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文档简介
5煤岩学在煤焦领域的应用实例
讲座内容
煤岩分析方法是以显微镜为主要工具来研究煤或焦炭微观结构上的变化规律,所以它广泛应用于与煤或炭有关的各个领域,比如:煤层勘探、煤成因研究、煤采选、煤焦化、煤液化、水煤浆、煤燃烧、甚至用于研究炭材料方面。下面例举一些在煤焦领域中应用的例子:1、应用之一:利用镜质组反射率分布鉴定混煤;2、应用之二:监督控制进厂煤——稳住焦炭质量波动的源头;3、应用之三:无法完全杜绝的入厂混煤煤质评估和应用方法;4、应用之四:按煤岩方法控制煤场分堆——稳定焦炭质量的中间环节;5、应用之五:调节配煤反射率分布图——控制焦炭质量的有力手段;6、应用之六:从配煤图指导煤种采购——降低生产成本;7、应用之七:煤岩配煤与焦炭质量预测;8、应用之八:煤岩选择破碎;9、应用之九:其它一些应用;10、应用之十:利用SmartScope煤岩系统研究块焦孔隙分布;11、应用之十一:利用SmartScope煤岩系统研究煤岩组分组成和焦炭光学组成;
应用之一:利用镜质组反射率分布鉴定混煤是目前最常用到的一个功能。基本原理:一个单一的煤一定是个单峰正态分布,标准偏差<0.1。而不同变质程度煤混配在一起时,在镜质组反射率分布图上必然会出现多个峰,方差也随之增大。变质程度相近的煤混配在一起也可能只有一个峰,但一般会偏差略增大,但因煤质相近,可视作单一煤使用。煤岩学在混煤鉴定中的应用平均化学工艺指标可以通过混配来达到资源短缺和经济利益共同导致混煤入洗原理上,通过显微镜可以发现煤类混配指标上,镜质组反射率可以做出分布图不同煤粒的测值可与煤类建立内在联系煤种
max标准偏差S编码类型8#煤1.5470.1631简单混煤煤种
max标准偏差S编码类型新疆煤0.6860.0610单一煤层煤单一煤图例变质相近煤混配图例煤种
maxMAdVdafSt.dG1号1.0957.58.0821.640.5271.3煤种
maxMAdVdafSt.dG2号1.0288.09.4121.110.6465.2煤种
maxMAdVdafSt.dG3号1.0111.07.7326.660.7078.1混煤图例监督控制进厂煤的方法1、合同约束,尽量减少混煤入厂。方法:S值法或主体面积分割法;原则:A.尽可能保证进厂煤为单一煤或性质接近单一煤的煤种;
B.尽可能杜绝复杂混煤入厂;2、跟踪统计一个供煤点来煤稳定性:掌握各供煤点煤质变化幅度及频度。3、根据煤岩组分定量情况,分析来煤煤质变动原因。
应用之二:监督控制进厂煤——稳住焦炭质量波动的源头1、将煤岩参数作为采购合同的一项指标。当来煤混配了与其变质程度不同的煤,其标准偏差必然加大,煤质相差的越大,S值越大。根据S值大小可以将来煤化分为单一煤层煤(S<0.1)、简单混煤(S>0.1-0.2)和复杂混煤(>0.2)及几种带凹口的混煤类型。根据检测结果利用经济杠杆进行调整。比如:
S≥0.10,罚50元/吨。(高变质例外Rmax≥1.7,但必须S<0.12)
S≥0.15,罚100元/吨。
S≥0.20,罚150元/吨。等等2、目前常见混煤现象如下:①焦煤的混洗混配最为杂乱,可以长焰煤,1/3焦煤,一直到无烟煤,反射率分布范围从0.3到2.5以上。②1/3焦煤高挥发分强粘结性煤配入长焰煤、不粘煤或弱粘煤,这种情况下,基本上还是一个峰,但峰变宽,S值变大。③瘦煤的情况,主要是用贫煤等,配入少量粘结性煤,以提高总体的G值。④肥煤也存在类似的情况,但较少见,因为配入后,Y值达不到要求。⑤混配极其普遍,二手煤贩子即使能混入2%,他都会去配。S值法煤
样
镜
质
组
反
射
率
检
测
结
