炭的Me、CRI、CSR均变差，捣固炼焦工艺比顶装炼焦工艺适应性更强。
关键词：炼焦；焦粉；配煤；焦炭；质量
利用40kg试验焦炉，考察了炼焦煤配加焦粉时炼焦工艺、焦粉粒径、焦粉配比对焦炭质量的影响。
1试验
1.1试验方案
试验选用40%大武口焦煤、30%矿产肥煤、30%平罗翔龙焦煤配制基准煤样，细度为80.0%0焦粉选用自产＜10mm焦粉，试验焦粉粒径分为＜3.0mm、＜2.0mm、＜1.0mm、＜0.5mm、＜0.3mm、＜0.2mm、＜0.1mm共7个粒级，配合煤配加焦粉量为1.0%、2.0%、3.0%共3种比例，炼焦采用顶装和捣固2种工艺[1]。
配合煤工业分析采用GB/T212—2008（煤的工业分析方法》[2]，G值采用GB/T5447-1997＜烟煤黏结指数测定方法》，x、y值采用GB479-2009（煤胶质层指数测定方法》，a、b值采用GB5450—85（烟煤奥亚膨胀度计试验》，硫分采用GB/T214-2007（煤中全硫的测定方法》[3]，配合煤基准煤样及配合煤的工业分析结果见表1。
由于焦粉灰分比较高，因此加入焦粉后配合煤的灰分比基准煤略有升高,但因为配入比例不大，对试验配合煤的a、b值，x、y值影响不显著。
1.2试验条件及焦炭质量
试验在实验室进行，采用顶装炼焦工艺时配合煤水分10.0%、堆密度0.70t/m3,将40kg焦炉炭化室温度升到750Y，再将装满煤的铁箱装入40kg焦炉之后升温，在16h内将温度升至1050Y,保温2h后出焦，湿法熄焦。采用捣固炼焦工艺时，配合煤水分10.0%,堆密度1.10t/m3,将40kg焦炉炭化室温度升至750r，再将装满煤的铁箱装入40kg焦炉之后升温，在18h内将温度升至1050Y,保温4h后出焦，湿法熄焦。
焦炭M40、M10。采用GB/T2006—2008＜焦炭机械强度的测定方法》,CRI、CSR釆用GB/T4000-2008《焦炭的反应性及反应后强度测定方法》，工业分析采用GB/T2001-1991（焦炭工业分析测定方法》，硫分采用GB/T2286-1991＜焦炭全硫含量的测定》，焦炭质量见表2。
表1配合煤配加焦粉工业分析指标
序号 | 配比方案 | Ad％ | Vdaf% | St.d% | G | a/% | b/% | x/mm | y/mm |
1 | 基准煤样 | 10.31 | 29.34 | 1.37 | 80.67 | 28.00 | 26.00 | 35.00 | 17.00 |
2 | 焦粉1.0%,<3.0mm | 11.53 | 28.82 | 1.41 | 78.56 | 35.00 | 26.00 | 34.00 | 18.00 |
3 | 焦粉1.0%,<2.0mm | 11.56 | 28.83 | 1.44 | 78.00 | 36.00 | 25.00 | 37.00 | 19.00 |
4 | 焦粉1.0%,<1.0mm | 11.53 | 27.82 | 1.41 | 78.00 | 35.00 | 27.00 | 35.00 | 19.60 |
5 | 焦粉1.0%,<0.5mm | 11.46 | 27.80 | 1.46 | 78.00 | 32.00 | 28.00 | 36.00 | 20.00 |
6 | 焦粉1.0%,<0.3mm | 11.55 | 26.86 | 1.42 | 78.00 | 33.00 | 29.50 | 35.00 | 19.40 |
7 | 焦粉1.0%,<0.2mm | 11.48 | 28.80 | 1.44 | 78.00 | 30.00 | 28.00 | 33.00 | 19.00 |
8 | 焦粉1.0%,<0.1mm | 11.48 | 28.82 | 1.44 | 78.00 | 27.00 | 27.00 | 34.00 | 19.00 |
9 | 焦粉2.0%,<3.0mm | 11.65 | 27.70 | 1.48 | 77.50 | 30.00 | 26.00 | 29.00 | 18.00 |
10 | 焦粉2.0%,<2.0mm | 11.60 | 27.65 | 1.45 | 77.00 | 29.00 | 25.00 | 42.00 | 17.00 |
11 | 焦粉2.0%,<1.0mm | 11.68 | 28.12 | 1.44 | 77.20 | 28.00 | 24.00 | 33.00 | 18.00 |
