检测非炼焦煤降低炼焦煤粘结性的方法

摘要

本发明涉及一种检测非炼焦煤降低炼焦煤粘结性的方法，属于炼焦工艺技术领域。该方法包括将用于配制混合炼焦煤的非炼焦煤和炼焦煤以第一质量比混合得到第一混合煤样，又将该炼焦煤和专用无烟煤以第一质量比混合得到第二混合煤样；根据国标《烟煤粘结指数测定方法》，将专用无烟煤与第一混合煤样以第二质量比混合得到第一试验煤样，并将专用无烟煤与第二混合煤样以第二质量比混合得到第二试验煤样；对第一试验煤样和第二试验煤样进行试验得到第一粘结指数和第二粘结指数；计算第一粘结指数和第二粘结指数的差值得到降粘指数。该方法另辟蹊径地利用国标方法得到第一粘结指数和降粘指数，再通过比较第一粘结指数或降粘指数用以指导炼焦配煤。

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测非炼焦煤与炼焦煤配制混合炼焦煤时对炼 焦煤的粘结性产生降低程度的方法，属于技术领域。

背景技术

世界各国为缓解传统炼焦煤的资源紧张、降低能耗以及减少排放 等压力，积极开发各种炼焦新技术，其中一项就是将非炼焦煤与炼焦 煤混合配制得到混合炼焦煤，即根据用户对炼焦煤质量的要求，将若 干不同种类、不同性质的煤按照一定的比例掺配加工，得到对焦炉炼 焦状况最佳的混合炼焦煤。由于这种配制的混合炼焦煤具有单种煤的 某些特性，因此可以认为是一种人为加工的新“煤种”。

我国煤炭分类中的传统炼焦煤主要是指烟煤中单一品种的气煤、 肥煤、焦煤、瘦煤或1/3焦煤；目前用于配制混合炼焦煤的非炼焦煤 一般是指不黏煤和长焰煤，其中长焰煤被大量用于配制混合炼焦煤。

在传统炼焦煤的质量指标中，粘结性能是重要的一项指标。在我 国煤分类中是以粘结指数G来表示炼焦煤的粘结性能，适中的粘结性 能可以在炼焦过程中起到软化熔融和粘结包容惰性成分，从而形成焦 炭。同样，配制的混合炼焦煤也要求具有适中的粘结性能，这就需要 在配制混合炼焦煤时，能够获知非炼焦煤对炼焦煤粘结性能产生降低 作用的程度是多少，从而指导配制的正确性。由于非炼焦煤基本没有 粘结性，其粘结指数G≤5，甚至等于零，在炼焦过程中也不会软化熔 融形成胶质体，因此利用非炼焦煤配制得到的混合炼焦煤的粘结性能 常常会降低，成为限制混合炼焦煤应用的关键因素。

据本发明的发明人所知，目前在配制混合炼焦煤中，尚无有效办 法获知非炼焦煤与炼焦煤配制后对炼焦煤粘结性能的降低程度，因此 只能靠模糊的经验来指导配制(如非炼焦煤与炼焦煤的品种选择和相 互配比)。

另外需要指出的是，国标《GB5447-1997烟煤粘结指数测定方法》 只能用于测定具有强粘结性的炼焦煤，但非炼焦煤没有粘结性，在炼 焦过程中也不会软化熔融形成胶质体，因此该国标方法无法直接用于 测定非炼焦煤的粘结指数。

综上，了解并获得非炼焦煤与炼焦煤配制后对炼焦煤粘结性能的 影响程度(即产生降低或破坏作用的程度)，成为混合炼焦煤配制中 的一种迫切需要。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种能够检测非炼焦煤与炼焦煤 配制混合炼焦煤后对炼焦煤粘结性能降低程度的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种检测非 炼焦煤降低炼焦煤粘结性的方法，包括以下步骤：

1)将用于配制混合炼焦煤的非炼焦煤和炼焦煤以第一质量比混 合得到第一混合煤样；

2)根据国标GB/T5447-1997《烟煤粘结指数测定方法》，将专用 无烟煤与第一混合煤样以第二质量比混合得到第一试验煤样，并对该 第一试验煤样进行试验得到该第一试验煤样的第一粘结指数；