果序号煤样名称RminRmaxmax标准方差,S编码类型1临涣煤0.801.751.2790.1851简单混煤为什么S值定0.15?(个人经验,仅供参考!)煤
样
镜
质
组
反
射
率
检
测
结
果序号煤样名称RminRmaxmax标准偏差,S编码类型1邯钢8#煤1.502.051.9010.1091简单混煤为什么Rmax大于1.7高变质煤例外且S值定0.12?(个人经验,仅供参考!)监督进厂煤操作方法自动扫描结合人工切取最大最小范围,以最大程度减少误差,发挥自动测定速度快的优点。如有争议时,务必以人工测定数据为准。哪怕点数少些。进厂煤特点及鉴别设备要求1、进厂煤特点:煤种多;供煤点杂;批次多;2、对煤岩设备的客观要求:鉴别手段快速、准确;只能靠精准的全自动化设备;人工测定效率极低,易疲劳,无法满足进厂煤大批量检测需要;应能提供混煤的掺混煤种及大致比例;对来煤煤质和如何配用有个大致评估;跟踪煤质稳定性举例0.550.950.51.15相同产地不同批性质波动的煤一览表煤种批次挥发分Vd%灰分Ad%bYGmax类型八一第一批34.317.28-2137940.30.76单一煤层煤第二批33.926.64仅收缩124733.81.12具2个以上凹口的混煤
第一批八一煤
第二批八一煤图1两批八一煤反射率分布对比图相同产地不同批性质波动的煤一览表煤种批次挥发分Vd%灰分Ad%bYGmax类型东凯第二批31.738.314904010017.80.83单一煤层煤第三批30.777.92397359638.90.88简单混煤0.601.05利用混煤分割来评估煤质;根据历史生产经验,依据剥离出的煤种及比例情况进行配煤调配;应用之三:无法完全杜绝的入厂混煤煤质评估和应用;评估混煤中混入的煤种及相应大致比例基本原理:1、不同变质程度煤的反射率不同;2、一个单一煤一定是个单峰正态分布,大多数标准方差<0.1。3、不同变质程度煤混配在一起时,在镜质组反射率分布图上必然会出现多个峰的叠加,方差也随之增大。4、镜质组在煤中一般者都占绝对优势。5、在组分含量相差不大的情况下,剥离出的镜质组比例可近似看作是原混入煤的比例。6、由镜质组反射率分布曲线剥离出的不同变质镜质组比例不能代表原混入煤种的准确比例,但是它比依靠煤种比例来评价配煤的方法更科学可靠。煤样名称镜质组1镜质组2镜质组3镜质组4max,%标准方差比例,%max,%标准方差比例,%max,%标准方差比例,%max,%标准方差比例,%煤样10.4790.05641.981.0200.06619.011.2370.05820.061.7150.07818.96序号煤样名称RminRmaxmax有效测点数标准方差,S编码类型1煤样10.301.851.0042570.4455具2个以上凹口的混煤几点结论:煤岩分析不能只看平均最大反射率,尤其不能只看平均最大反射率处于某个范围就说是某种煤,比如前面1号煤:为1.095,就说是肥煤,其实它为混配煤。镜质组反射率分布情况比平均最大反射率值更有用,它能体现全部镜质组质量的细节。由镜质组反射率分布曲线剥离出的不同变质镜质组比例不能代表原混入煤种的准确比例。煤
样
镜
质
组
随
机
反
射
率
检
测
结
果序号煤样名称RminRmaxemax有效测点数标准偏差,S编码类型1山西主焦精煤0.302.251.0341.1042530.3755具2个以上凹口的混煤剥离出煤种比例的应用根据剥离出不同镜质组(大致煤种)的比例,结合本厂积累的配煤经验,查找本厂对应的煤种,在配煤中减少该种煤的配比,使之接近以往正常状态下配煤比。相反,配煤反射率分布曲线上缺少部分,应找到相应分布的煤种补上,以使分布图不出明显的凹口,尤其在强粘结区,以利于各煤种可塑带搭接。根据以往经验,依据剥离出的煤种及比例情况进行配煤调配具体操作:增减煤种或填平补齐法等。可用SMARTSCOPE软件合成配煤图功能进行模拟配煤,同时参考配合煤Ad\St.d\Vdaf\G\y等常规指标进行综合判定。
