炼焦用煤技术知识.doc

炼焦用煤技术知识一、煤的分类标准煤的分类是指导煤炭资源合理利用的基础，也是统计资源的依据煤分类标准的制定反映了我国在煤炭加工利用方面的科学技术水平1958年国家技术委员会推荐的煤分类标准是以华北、东北地区的煤样为依据，以煤的可燃基挥发份产率和胶质层的最大厚度为分类指标而制定的该标准把各种工业用途的煤从褐煤到无烟煤之间的所有煤种划分成10个大类，24个小类该标准使用近30年随着我国煤炭工业和焦化工业的发展，新煤田的发现，炼焦用煤基地的不断增加，以及原分类标准中烟煤部分大类的类别较少，烟煤与褐煤划分界限不清等原因，原分类标准已不能满足生产发展的需要，所以从1986年起采用新的分类标准其中烟煤的分类如表一烟 煤 的 分 类 表 一类别符号数码分 类 指 标Vdaf，%GR.I.Y,mmB**,%贫煤PM11＞10.0-20.0≤5贫瘦煤PS12＞10.0-20.0＞5-20瘦煤SM1314＞10.0-20.0＞10.0-20.0＞20-50＞50-65焦煤JM152425＞10.0-20.0＞20.0-28.0＞20.0-28.0＞65*＞50-65＞65*≤25.0≤25.0(≤150)(≤150)肥煤FM162636＞10.0-20.0＞20.0-28.0＞28.0-37.0（＞85*）（＞85*）（＞85*）＞25.0＞25.0＞25.0(＞150)(＞150)(＞220)1/3焦煤1/3JM35＞28.0-37.0＞65*≤25.0（≤220）气肥煤QF46＞37.0(＞85* )＞25.0（＞220）气煤QM34434445＞28.0-37.0＞37.0＞37.0＞37.0＞50-65＞35-50＞50-65＞65*≤25.0（≤220）1/2中粘煤1/2ZN2333＞20.0-28.0＞28.0-37.0＞30-50＞30-50弱粘煤RN2232＞20.0-28.0＞28.0-37.0＞5-30＞5-30不粘煤BN2131＞20.0-28.0＞28.0-37.0≤5≤5长焰煤CY4142＞37.0＞37.0≤5＞5-35*当烟煤的粘结指数测值GR.I.小于或等于85时,用干燥无灰基挥发份Vdaf和粘结指数GR.I.来划分煤类.当粘结指数测值GR.I.大于85时,则用干燥无灰基挥发份Vdaf和胶质层最大厚度Y,或用干燥无灰基挥发份Vdaf和奥亚膨胀度b来划分煤类.** 当GR.I.＞85时,用Y和b并列作为分类指标,当Vdaf≤28.0时,b暂定为150%;Vdaf＞28.0%时,b暂定为220%.当b值和Y值有矛盾时,以Y值为准划分煤类.分类用的煤样,如原煤灰份小于或等于10%时者,不需减灰.灰份大于10%的煤样需按GB474-83规定的煤样制备方法,用氯化锌重液减灰后再分类.新的分类标准具有以下特点：在半工业和实验室的试验基础上，对无烟煤、烟煤、褐煤进行了全面分类。

烟煤部分分为12大类其中新增加了贫瘦煤、1/3焦煤、1/2中粘煤和气肥煤4大类采用数码组合与原有牌号相结合的原则构成新的分类系统这种编码系统有利于国际上交流和对比新分类采用粘结指数为主，胶质层最大厚度或奥亚膨胀度为辅的分类指标，这样可发挥指标各自的优点二、单种煤的结焦特性不同牌号的煤，在单独炼焦时所得焦炭的性质是各不相同的为合理地选择各种配合煤的配比，必需了解单种煤的结焦性能现将可以用来配煤炼焦的各种牌号煤的结焦特性概述如下1、气煤气煤由于挥发份高，因此在结焦过程中收缩大、焦碳裂纹多、焦块细而长、易碎正由于这个特性，在配煤中常常用它减少炼焦过程中的膨胀压力和增加焦饼的收缩，以利于推焦同时因挥发份高，可以得到较多的化学产品和煤气，这都是配用气煤的原因，但多配气煤将使焦碳块度变小、强度下降2、肥煤肥煤加热时能产生大量的胶质体，其流动性大，热稳定性较气煤胶质较好，炼出的焦碳熔融性好，但横裂纹较多，焦碳气孔率高，有较多的蜂焦因它具有很强的粘结能力，所以肥煤是配煤中的主要成分，并可以多配弱粘结性煤而炼成机械强度较好的冶金焦对于挥发份高的肥煤，一般结焦性较差，炼焦配煤中使用此种煤时，应适当减少气煤的配入量。