所述第一质量比的范围是1∶1～1∶10，所述第二质量比是5∶1。

这样，通过比较不同非炼焦煤和同一炼焦煤按以上步骤得到的不 同第一粘结指数G₁，得出不同非炼焦煤对同一炼焦煤粘结性降低的程 度。经比较各第一粘结指数G₁后就可以选择第一粘结指数G₁适中的 某种非炼焦煤作为最优配煤，或者加大第一粘结指数G₁适中的某种非 炼焦煤的配比，等等；从而实现较精确地指导混合炼焦煤的配制。

本发明的方法的有益效果是：由于另辟蹊径地先将非炼焦煤和炼 焦煤混合，再按照国标方法得到试验混合煤样并对试验混合煤样进行 试验(即通过炼焦煤作为中间介质将非炼焦煤与无烟煤混合实现国标 方法测定粘结指数)，因此巧妙地避开现有通常方法(即直接采用国 标方法将非炼焦煤和无烟煤混合进行试验)无法测定非炼焦煤的粘结 指数的障碍，也可以看作是将国标方法的炼焦煤相对无烟煤的粘结指 数测定，变为非炼焦煤相对无烟煤的粘结指数测定。通过获得的由非 炼焦煤、无烟煤和炼焦煤组成的试验混合煤样的粘结指数，可以具体 判断非炼焦煤降低炼焦煤粘结性能的程度，从而指导配制混合炼焦煤 中非炼焦煤的选择和配比。

上述技术方案的进一步改进是：

所述第1)步骤还包括，将用于配制混合炼焦煤的炼焦煤和专用 无烟煤以第一质量比混合得到第二混合煤样；

所述第2)步骤还包括，根据国标GB/T5447-1997《烟煤粘结指 数测定方法》，将专用无烟煤与第二混合煤样以第二质量比混合得到 第二试验煤样，并对该第二试验煤样进行试验得到该第二试验煤样的 第二粘结指数；

3)计算第一粘结指数和第二粘结指数的差值得到降粘指数。

由前述技术方案可以发现，第一粘结指数反映的是混合炼焦煤的 粘结性能，只能间接地反映非炼焦煤对炼焦煤粘结性能的破坏(降低) 作用，还不能精确真实地反映非炼焦煤对炼焦煤粘结性能的破坏作 用；尤其是当选用不同炼焦煤时，无论是同一非炼焦煤还是不同非炼 焦煤，测得混合炼焦煤的粘结指数都无法通过比较来判断非炼焦煤对 炼焦煤粘结性能的破坏作用。鉴于此，本发明的发明人又经深入研究 后发现，对于任一种非炼焦煤来说，不管其与哪种炼焦煤混合，其对 所有炼焦煤粘结性能所具有的破坏作用程度都是相同的，这种破坏作 用程度是每种非炼焦煤自身所固有的特性。因此，当对上述技术方案 进一步改进后，每种非炼焦煤对于任何炼焦煤所得到的降粘指数都是 不变的定值(常数)，也就是说降粘指数可以反映每种非炼焦煤自身 固有的对任何炼焦煤粘结性能都具有相同破坏作用的特性。这样就可 以排除在配制混合炼焦煤时选用不同炼焦煤的影响，从而得到每种非 炼焦煤对任何炼焦煤粘结性能的破坏作用程度(即降粘指数)，从而 最终根据降粘指数来指导配制混合炼焦煤中非炼焦煤的选择和配比。 也就是说，降粘指数作为非炼焦煤在配煤炼焦过程中的质量特性，能 够发挥对配煤炼焦配比制定的指导作用。

上述技术方案的完善之一是：所述第一质量比是3∶7。

上述技术方案的完善之二是：所述第一质量比是2∶8。

上述技术方案的完善之三是：所述第一质量比是4∶6。

上述技术方案的进一步完善是：所述国标GB/T5447-1997《烟煤 粘结指数测定方法》是在坩埚内搅拌第一试验混合煤样，再用压块将 第一试验混合煤样压紧，将装有第一试验混合煤样的坩埚放入马弗 炉，保持炉温850℃，将第一试验混合煤样快速加热成焦，冷却后将 所得焦块放入转鼓装置内进行强度检验，最后用规定的公式计算粘结 指数，所述转鼓装置包括两个内径200mm、深70mm的转鼓以及一台变 速器和一台电动机。

附图说明

下面结合附图对本发明的检测非炼焦煤降低炼焦煤粘结性的方 法作进一步说明。

图1是本发明实施例一的粘结指数图之一。

图2是本发明实施例一的粘结指数图之二。

图3是本发明实施例一的粘结指数图之三。

图4是本发明实施例二的粘结指数与降粘指数关系图之一。

图5是本发明实施例二的粘结指数与降粘指数关系图之二。

图6是本发明实施例二的粘结指数与降粘指数关系图之三。

图7是本发明各实施例的粘结指数与降粘指数关系图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的检测非炼焦煤降低炼焦煤粘结性的方法，包括以下步 骤：