一种进厂混煤反射率分布图生产最优配煤图调配煤种单一煤图例简单混煤图例变质相近煤混配图例另一种生产配比图使用前面简单混煤煤种比配用单一煤种的低变质焦煤效果还要好,用好质量稳定的混洗煤,能够降低企业的生产成本。分堆原因及常规方法分堆原因:
来煤越来越杂而多,同时原有煤场有限。常规方法:将相同牌号的煤混堆在一起,即将挥发分、粘结指数、胶质层厚度等指标相同(或相近)的来煤堆放在一个煤堆。存在问题:
有时造成人为的二次混煤,导致焦炭质量无法稳定。应用之四:用煤岩方法指导煤场分堆——稳定焦炭质量的中间环节;根据镜质组反射率分布进行分堆的原理基本原理:1、一般镜质组在炼焦煤中占大多数,且多数惰性组分被镜质组包围,因此镜质组性质起主导作用。2、同一反射率分布范围内的镜质组性质非常相近。3、无论单煤或混煤,二种煤分布图相似程度优于用其他煤化学指标显示的其煤质相似程度。
分堆方法:1、可用量化指标操作:重合度、峰差值2、兼顾其它分析结果,比如:灰分、硫分。3、煤堆分布图及硫分、灰分、惰性物含量等由堆入煤各指标进行加权计算。4、最好能进行煤堆均匀化操作,比如:平铺直取、竖堆平取等。指导煤场分堆实例煤种AdVdStGYX
max官庄8.4832.840.3479.817.028.00.661康庄8.1532.580.4288.118.049.00.715煤种AdVdStGYX
max洗煤厂8.3830.980.5977.70.668西蒲城7.4532.120.4475.016.046.00.629国生10.8632.450.3282.10.653煤种AdVdStGYX
max虎丘8.9926.230.620.937大通产业8.5028.660.7091.519.520.00.930煤种AdVdStGYX
max辛置19.7327.520.8090.129.015.50.975辛置29.9428.610.6987.225.022.50.996煤种AdVdStGYX
max太西19.6323.110.7987.622.019.51.005太西29.3123.590.6884.321.512.01.121煤种AdVdStGYX
max古交9.1620.180.8485.619.524.01.271邯郸9.3521.690.7684.217.020.01.160章村9.3222.780.4576.915.018.01.004马头10.3321.530.7283.218.029.01.233煤种AdVdStGYX
max古东9.3516.760.4574.212.06.01.309峰峰10.2817.80.7770.511.017.51.361煤种AdVdStGYX
max寿阳9.2312.840.5116.31.626鑫鹏6.9714.070.6217.71.684华达7.5813.830.6717.51.536煤种AdVdStGYX
max三给村110.0414.990.6921.93.537.51.603三给村29.7915.460.5556.75.026.01.651注:采取措施后,M10平均值为6.3,最大值为7.8,最小值为5.2,平均离差为+0.56,-0.65。采取措施前,M10平均值为8.1,最大值为11.2,最小值为0.4,平均离差为+1.03,-0.81。图8-14采用措施前与采用措施后焦炭M10对比图[6]按镜质组反射率分布进行煤场分堆后的效果注:采取措施后,M40平均值为86.2,最大值为88.0,最小值为83.0,平均离差为+1.07,-0.89。