基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤参与炼焦的配煤方法

摘要

本发明公开了一种基于焦炭光学组织结构的高变质焦煤参与的炼焦配煤方法，该方法包括：1)测定高变质焦煤、其他单种炼焦煤炼焦焦炭光学组织结构，统计配合煤中粗粒镶嵌结构、光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构、中粒镶嵌结构与不完全纤维结构之和、丝碳与破片结构之和、完全纤维与片状结构之和的比例；2)确定各单种煤的配煤比例，确保配合煤中，粗粒镶嵌结构、光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构、中粒镶嵌结构与不完全纤维结构之和、丝碳与破片结构之和、完全纤维与片状结构之和的比例。本发明选择限定配合煤中上述指标进行配煤，配合煤的Y值和基氏最大流动度在较低水平下，也能炼出优质焦炭，从而节约流动性好的优质煤资源。

说明书

技术领域

本发明属于冶金炼焦技术领域，具体涉及一种基于焦炭光学组织结构的 高变质焦煤参与炼焦的配煤方法。

背景技术

炼焦煤中常用焦煤的挥发份V_daf在18～28％之间，镜质组平均最大反射 率在1.15～1.50％之间。其中在1.35～1.50％之间的焦煤称为高 变质焦煤，这类高变质焦煤黏结指数G值一般在75～90之间，胶质层指数Y 值一般在14～20mm之间，固-软温度区间一般在50～75℃之间，基氏最大流 动度在10～500ddpm之间，膨胀度b值在10％～50％之间，粗粒镶嵌组分含 量在38～78％之间。按照传统的配煤方法，配合煤的Y值需要达到15mm以 上，基氏最大流动度达到300ddpm以上，才能炼出优质焦炭。

然而，发明人在配煤炼焦试验和生产应用实践中发现：在1.35～ 1.50％之间的澳大利亚萨阿吉矿焦煤、山西晋中地区和吕梁地区部分焦煤，一 定比例的上述焦煤参与配煤炼焦，配合煤Y值仅在12mm～15mm之间，基 氏最大流动度在60ddpm～300ddpm之间的低值范围，炼得焦炭热强度CSR 也达到65％以上。因此按照传统方法对该类高变质焦煤配煤炼焦，将会过渡 消耗胶质体丰富、流动性能好的优质炼焦煤资源，造成资源浪费，增加企业 生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于焦炭光学组织结构的高变质 焦煤参与的炼焦配煤方法，避免片面追求配合煤Y值达到15mm以上，配合 煤基氏最大流动度达到300ddpm以上，造成过渡消耗胶质体丰富、流动性能 好的优质炼焦煤资源的现象，避免资源浪费，增加企业效益。

为解决上述技术问题，本发明所设计的配煤方法包括如下步骤：

1)测定高变质焦煤、其他参与配煤炼焦的各单种煤炼焦焦炭光学组织结 构，统计配合煤中粗粒镶嵌结构、光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构、 中粒镶嵌结构与不完全纤维结构之和、丝碳与破片结构之和、完全纤维与片 状结构之和的比例，所述高变质焦煤为在1.35～1.50％之间，G值在75～ 90之间，固-软温度区间在50～75℃之间，膨胀度b值在10％～50％之间，粗 粒镶嵌组分含量在38～78％之间的焦煤；

2)根据下述范围拟定一组配煤方案：高变质焦煤配入比例15～45％，气 煤配入比例5～30％，1/3焦煤配入比例10～30％，肥煤配入比例10～20％， 中等变质焦煤配入比例5～35％，瘦煤配入比例3～10％；所述中等变质焦煤 为镜质组平均最大反射率在1.15～1.35％之间的焦煤；

3)对拟定的配煤方案进行检验，检验标准为同时满足下述条件：配合煤 中粗粒镶嵌结构≥20％，且光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构≥7％； 中粒镶嵌结构与不完全纤维结构之和≥7％；丝碳与破片结构之和为25～ 35％；完全纤维与片状结构之和为3～8％；

4)若拟定配煤方案达不到检验标准，则对配煤方案进行调整，调整方法： 哪一种或哪几种光学组织结构不满足要求，则对该光学组织结构较高或较低 的煤种配入比例进行调整，直到满足配煤方案的检验标准，完成配煤方案的 制定。

进一步地，所述高变质焦煤的Y值在14mm～20mm之间，配合煤的Y 值在12mm～15mm之间，基氏最大流动度在10～500ddpm之间。

进一步地，所述配合煤的大基氏流动度在10～240ddpm之间。

进一步地，所述步骤2)中，高变质焦煤配入比例15～23％，气煤配入 比例10～25％，1/3焦煤配入比例15～25％，肥煤配入比例13～18％，中等 变质焦煤配入比例20～30％，瘦煤配入比例5～8％。

进一步地，所述步骤3)中，检验标准为：配合煤中粗粒镶嵌结构≥21％， 且光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构≥7％；中粒镶嵌结构与不完全纤 维结构之和≥9％；丝碳与破片结构之和为28～35％；完全纤维与片状结构之 和为3～8％。