12 | 焦粉2.0%,<0.5mm | 11.63 | 27.72 | 1.45 | 77.90 | 27.00 | 24.00 | 34.00 | 17.00 |
13 | 焦粉2.0%,<0.3mm | 11.63 | 27.72 | 1.45 | 77.80 | 29.00 | 24.50 | 33.00 | 16.00 |
14 | 焦粉2.0%,<0.2mm | 11.63 | 27.72 | 1.45 | 77.80 | 30.00 | 25.10 | 32.00 | 17.00 |
15 | 焦粉2.0%,<0.1mm | 11.65 | 27.66 | 1.42 | 77.90 | 27.00 | 26.00 | 36.00 | 17.00 |
16 | 焦粉3.0%,<3.0mm | 11.70 | 27.50 | 1.52 | 75.60 | 27.00 | 24.00 | 29.00 | 19.00 |
17 | 焦粉3.0%,<2.0mm | 11.72 | 27.72 | 1.57 | 75.90 | 26.00 | 25.00 | 30.00 | 19.00 |
18 | 焦粉3.0%,<1.0mm | 11.76 | 27.34 | 1.54 | 76.00 | 28.00 | 26.00 | 31.00 | 17.00 |
19 | 焦粉3.0%,<0.5mm | 11.73 | 27.72 | 1.55 | 76.10 | 26.00 | 26.00 | 32.00 | 16.00 |
20 | 焦粉3.0%,<0.3mm | 11.75 | 27.86 | 1.52 | 76.50 | 26.00 | 24.00 | 31.00 | 16.00 |
21 | 焦粉3.0%,<0.2mm | 11.75 | 27.56 | 1.52 | 76.40 | 25.00 | 24.00 | 32.00 | 17.00 |
22 | 焦粉3.0%,<0.1mm | 11.75 | 27.66 | 1.52 | 76.70 | 27.00 | 25.00 | 27.00 | 17.00 |
表2 炼焦配煤配加焦粉后焦炭质量数据
方案 | 焦粉粒度 | M40 | M10 | CRI | CSR | ||||
顶装 | 捣固 | 顶装 | 捣固 | 顶装 | 捣固 | 顶装 | 捣固 | ||
1 | 基准配比 | 80.20 | 84.00 | 11.20 | 5.60 | 28.20 | 29.00 | 46.60 | 54.90 |
2 | 焦粉1.0%,<3.0mm | 76.80 | 77.40 | 12.40 | 10.40 | 36.50 | 32.00 | 29.10 | 39.00 |
3 | 焦粉1.0%,<2.0mm | 79.20 | 78.80 | 12.00 | 10.00 | 36.50 | 32.00 | 29.10 | 39.70 |
4 | 焦粉1.0%,<1.0mm | 80.40 | 80.00 | 12.00 | 9.20 | 35.50 | 32.00 | 30.10 | 40.90 |
5 | 焦粉1.0%,<0.5mm | 80.00 | 83.20 | 12.00 | 8.00 | 32.50 | 31.50 | 32.20 | 39.00 |
6 | 焦粉1.0%,<0.3mm | 80.80 | 84.00 | 12.00 | 7.80 | 31.50 | 31.00 | 35.70 | 44.30 |
7 | 焦粉1.0%,<0.2mm | 82.20 | 84.00 | 11.00 | 7.60 | 30.50 | 30.50 | 38.30 | 48.70 |
8 | 焦粉1.0%,<0.1mm | 81.40 | 84.00 | 11.20 | 6.00 | 28.70 | 29.50 | 42.90 | 45.40 |
9 | 焦粉2.0%,<3.0mm | 75.40 | 76.80 | 14.40 | 11.20 | 36.10 | 34.00 | 33.30 | 31.20 |
10 | 焦粉2.0%,<2.0mm | 76.00 | 80.00 | 12.80 | 10.20 | 34.50 | 33.50 | 34.40 | 34.50 |