1)将用于配制混合炼焦煤的非炼焦煤和炼焦煤以第一质量比混 合得到第一混合煤样；

2)根据国标GB/T5447-1997《烟煤粘结指数测定方法》，将专用 无烟煤与第一混合煤样以第二质量比混合得到第一试验煤样，并对该 第一试验煤样进行试验得到该第一试验煤样的第一粘结指数G₁；

第一质量比的范围是1∶1～1∶10，第二质量比是5∶1。

按国标GB/T5447-1997《烟煤粘结指数测定方法》进行试验是现 有技术，在此简要说明该试验的主要过程是：在坩埚内搅拌第一试验 混合煤样，再用压块将第一试验混合煤样压紧，将装有第一试验混合 煤样的坩埚放入马弗炉，保持炉温850℃，将第一试验混合煤样快速 加热成焦，冷却后将所得焦块放入转鼓装置内进行强度检验，转鼓装 置包括两个内径200mm、深70mm的转鼓以及一台变速器和一台电动机； 最后用国标规定的公式计算第一粘结指数G₁。

本实施例选择三种非炼焦煤A、B、C和一种炼焦煤M。选择第一 质量比为3∶7，选择第二质量比为5∶1，按上述方法步骤得到得到的 三个第一粘结指数如图1所示，分别为G_1A＝43、G_1B＝40、G_1C＝36。通过 比较可知，三种非炼焦煤的第一粘结指数由小到大排序为G_1C＜G_1B＜G_1A， 由此可以知道三种非炼焦煤A、B、C对炼焦煤M粘结性能的破坏程度 由大到小的顺序为非炼焦煤C＞非炼焦煤B＞非炼焦煤A。

这样在配煤过程中，一、如果使用一种非炼焦煤配煤炼焦，则优 先选择非炼焦煤A进行配煤炼焦；二、如果使用三种非炼焦煤进行配 煤炼焦，则使用三种非炼焦煤的比例由小到大的顺序为非炼焦煤C＜ 非炼焦煤B＜非炼焦煤A，具体数值还与炼焦煤的原始质量有关，在本 实施例中，当炼焦煤M的粘结指数为85％时，控制非炼焦煤A配比为 5％，控制非炼焦煤B和非炼焦煤C的配比不超过2％。

本实施例的变化之一是：选择第一质量比为2∶8，第二质量比不 变，同样按上述方法步骤得到得到的三个第一粘结指数如图2所示， 分别为G_1A′＝63、G_1B′＝61、G_1C′＝56。

本实施例的变化之二是：选择第一质量比为4∶6，第二质量比不 变，同样按上述方法步骤得到得到的三个第一粘结指数如图3所示， 分别为G_1A″＝21、G_1B″＝18、G_1C″＝15。

上述本实施例二种变化得到不同的三个第一粘结指数后，同上述 过程一样，通过比较三个第一粘结指数来指导这三个非炼焦煤配煤炼 焦，在此不再赘述。

实施例二

本实施例的检测非炼焦煤降低炼焦煤粘结性的方法，包括以下步 骤：

1)将用于配制混合炼焦煤的非炼焦煤和炼焦煤以第一质量比混 合得到第一混合煤样，将用于配制混合炼焦煤的炼焦煤和专用无烟煤 以第一质量比混合得到第二混合煤样；

2)根据国标GB/T5447-1997《烟煤粘结指数测定方法》，将专用 无烟煤与第一混合煤样以第二质量比混合得到第一试验煤样，并对该 第一试验煤样进行试验得到该第一试验煤样的第一粘结指数G₁；同时 根据国标GB/T5447-1997《烟煤粘结指数测定方法》，将专用无烟煤与 第二混合煤样以第二质量比混合得到第二试验煤样，并对该第二试验 煤样进行试验得到该第二试验合煤样的第二粘结指数G₂；

3)计算第一粘结指数G₁和第二粘结指数G2的差值得到降粘指数 Gj，Gj＝G2-G₁。

上述步骤中的国标GB/T5447-1997《烟煤粘结指数测定方法》与 实施例一相同，第二粘结指数G₂也是按国标GB/T5447-1997《烟煤粘 结指数测定方法》试验计算得到。

