主要炼焦煤对焦炭质量的影响及要求

1、第4期(总第93期)煤化工2000年11月CoalChemicalIndustryNo.4(TotalNo.93)Nov.2000主要炼焦煤对焦炭质量的影响及要求薛峰山西煤田地质研究所030001摘要本文就我国煤炭资源现状和我省煤资源分布,分析了主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响,并提出对煤质的要求,为提高炼焦用配煤的市场竞争找到了一条可供参考的有效途径。关键词焦炭炼焦配煤1990年末统计资料表明,山西累计探明煤炭总储量引言中国煤炭产量在世界产煤国家中名列第一。开采技术与设备装置也跨入了世界先进行列,到1999年底全国煤炭产量达到10.45亿t。煤炭的高效、产品的转化是。2608.73

2、亿t,按煤种分炼焦用煤1506.62亿t,占总储量的57.75%。4.28亿t,肥煤表3山西省部分选煤厂十级焦精煤主要质量指标%Mt󰃗%Vdaf󰃗%焦渣特征St,d󰃗%Qgr,d󰃗Ad󰃗MJkg-57461我国煤炭资源分布状况我国的煤炭资源虽十分丰富,但分布不均。主要集中在华北及西部各区。从表1中可看出华北地区的煤炭储量几乎占到全国的一半,西北地区的储量也高达30%以上。表1中国各大区的煤炭储量分布(1992年)大区名称华北东北华东6.54表4山西省部分厂(矿)肥煤、肥精煤主要质量指标焦渣%Ad󰃗%

3、Vdaf󰃗%󰃗%种类󰃗21Mt󰃗St,dQgr,dMJkg嘉乐泉矿肥煤肥煤67777.17中南西南2.93西北炉峪口矿我国具有工业价值的煤炭主要产于石炭二迭纪、上二迭纪、侏罗纪及第三纪煤系中。表2是我国各主要省(区)的煤炭资源分布(1992年)。焦渣%Ad󰃗%Vdaf󰃗%Qgr,d󰃗种类Mt󰃗kg21St,d󰃗MJ漳村矿瘦混煤王庄矿瘦混煤444542山西焦煤资源状况山西省的煤炭资源以炼焦煤为主。据194952煤化工2000年第4期煤。粘结性指数在206

4、5之间,挥发分在10.0%20.0%之间,瘦煤分子结构上的多聚芳香环系周围的侧链和官能团少,开始断裂的时间长,因此瘦煤的热分解温度高。焦化过程中能产生相当数量的胶质体,形成的焦炭块度大、裂纹少、抗碎强度较好,但这种焦炭的耐磨强度差。在配煤中加入瘦煤,还可增加焦炭块度。3主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三种。由于炼焦时很少采用单种煤为原料,所以烟煤按采取比例的不同都能被用于配煤炼焦。用多种煤配合炼焦时只需一半以上是强结焦或强粘结性的煤,其余的用结焦性较低的弱粘结煤。在炼焦过程中,主要炼焦煤(如气煤、肥煤、焦煤和瘦煤)分别有着不同的结焦特性和作用,是原料煤(配煤)

5、影响焦炭质量的主要因素之一。其它工艺条件,如加热速度、煤料细度等也会影响焦炭的质量。3.1气煤(QM)对焦炭质量的影响气煤是一种变质程度较低的炼焦煤,在我省的炼焦煤资源中所占比例最大。气煤的挥发分指标较高为28.0%37.0%,粘结指数在5065之间。由于挥发分高,生成的焦炭呈长条形状,向裂纹,块度小,。,品回收率,力。3.2肥煤(FM)对焦炭的影响4炼焦用煤对煤质的要求4.1配煤要有较强的结焦性或粘结性煤的结焦过程是一个由很多环节构成的极其复杂的工艺。煤的粘结性和结焦性是煤的极为重要的性质。煤的粘结性是煤在隔绝空气受热后能否粘结其本身和其它隋性物质(即无粘结能力的煤)成焦块的性质;焦炭(),

6、其结焦性能一定很。4.2配煤的灰分要低肥煤是中等及中、高挥发分的强粘结性的炼焦煤,它粘结隋性组分的能力非常强,在焦化过程中起着类似骨架的重要作用,是配煤炼焦中的基础煤。肥煤的胶质层厚度大于25mm,加热时能产生大量的胶质体容易使焦炭的空隙率增大,强度降低。在炼焦配煤中,肥煤配比大时,应适当多配入瘦煤,或者多配弱粘煤,这样有助于改善焦炭的质量,提高强度,还能充分利用弱粘煤炼焦,因此肥煤是最宝贵的炼焦煤资源。3.3焦煤(JM)对焦炭质量的影响焦煤是中等及低挥发分的中等粘结及强粘结性的煤。挥发分>20.0%28.0%,粘结指数>2065,和挥发分>20.0%28.0%,粘结指数&g

