提高贫煤在配煤炼焦中的比例研究

摘要

无烟煤和贫煤在非炼焦煤资源中总量丰富,但没有粘结性,因此配煤炼焦中几乎没有使用。如果无烟煤和贫煤能通过改性用于配煤炼焦,既有助于降低生产成本,提高企业经济效益,又有助于解决炼焦煤资源即将枯竭的难题。
　　本课题采用自主研发的煤粉改性剂(ZBS)对高变质程度煤粉进行改性处理,结合塑性成焦机理与供氢原理,借助元素分析研究了ZBS对无烟煤和贫煤的改性机理。在200kg焦炉进行顶装法炼焦和捣固法炼焦试验,探讨配入无烟煤和贫煤时,ZBS对焦炭质量的改善作用。在4.3m焦炉上实现了非炼焦煤配入量达到11％,焦炭质量合格的目标。主要结论如下:
　　①ZBS对无烟煤和贫煤的作用:首先,无烟煤和贫煤添加ZBS后,对其灰分与硫分未产生不利影响;其次,ZBS对煤热解生成的自由基碎片有“供氢”作用,使其达到饱和而稳定下来,生成相对分子质量低的液体,从而增加煤焦化过程形成的胶质体数量,利于充分黏结煤中的惰性组分,增加炼焦配煤中无烟煤和贫煤的配入量;最后,ZBS作为煤焦化干馏时热解的催化剂,催化煤的热解反应,利于形成更多的胶质体液相,改善非炼焦煤在焦化过程中与胶质体结合的情况,改性后非炼焦煤有了一定的塑性温度区间,结焦性能得到改善。
　　②200kg焦炉常规法炼焦试验表明:炼焦煤中配入5％无烟煤和6％贫煤进行顶装法炼焦,ZBS-M03改性剂的最佳用量为含水10％配合煤质量的0.10％。效果最好的实验组与未加非炼焦煤的实验组焦炭质量相比,M40提高0.8％,CSR上升3.30％,各项指标优于生产配合煤焦炭指标。
　　③200kg焦炉捣固法炼焦试验表明:炼焦煤中配入非炼焦煤的量可达25％, ZBS改性剂的最佳用量为含水10％配合煤质量的0.20％。焦炭质量达到2级冶金焦以上水平。
　　④在200kg焦炉试验研究基础上,提出了适合于昆钢常规炼焦生产的工业试验方案。配比0为:一平浪煤10％、盘江煤20％、焦煤55％、1/3焦煤15％;配比1和配比2添加ZBS-M03,配比3添加ZBS-M05,都采用最佳用量,配入5％无烟煤和6％贫煤。
　　⑤工业试验结果表明:与基础配比0相比,配比1的M40提高1.45％、M10降低1.9％,CRI降低2.5％、CSR提高3.09％;配比2的M40提高1.75％、M10降低1.8％,CRI降低1.95％、CSR提高1.18％;配比3的M40提高3.1％、M10降低1.2％,CRI提高0.1％,CSR降低0.71％。对各配比进行经济效益计算和成本分析得出其中配比1最优,降低成本24.4元/t。