本发明选择限定下述指标：配合煤中粗粒镶嵌结构、光学等色区尺寸7～ 10um的粗粒镶嵌结构、中粒镶嵌结构与不完全纤维结构之和、丝碳与破片结 构之和、完全纤维与片状结构之和进行配煤的原因在于：当有高变质焦煤参 与配煤炼焦时，活性组分结焦转化而成的光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶 嵌结构对焦炭冷、热态强度支撑作用强，因此，将其作为配合煤的一个限定 指标；粗粒镶嵌结构、中粒镶嵌结构和不完全纤维结构均支撑焦炭热强度， 因此，将配合煤中粗粒镶嵌结构、中粒镶嵌结构与不完全纤维结构之和作为 配合煤的另两个限定指标；完全纤维与片状结构均劣化焦炭质量，必须加以 限定；丝碳与破片结构是结焦中心，但与其他结构结合界面存在缺陷，因此， 丝碳与破片结构含量之和应控制在合适的范围内。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

某工厂有7种炼焦煤资源，其中2种在1.35～1.50％之间的高变质 焦煤，分别编号为A矿、B矿；该两种矿的高变质焦煤G值在75～90之间， 膨胀度b值在10％～50％之间，粗粒镶嵌组分含量在38～78％之间。其他煤 种5个矿点，分别编号为E矿(气煤)、F矿(肥煤)、G矿(1/3焦煤)、 H矿(中等变质焦煤)、I矿(瘦煤)；分别测定了各单种煤炼焦焦炭光学组 织结构，对光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构进行了统计。

根据下述范围拟定配煤方案：高变质焦煤配入比例15～45％，气煤配入 比例5～30％，1/3焦煤配入比例10～30％，肥煤配入比例10～20％，中等 变质焦煤配入比例5～35％，瘦煤配入比例3～10％；

对拟定的配煤方案进行检验，检验标准为：配合煤中，粗粒镶嵌结构≥ 20％，且光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构≥7％；中粒镶嵌结构与不 完全纤维结构之和≥7％；丝碳与破片结构之和为25～35％；完全纤维与片状 结构之和为3～8％；

若拟定配煤方案达不到检验标准，则对配煤方案进行调整，调整方法： 哪一种或哪几种光学组织结构不满足要求，则对该光学组织结构较高或较低 的煤种配入比例进行调整，直到满足配煤方案的检验标准。

各单种煤炼焦焦炭光学组织结构含量结果见表1，按照本发明方法进行炼 焦配煤的具体实施例见表2。

表1 各单种煤反射率、成焦光学组织结构指标

其中，固软温度区间：A矿51℃，B矿73℃；基氏最大流动度A矿19ddpm，B矿326ddpm。

表2 实施例1～4、1-1、4-1的配煤方案

配煤比按如下方法进行调整：

实施例1-1中，各煤种配比虽然满足范围要求，但是配合煤中光学等色 区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构含量低于7％，焦炭热强度CSR小于65％。 因A矿中光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构含量最高，将其配比由 15％提高至20％，G矿配比相应降低5％，见实施例1，配合煤中光学等色区 尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构含量由6.54％提高到8.29％，完成配煤方案的 调整，焦炭热强度CSR由64.35％提高到66.63％。

实施例4-1中，各煤种配比虽然满足范围要求，但是配合煤中光学等色 区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构含量低于7％，粗粒镶嵌含量小于20％，焦 炭热强度CSR小于65％。因B矿中光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结 构含量较高，将其配比由20％提高至30％，G矿配比相应降低10％，见实施 例4，配合煤中光学等色区尺寸7～10um的粗粒镶嵌结构含量由5.93％提高 到8.43％，完成配煤方案的调整，焦炭热强度CSR由64.06％提高到67.12％。

在传统先配后粉工艺，无预粉碎和选择性粉碎、无煤调湿、无型煤，传 统4.3米以上顶装焦炉干熄焦条件下，采用本发明方法所得焦炭热强度CSR 在65～70％，M40在87～89％，M10在5.5～6％，较现有技术降低配煤成本 约400万元/月。

按照现有配煤方法，为了保证配合煤Y值达到15mm以上，配合煤基氏 最大流动度达到300ddpm以上，需降低弱黏结性气煤、瘦煤用量，增加胶质 体相对丰富的1/3焦煤、焦煤和肥煤用量。

对比例1、2、3、4的配煤方案见表3。

对比例1、2、3、4所炼焦炭的冷、热态强度见表4。

从表3和表4所列数据可以看出，对比例1、2、3、4与实施例1、2、3、 4相比，焦炭质量处于同等水平，配合煤成本分别高5.54元/吨，影响企业经 济效益。

表3 对比例1、2、3、4的配煤方案

表4 对比例1、2、3、4所炼焦炭冷、热态强度

实施例 M25/％ M10/％ CRI/％ CSR/％ 对比例1 88.78 9.25 20.02 66.71 对比例2 90.33 8.53 18.77 68.64 对比例3 89.57 9.38 19.15 66.52 对比例4 90.29 9.13 19.76 67.34