3、焦煤焦煤具有中等挥发份与中等胶质层厚度大多数焦煤单独炼焦时能得到块大、裂纹少、耐磨性好的焦碳但在结焦过程中胶饼收缩度小，产生的膨胀压力大，容易造成难推焦又因焦煤贮量不多，在配煤中应尽量减少焦煤配入量它在配煤中可以起到提高焦碳机械强度的作用4、瘦煤瘦煤的变质程度较高，挥发份低，在加热时产生胶质体的容量少、熔融性和粘结性较差、收缩小但是不同瘦煤单独炼成时，焦碳强度和耐磨性可以有很大差别大多数瘦煤炼成的焦碳块度大、裂纹少，因熔融性较差，焦碳中有颗粒物存在，使耐磨性变差在配煤中配入瘦煤可以提高焦碳块度5、贫煤贫煤加热时不产生或只产生极微量的胶质体，没有粘结性，不能单独炼焦，但可以少量配入作为瘦化剂配入贫煤时最好经过精细的粉碎6、无烟煤无烟煤是变质程度最深的煤，所含的挥发份最低，加热时不产生胶质体，加热至高温也不会结成焦碳因此未将其划入炼焦用煤的范围内有时在瘦煤缺乏地区，当配煤中煤料较肥时，可少量配入无烟煤作为瘦化剂，配入时需经过细粉碎三、配煤意义与原则高炉用焦要求灰份低、含硫少、强度大从上述单种煤结焦特性可知，大多数单种煤在炼焦炉中不易炼出机械强度较高的优质冶金焦，而选择某些单种煤进行配合，可以达到生产优质焦碳的目的。

在表二中可看出，配合煤焦碳的质量优于单种煤焦碳 配合煤及单种煤炼焦时的焦碳质量 表二配 煤 比，%煤 质 分 析焦 碳 强 度，%孙村（肥气）邯郸（瘦煤）VdafY，mmM40（抗碎强度）M10（耐磨强度）10006001004041.6918.1732.1823121959.263.775.614.422.710.2有些炼焦用煤因含灰、硫等有害杂质过高，不能满足高炉冶炼的要求，此外，炼铁、铸造及其它工业对焦碳质量也有不同要求，都不是凭单种煤炼焦所能解决的因此，必需把不同牌号的煤进行配合使用，才能取长补短，炼出各种质量合格的焦碳，以适应各部门的需要根据我国煤炭资源的具体情况，采用配煤炼焦既可以合理利用各地区的炼焦煤的资源，又是扩大炼焦用煤的基本措施之一为了保证焦碳质量，又利于生产操作，在确定配煤方案时，应考虑以下几项原则：（1）、焦碳质量应达到规定的指标，满足使用部门的要求2）、不会产生对炉墙有危险的膨胀压力和引起推焦困难3）、在满足焦碳质量的前提下，有较高的化学产品产量和质量4）、根据本区域煤炭资源的近期平衡和考虑远景规划，充分利用本区域的粘结煤和弱粘结煤。