本实施例选择三种非炼焦煤A、B、C和二种炼焦煤M、N，选择第 一质量比为3∶7，选择第二质量比为5∶1。

将非炼焦煤A分别与二种炼焦煤M、N按上述方法步骤得到的二 个第一粘结指数和二个第二粘结指数如图4所示，二个第一粘结指数 分别为G₁(AM)＝45、G₁(AN)＝43，二个第二粘结指数分别为G₂(M)＝58、 G₂(N)＝56(注：第二粘结指数反映的是二种炼焦煤M、N各自固有的 粘结特性)，计算第一粘结指数和第二粘结指数的差值得到非炼焦煤A 的二个降粘指数分别为：G₂(M)-G₁(AM)＝58-45＝13、G₂(N)-G₁(AN) ＝56-43＝13。由此可见，对于非炼焦煤A来说，无论炼焦煤怎样变化， 其降粘指数Gj(A)＝13始终不变。

同上，将非炼焦煤B分别与二种炼焦煤M、N按上述方法步骤得 到降粘指数分别为Gj_(B)＝16；将非炼焦煤C分别与二种炼焦煤M、N 按上述方法步骤得到降粘指数分别为Gj_(C)＝20。如图4所示，比较 Gj_(A)、Gj_(B)和Gj_(C)可知，对于二种炼焦煤M、N的粘结性能的降 低(破坏)程度由小到大为非炼焦煤A＜非炼焦煤B＜非炼焦煤C。

这样在配煤过程中，一、如果使用一种非炼焦煤配煤炼焦，则优 先选择非炼焦煤A进行配煤炼焦；二、如果使用三种非炼焦煤进行配 煤炼焦，则使用三种非炼焦煤的比例由小到大的顺序为非炼焦煤C＜ 非炼焦煤B＜非炼焦煤A，具体数值还与炼焦煤的原始质量有关，在本 实施例中，当炼焦煤M、N的粘结指数为85％时，可控制非炼焦煤A配 比为5％，控制非炼焦煤B和非炼焦煤C的配比不超过2％。

本实施例的变化之一是：选择第一质量比为2∶8，第二质量比不 变，同样按上述方法步骤得到得到的第一粘结指数、第二粘结指数和 降粘指数如图5所示，分别为：

G_2(M)′＝70、G_2(N)′＝67，G_1(AM)′＝66、G_1(AN)′＝63，G_1(BM)′＝64、G_1(BN)′ ＝61，G_1(CM)′＝59、G_1(CN)′＝56；

Gj_(A)′＝G_2(M)′-G_1(AM)′＝G_2(N)′-G_1(AN)′＝70-66＝67-63＝4；

Gj_(B)′＝G_2(M)′-G_1(BM)′＝G_2(N)′-G_1(BN)′＝70-64＝67-61＝6；

Gj_(C)′＝G_2(M)′-G_1(CM)′＝G_2(N)′-G_1(CN)′＝70-59＝67-56＝11；

本实施例的变化之二是：选择第一质量比为4∶6，第二质量比不 变，同样按上述方法步骤得到得到的第一粘结指数、第二粘结指数和 降粘指数如图6所示，分别为：

G_2(M)″＝43、G_2(N)″＝39，G_1(AM)″＝25、G_1(AN)″＝21，G_1(BM)″＝21、G_1(BN)″＝17， G_1(CM)″＝19、G_1(CN)″＝15；

Gj_(A)″＝G2_(M)″-G_1(AM)″＝G_2(N)″-G_2(AN)″＝43-25＝39-21＝18；

Gj_(B)″＝G_2(M)″-G_1(BM)″＝G_2(N)″-G_1(BN)″＝43-21＝39-17＝22；

Gj_(C)″＝G_2(M)″-G_1(CM)″＝G_2(N)″-G_1(CN)″＝43-19＝39-15＝24。

上述本实施例二种变化得到不同的三个第一粘结指数后，同上述 过程一样，通过比较三个第一粘结指数来指导这三个非炼焦煤配煤炼 焦，在此不再赘述。

本实施例相比实施例一，可以排除在检测混合炼焦煤时选用二种 不同炼焦煤M或炼焦煤N的对检测结果G1的影响。显然，从本实施 例可以推出：不管选用三种或更多种不同炼焦煤，都可以得到每种非 炼焦煤对任何炼焦煤粘结性能的破坏(降低)程度(即降粘指数Gj)， 进而最终根据降粘指数Gj来指导配制混合炼焦煤中非炼焦煤的选择 和配比。这个结果如图7所示。

本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同 替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。