7、t;5065,胶质层厚度25.0mm的煤都是焦煤。焦煤加热灰分是惰性物质,是煤中的主要杂质。配煤的灰分,在炼焦时不熔融、不粘结也不收缩,能使煤的粘结性变差,焦炭的裂纹增多,机械强度和耐磨强度都会降低。另外配煤灰分将会全部转入焦炭,降低了焦炭的等级,而且在高炉炼铁时会增高焦比,降低铁产量,增加排出量。因此,炼焦用的原煤在配煤之前都应该进行洗选。洗选后的精煤不仅降低了灰分,而且还脱除了煤中的大部分多孔丝炭和木质丝炭等不粘结的惰性组分,从而使粘结成分镜煤和亮煤得到富集,大大提高了炼焦煤的粘结性。4.3配煤的硫分要低硫是煤中有害元素,它分为无机硫和有机硫两种。炼焦时煤中的硫分约70%80%转入焦炭,炼

8、铁时又转入生铁中。用高硫生铁炼出的钢具有热脆性,钢材中的含硫量大于0.07%,受热后容易发生脆裂现象。煤中的硫,特别是硫铁矿硫还能加速煤的风化与自燃,煤经氧化后粘结性急剧下降。通常煤中的硫铁矿可以用洗选办法除去,而硫酸盐硫和有机硫都无法除去。4.4配煤的挥发分要合适煤中的挥发分对焦炭的质量影响很大。配煤的挥发分偏低,虽然有利于提高焦炭的机械强度和块时能产生热稳定性很高的胶质体,炼出的焦炭结焦性好,快度均匀,裂纹少,抗碎强度和耐磨强度都很高。但单独炼焦时,膨胀压力大,推焦困难。一般以做为配煤炼焦使用较好。3.4瘦煤(SM)对焦炭质量的影响瘦煤是一种高变质低挥发的中等粘结性的烟2000年11月薛峰

9、:主要炼焦煤对焦炭质量的影响及其要求53度,但焦炭的耐磨性差。挥发分偏低可使化学产品(炼焦副产品)回收率降低。反之,挥发分偏高,在炼焦过程中,就有较多的裂解产物逸出,产生一个非常大的应力作用于焦炭,从内向外发生崩裂,形成许多细小的裂纹结构,导致焦炭的强度降低。式中:St装炉煤=St焦炭sSt装炉煤装炉煤的硫分,%St焦炭焦炭的硫分,%K全焦率;5焦炭的合理配煤指标与煤资源的利用在炼焦生产中,为了获得符合质量标准的焦炭,必须控制影响焦炭性能的各种因素。从不同种类的炼焦用煤的结焦性原理可看出,提高焦炭质量的关键是配煤方案是否科学合理,以及一些工艺因素。合理的配煤指标还直接影响到整个焦化厂的经济效益

10、,因为原料煤的价格费用是整个焦化厂最主要的成本指标。因此在制定配煤方案时要综合考虑资源概况,做到优势互补,努力降低原料的费用,结合资源配置和焦炭质量的要求,提出合理的煤控制指标。5.1配煤的基本原则(1)保证焦炭质量符合国家标准的有关要求(2)煤。(3),s为炼焦过程中转入焦炭的硫的质量比。前面提到,配煤中的硫70%80%将进入焦炭,我国规定一级冶金焦硫分不大于0.60%,根据装炉煤硫分估算公式计算出配煤的含硫量不应大于0.66%。5.3生产冶金焦和铸造焦的合理配煤指标冶金焦配煤应符合的指标:(1)水分8%以下;(2)灰分根据焦炭质量的要求,按入炉煤灰分的估算公式计算;(3)挥发分应保持在22

11、%;(4),按入炉煤硫分的5mm25mm;(GR.I在65以上;(7)配煤的粉碎细度为0mm3mm,粒度的煤的质量占全部煤料重的80%85%。铸造焦配煤应符合的指标是二级铸造焦相当于一级冶金焦的配煤,一级铸造焦相当于特级冶金焦的配煤。另外气孔率应符合铸造焦要求。防止煤车对流(4)加强质量监督,稳定配煤比例和配煤质量,便于备煤操作和生产管理。Ad装炉煤6结束语焦炭是冶金、化工、机械制造行业的重要原料和燃料。我国炼焦煤中低硫低灰的主焦煤、强肥煤、好瘦煤资源相对短缺,众多土焦生产全部耗用优质炼焦煤,吨焦耗煤比机焦高200kg600kg,因此,重要的是要保护好宝贵的焦煤资源。同时,要积极拓宽利用非炼焦煤炼焦。基于冶金工业的现状和长远的观点,生产优质价廉冶金焦才能增强山西煤炭工业产品在国外市场上的竞争能力。世界各主要产煤国家为充分利用本国煤炭资源,特别是低粘结性或高挥发分煤代替部分焦煤,已经研究出了捣固炼焦和型焦技术。我国非炼焦用