11 | 焦粉2.0%,<1.0mm | 79.60 | 80.00 | 12.00 | 9.60 | 34.50 | 33.50 | 34.60 | 36.60 |
12 | 焦粉2.0%,<0.5mm | 80.00 | 83.60 | 11.80 | 8.20 | 34.00 | 32.50 | 34.80 | 36.60 |
13 | 焦粉2.0%,<0.3mm | 81.20 | 83.20 | 11.20 | 7.50 | 33.50 | 32.00 | 35.80 | 38.40 |
14 | 焦粉2.0%,<0.2mm | 83.00 | 84.00 | 10.00 | 7.40 | 28.50 | 31.20 | 45.40 | 46.10 |
15 | 焦粉2.0%,<0.1mm | 82.40 | 84.00 | 10.40 | 6.40 | 32.00 | 29.80 | 38.00 | 42.60 |
16 | 焦粉3.0%,<3.0mm | 72.00 | 76.00 | 13.60 | 12.80 | 40.00 | 36.00 | 25.30 | 26.40 |
17 | 焦粉3.0%,<2.0mm | 74.50 | 78.40 | 12.80 | 10.40 | 40.00 | 35.00 | 26.80 | 31.20 |
18 | 焦粉3.0%,<1.0mm | 76.10 | 80.80 | 12.40 | 9.60 | 37.00 | 34.50 | 27.60 | 34.80- |
19 | 焦粉3.0%,<0.5mm | 77.10 | 81.00 | 12.00 | 8.60 | 37.00 | 33.00 | 28.70 | 36.00 |
20 | 焦粉3.0%,<0.3mm | 78.80 | 82.60 | 12.00 | 8.00 | 36.00 | 33.00 | 29.40 | 37.10 |
21 | 焦粉3.0%,<0.2mm | 81.20 | 83.60 | 11.60 | 7.20 | 34.50 | 32.60 | 37.00 | 44.00 |
22 | 焦粉3.0%,<0.1mm | 80.40 | 82.40 | 12.00 | 6.80 | 35.00 | 30.50 | 32.80 | 37.30 |
2结果分析
2.1焦粉配加比例、粒径对焦炭M40的影响
根据表2数据，配加焦粉后，顶装炼焦工艺下，焦粉配加比例为1-0%,2.0%、3.0%，焦粉粒径＜0.2mm以前，有改善焦炭M40的可能，随着配加焦粉粒径的增大,焦炭的M40逐步降低。捣固炼焦工艺下配加焦粉后，焦炭的M40比顶装焦炉有较大幅度提高[4]。
2.2焦粉配加比例、焦粉粒径对焦炭的影响
根据表2数据，炼焦煤配加焦粉后，无论顶装炼焦工艺还是捣固炼焦工艺，焦炭M10均劣化。
2.3焦粉配加比例、焦粉粒径对焦炭CRI、CSR的影响
根据表2数据，无论顶装炼焦工艺还是捣固炼焦工艺，炼焦煤配加焦粉后，焦炭的热性能指标CRI和CSR均变差，并随着配加焦粉粒径的增大，CRI、CSR进一步劣化。相比而言，捣固炼焦工艺生产的焦炭反应性要低于顶装炼焦工艺生产的焦炭，反应后强度要高于顶装炼焦工艺生产的焦炭[5]。
3结语
1)顶装炼焦工艺下，炼焦煤配加焦粉粒径小于1.0mm时,具有改善焦炭的效果，即能提高焦炭大块焦率。炼焦煤配加焦粉后捣固炼焦工艺改善焦炭M40的作用比顶装炼焦工艺更显著。
2)炼焦煤配加焦粉后焦炭的抗磨强度M10变差，但捣固炼焦工艺生产的焦炭M10优于顶装炼焦工艺生产的焦炭。
3)炼焦煤配加焦粉后，无论捣固炼焦工艺还是顶装炼焦工艺均使焦炭的热态性能指标CRI、CSR劣化。捣固炼焦工艺生产的焦炭的反应性要低于顶装炼焦工艺生产的焦炭，反应后强度高于顶装炼焦工艺生产的焦炭。
试验表明，炼焦煤配加焦粉进行炼焦，捣固炼焦工艺比顶装炼焦工艺适应性更强。
参考文献：
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[5]张世东,徐秀丽,王甘霖,侯金朋,姜雨.小焦炉试验在炼焦生产中的指导与应用[J].燃料与化工,2019,50(03):19-21.
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