70kg模拟焦炉炼制焦炭的转鼓强度分析

1、70kg 模拟焦炉炼制焦炭的转鼓强度分析夏红波 张启锋 （宝钢股份公司宝钢分公司，上海 201900） 高晋生（华东理工大学，上海200237）在优质煤炭资源日益紧缺和炼焦配煤煤种变化频繁的情况下，如何确保焦炭的转鼓强度 （DI15015）既能满足高炉的要求，又能保持焦炭质量的稳定，是炼焦配煤人员的关注点之 一。通常，焦炭的转鼓强度是由炼焦工艺和配煤比控制的，分析单种煤对焦炭转鼓强度的影 响，可从源头减小焦炭质量的波动，对控制焦炭转鼓强度有积极意义。目前，模拟焦炉起着评价煤炭的炼焦性能和选择炼焦用煤等作用。我国有770kg的不 同尺寸结构的模拟焦炉，具有代表性的主要是20kg、40kg和70k

2、g模拟焦炉。各模拟焦炉与 生产焦炉有一定的相关性，因此，越来越受到炼焦企业的重视。通过单种煤 70kg 模拟焦炉的焦炭转鼓强度影响因素的分析和模型的建立，能够用相应 的煤质分析来推定其焦炭的转鼓强度，实现从煤质到模拟焦炉焦炭转鼓强度的预测。70kg 模拟焦炉试验试验炉模拟焦炉是为模拟室式炉炼焦而开发的试验炉。宝钢70kg模拟焦炉是1985年一期工程 投产时从新日铁引进的配套设备。多年来，为炼焦煤评价和配煤试验提供了有力的支撑。70kg模拟焦炉的主要参数为:宽400mm、高500mm、长700mm;装煤箱宽370mm、高350mm、 长610mm；每炉装煤量（常规干基）56. 88kg；堆积密度

3、0.72 t/m3；装炉煤水分10% ;煤粉 细度W3mm；焦饼中心温度1050C ；采用12根炭化硅电加热棒，总炭化时间18. 5h ;用氮 气进行干法熄焦，熄焦时间 6h。试验样本选取了20032007年期间53种单种煤在模拟焦炉中炼焦试验的数据。煤的镜质组随机 平均反射率在 0.56%1.67%之间，煤种有气煤、 1/3 焦煤、肥煤和主焦煤，其中印尼煤 3 种、澳大利亚煤8种、加拿大煤8种、俄罗斯煤2种，其余为国内煤种。单种煤测定参数包括工业分析：Ad、Vdaf、St,d；粘结性分析有：粘结指数G、胶质层厚度 Y、奥亚膨胀度（a+b）、基氏流动度lgDDPM；岩相分析有：镜质组平均反射率

4、Rran、惰性 物含量TI；焦炭转鼓强度分析指标为：DI15015。试验数据及结果分析2.1 单种煤挥发分对焦炭转鼓强度的影响单种煤挥发分Vdaf与DI15015之间的关系见图1。10.1030. 0和420. 0S0-070. 0fiO, 0 nO, 0MG 2Q, G 10,0图1 Vdaf与DI15015的关系图图1中DI15015低于60%的焦炭，其对应煤种的Vdaf超过或接近40. 0%。2.2 单种煤粘结性对焦炭转鼓强度的影响(1)粘结指数G与DI15015的关系。G值与DI15015的关系见图2。100. o90,080+07(). 060.030. 020. 010, 00.

5、0图2 G值与DI15015的关系图由图2可见，G值与DI15015没有明显的相关性，但DI15015较高时，G值均在70 90 之间。(2)胶质层最大厚度Y与DI15015的关系。胶质层最大厚度Y与DI15015的关系见 图3。从图3可看出，Y值均在9mm以上。当Y值在920mm之间时，DI15015值分布在 30%90%之间，没有直接的相关关系。图 3 Y 值与 DI15015 的关系图(3)奥亚膨胀度与DI15015的关系。奥亚膨胀度(a+b )与DI15015的关系见图4。从 图4可看出，当奥亚膨胀度处于1%250%的范围内时，DI15015均有大于80%的点分布, 说明DI15015

6、与奥亚膨胀度之间的关系不明显。图4 (a+b)值与DI15015的关系图2.3煤岩参数对DI15015的影响(1)镜质组随机平均反射率Rran与DI15015的关系。Rran与DI15015之间的关系见 图 5。关系曲线呈二次函数关系：DI15015 = 64. 04 R2ran+170. 27 Rran+27. 51,相关系数为 0.76当Rran在1. 0%1.5%之间时，DI15015能处于一个较高的水平。图 5 Rran 与 DI15015 的关系图(2)惰性物含量TI与DI15015的关系。惰性物含量TI与DI15015之间的关系见图6。 关系曲线呈对数函数关系：DI15015 =

7、13. 69Ln(TI)+36. 91，相关系数为0.74图 6 TI 与 DI15015 的关系图2.4镜质组随机平均反射率Rran与Vdaf的关系53种单种煤镜质组的随机平均反射率Rran与Vdaf之间的关系见图7。从图7可看出,Rran 与 Vdaf 的一元回归关系式为：y =23. 32x+ 53. 88，相关系数达到0. 95说明Rran与Vdaf之间有良好的相关性。但通过Rran与DI15015间的相关系数同Vdaf与DI15015间的相关系数相比较，说明Vdaf能更显著地反映DI15015的差别。0050/%0050O0OOOOCOOOOO O.5.).5.O.5.O.5.O.5

8、.0.Rran 与 Vdaf 的关系图2.5 70kg 试验焦炉转鼓强度模型及验证通过分析影响DI15015的各因素，对于研究的煤种，Rran或Vdaf、TI的影响较大。经 MINITAB 软件的相关性分析，把有相关关系的因素只保留一个，其他剔除。同时，经 MINITAB软件最优子集和逐步回归分析，得出70kg模拟焦炉冷强度DI15015 = f (、TI、G), 预测公式为：DI15015= 160+11.60Vdaf0.35TI0.18 Vdaf 2 +12.60 1nTI+252G/ Vdaf 2 相关系数 R=0. 93由上述模型可知，决定 DI15015 的主要因素是变质程度、煤岩分析的惰性物含量和粘 结性指标。模型推定的DI15015与实测DI15015间的关系示于图&实测值与推定值间的回归关系 为：y = 0. 998x + 0. 3672，相关系数为0. 9310090807060an 3040 5060 70 80 90 100图 8 推定 DI15015 与实测 DI15015 间的关系图由图8可见