通过煤质改性提高非炼焦煤在炼焦过程中用量的试验研究

摘要

近年来，无论在国内和国际市场上，优质炼焦煤越来越少、炼焦煤价格在大幅度攀升，而炼焦煤质量有逐年下降趋势，致使炼焦煤的供应与焦炭质量的矛盾日益严重。科技工作者正在努力寻求利用非炼焦煤资源代替或部分代替昂贵的焦煤资源炼焦的方法。
　　 本文重点采用40kg试验焦炉，利用煤炭改质新技术，以自主研发的煤粉改性剂(ZZZ)与南钢炼焦配合煤A外加非炼焦煤(白煤+高炉喷吹烟煤)为炼焦原料，将ZZZ与非焦煤按不同比例混匀，再与配合煤A一起混匀进行系列炼焦实验得到如下结论：
　　 ①在配合煤的指标分析中配合煤的挥发分有小幅度的下降，灰分与硫分基本不变，黏结性指标G值、y值等得到改善；焦炭的工业分析中，焦炭的挥发分有小幅度的下降、灰分与硫分以及固定含碳量基本保持不变。
　　 ②非炼焦煤在加入原配合煤炼焦时，白煤的粒度应以全部小于3mm为宜且小于1mm的量要占70％左右为佳，高炉喷吹烟煤的粒级小于3mm的量控制在85％左右为佳。
　　 ③通过对非炼焦煤改性和配煤炼焦，焦炭的冷态强度和热态性能指标得到明显改善。在非焦煤的添加量达15％(白煤5％+高炉喷吹烟煤10％)，ZZZ的添加量为0.10％时，相对于未添加ZZZ的焦样，M40提高了14.35个百分点，M10下降了6个百分点；CRI下降了5.5个百分点，CSR提高了5.93个百分点。炼出的焦炭质量能达到南钢工业生产焦炭的标准。
　　 ④工业性焦炉试验的结果与铁箱实验结果具有较好的一致性，在工业性试验中减少了焦煤和肥煤的配入量，劣质煤的配入量增加了35％，在添加了0.10％的ZZZ后配合煤的黏结性指标得到改善，炼制出的焦炭的各项性能指标符合生产要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪 论

1.1中国煤炭资源及其分布特点

1.2炼焦煤的供需现状

1.3配煤炼焦

1.3.1单种煤的结焦特性及在炼焦配煤中的作用

1.3.2配煤炼焦质量指标

1.4煤的成焦机理

1.4.1塑性成焦机理

1.4.2中间相成焦机理

1.5我国焦炭质量现状与焦炭市场的分析

1.5.1我国焦炭质量现状

1.5.2焦炭市场的分析

1.6炼焦新工艺与新技术

1.6.1炼焦煤的预处理技术

1.6.2选择粉碎

1.6.3焦炉大型化

1.6.4降低结焦速度或焖炉

1.6.5干法熄焦

1.6.6新型湿法熄焦

1.6.7配添加物

1.6.8日本SCOPE21的炼焦技术

1.7国内外非焦煤炼焦研究进展

1.8课题研究的内容、目的及意义

1.8.1研究目的及意义

1.8.2研究方法

1.8.3研究内容

2试验原料及其主要指标

2.1试验原料来源

2.2炼焦用原料煤性质分析

2.2.1煤的工业分析

2.2.2煤中硫分的测定

2.2.3煤的粘结指数的测定

2.2.4煤的胶质层指数的测定

2.2.5奥亚膨胀度(b值)的测定

2.3炼焦用原料的性质分析数据

3试验装置、试验方案及试验方法

3.1重庆大学基础研究结论

3.2炼焦试样的制备

3.3 40kg焦炉炼焦制度

3.4 40kg焦炉试验方案

3.5焦炭的性能检测

3.5.1焦炭的工业分析与全硫测定

3.5.2焦炭的冷态强度的测定

3.5.3焦炭热性能的测定

4试验结果分析与讨论

4.1配合煤指标分析与讨论

4.1.1添加改性剂前后配合煤指标分析数据

4.1.2改性剂对配合煤指标的作用分析

4.2焦炭的工业分析结果分析与讨论

4.2.1焦炭的工业分析数据

4.2.2改性剂的添加对焦炭工业分析指标的影响

4.3焦炭的冷、热强度分析与讨论

4.3.2改性剂的添加对焦炭冷态强度的影响

4.3.3改性剂的添加对焦炭热性能指标的影响

4.3.4焦炭反应性与焦炭反应后强度之间的关系

4.4非焦煤的粒度对焦炭质量的影响

4.5添加改性剂后配合煤的成焦机理探讨

4.5.1改性剂的改性原理探讨

4.5.2配合煤成焦机理探讨

4.6 40kg焦炉试验结论

5工业性试验

5.1铁箱炼焦试验

5.1.1确定配煤方案

5.1.2确定煤粉改性剂最佳加入量

5.2工业焦炉试验

5.2.1煤粉改性剂的添加方式

5.2.2试验结果

5.3小结

6结论与展望

6.1主要结论

6.2后续研究工作的展望

致谢

参考文献

附 录 作者在攻读学位期间发表的论文目录