5）、合理调整炼焦用煤的运输流量和尽量防止对流，并尽可能缩短平均运输距离四、配合煤的质量指标配合煤的质量取决于单种煤的质量及其配合比我国部分焦化厂配合煤质量及焦碳质量列于表三对于炼制冶金焦的配合煤，其基本质量指标如下：1、灰份煤中灰份在炼焦后全部残留于焦碳中，灰份是焦碳中的有害杂质，焦碳的灰份越高，炼铁时焦碳及石灰石消耗量就增多、高炉的生产能力降低一般焦碳灰份每增加1%，高炉焦比将增加2%-2.5%，石灰石耗量增加4%，生铁产量降低2%-2.5%同时灰份中的大颗粒易在焦碳中形成裂纹中心，使焦碳的抗碎强度降低，也使焦碳的耐磨性变坏所以配合煤的灰份应控制在一定范围之内如果在配合煤中使用了一两种灰份较高的精煤，则其余部分必需选配灰份较低的单种煤，才能保证焦碳的灰份符合要求配合煤的灰份指标与硫份、挥发份、胶质层厚度的指标一样，可根据各单种煤的指标加权平均计算我国主要焦化厂的配合煤的灰份普遍较高，根据1991年统计平均为11.2%，最高达14.12%，所以焦碳中灰份也较高，一般在13%以上（见表一）我国配合煤灰份高的原因是洗精煤灰份偏高，尤其是焦煤、肥煤含灰高，且难洗，而高挥发份弱粘结煤不仅储量多，且灰份低，又易洗，所以采用多配高挥发份、低灰份煤可降低配合煤灰份。

另外，配入成型煤也可以降低配合煤的灰份2、硫份硫在煤中以黄铁矿、硫酸盐及有机硫化合物三种形态存在硫份也是有害杂质，焦碳中的硫在冶炼时转入生铁中，降低了铁的质量高炉的生产实践表明，当焦碳硫含量大于1.6%时，每增加1%的硫含量，高炉炼铁焦比要提高1.8%，使高炉生产能力降低15-20%，因此冶金焦含硫量不应大于1%，我国焦碳含硫量约0.7%当焦碳作为燃料时，硫燃烧后生成硫化物气体，它对金属起腐蚀作用当焦碳用于气化时，所生成气体需要脱除硫化物后才能使用焦碳中硫份约为配合煤硫份的85-90%，一般要求配煤的硫份不应大于1%为降低配合煤中的硫份可采用洗选法、萃取法等脱硫技术但均未形成经济实用的工业法从当前实际情况出发，配入含硫量较低的煤种来降低配合煤的硫份是常用方法3、挥发份配合煤的挥发份高，则炼焦煤气和化学产品的产率也高但由于大多数高挥发份煤的结焦性较差，因此在多配用高挥发份煤时，焦碳的强度会下降，平均块度变小为了充分利用我国储量较多的高挥发份煤，也应以满足焦碳质量为前提一般中大型高炉用焦的配合煤，其干燥无灰基挥发份在28-32%之间4、胶质层配合煤必须具有适当的胶质层厚度，才能在焦炉中炼出机械强度高的焦碳。

但胶质层过厚时会产生很大的膨胀压力，对焦炉炉墙不利所以在确定配煤方案时，应采用合适的配煤比，使煤料在焦炉内所产生的最大膨胀压力在安全限度内，以免损坏炉室我国目前大中型高炉用焦的配合煤胶质层厚度大致控制在14-20mm范围内5、水份配合煤水分多少及其稳定与否，对焦碳产量、质量以及焦炉寿命有很大影响煤料堆密度与水分有较大关系，干煤堆密度最大，随着水分增加堆密度减小，当水分为7-8%时堆密度最小，约为干煤堆密度的85%左右，水分继续增加，堆密度稍有增加又因水分汽化潜热大，煤料导热性差，不能迅速将热量传给煤料内层经估算将1000g煤加热到200℃所需热量与将此煤中所含10%的水汽化并加热到200℃所需热量相当，所以没有得到足够热量使水分完全汽化之前，煤料温度只能接近水的汽化温度如炭化室中心处在装煤后7-8h内，其温度一直停留在110℃左右就是此原因由于上述原因，配合煤水分每增加1%，要求立火道温度提高5-7℃，炼焦耗热量增加约30KJ/kg，结焦时间将延长10-15min由此可见，生产中装炉煤水分波动大时易造成炉温波动，使焦饼温度过高或过低因此规程中规定相邻班的配合煤水分波动不应大于1%在装煤初期，由于炭化室墙面与煤料温差很大，炉墙向煤料迅速传热，而本身温度骤降，煤料水分越大，炭化室墙面温度下降越多；当炉头的炭化室墙面温度降到600℃以下时，就会显著地损坏硅砖，影响炉体使用寿命。

但煤料水分过低，使操作条件恶化，装煤时冒烟着火加剧，上升管与集气管焦油渣含量增加，炭化室墙面石墨沉积加快，所以入炉煤料水分以控制在10。