采取措施前,M40平均值为79.5,最大值为83.2,最小值为72.4,平均离差为+1.90,-3.02。图8-15采用措施前与采用措施后焦炭M40对比图[6]按镜质组反射率分布进行煤场分堆后的效果几点注意:在煤场较小的焦化企业,可设置的煤堆数过少,每个煤堆必须堆放较多来煤,可能判别堆放不合理的情况较多。即使煤场较大的企业,也会由于来煤越来越复杂而难以设置过多的煤堆精确堆放。此时应对设置的煤堆分布范围适当放宽,以适应这种情况。若煤场较大,可设置的煤堆数较多,或来煤种数不多,场地够用,煤堆分布范围可适当窄些,增加堆放的精确度。对于堆放“相同牌号与相邻牌号煤的混煤”,“在反射率分布图上无凹口的混煤”,堆放的煤堆也可只设置一个中心值,简化操作过程。此时应将反射率分布图重叠度作为主要判别指标。对于应剥离出其中单煤考虑在炼焦配煤中作用的混煤,如相间牌号煤的混煤、相隔牌号煤的混煤、具2个或以上凹口的混煤,最好能设置单独煤堆,避免与其他来煤混合堆放。应尽量避免将炼焦配煤中可视为单煤的混煤与其他混煤堆放在一个煤堆。原因:1、最近一个月,M40由原来82左右变为73,CRI由原来23左右变为32;2、按常规化验,配煤G、Vdaf等未见太大明显变化。办法:1、取最近生产配煤样做煤岩分析与以前历史数据做对比;结果:
1、煤岩定量未见大动,∑I均为33左右。
2、反射率分布不同。应用之五:调节配煤反射率分布图——控制焦炭质量的有力手段;74号配合煤镜质组反射率分布图235号配合煤镜质组反射率分布图平均最大反射率=1.02%活惰比=1.62焦炭M40=81.25%焦炭M10=13.34%平均最大反射率=1.04%活惰比=1.92焦炭M40=45%焦炭M10=38.33%焦炭冷、热强度一些常见影响因素分析1、M40和M10M40:与焦炭显微裂纹关系较大,值过低除采样地点外,一般是惰性物不足或惰性物粒度过大所致。外加惰性物应细粉碎为好,比如:<0.5或<1。使其能增厚气孔壁而同时不成为裂纹中心。但过细也不行,比表面积太大要消耗过多的胶质体。M10:与胶质体的质量直接相关,值过高一般是胶质体粘结性过剩或惰性物不足。捣固炼焦对改善M10有好处,对M40有区别。粘结性太强反而不好。配合煤料镜质组分布图忌强粘区出凹口。2、CRI和CSR1100℃时,碳与CO2反应是受反应动力学和扩散控制共同作用的。一般焦炭气孔中,大孔多比孔径较小均匀分布的焦炭CRI高,CSR低。孔与配合煤料性质和炼焦工艺有关,采用捣固时,因堆密度大,孔径相对减小,有利于降低CRI,提高CSR。再者,与焦炭孔壁的光学组织组成有很大直接关系。各向同性组分不加碱条件下,易反应。与焦炭中灰成分也有一定关系,碱金属含量高则CRI高,CSR低。这与碱金属的催化作用和受热时膨胀系数与焦不同产生裂纹,扩大反应面积有关。应用之六:从配煤图指导煤种采购——降低生产成本样品Vdaf%G%Y,mmb,%Rmax,%∑I1#煤37.022.07.0仅收缩0.80342.7样品Vdaf%G%Y,mmb,%Rmax,%∑I2#煤42.13697.5-18.00.68620.8采购非炼焦煤用于炼焦应用之七:煤岩配煤与焦炭质量预测主要内容:1、煤质影响因素及指标;2、常规配煤与煤岩配煤的差别;3、煤岩配煤方法介绍;1、煤质影响因素及指标在设备、工艺条件等因素固定条件下,焦炭质量取决于原料煤的性质。原料煤的性质取决于三大煤成因因素:第一成因因素:地球生物化学作用(泥炭化作用),导致不同煤岩显微组分的形成。指标:∑I=I+M+SV。
第二成因因素:地球物理化学作用(成岩和变质作用),导致煤分子结构不断变化,指标:Rmax。第三成因因素:(也称还原程度),与成煤时代、原始成煤植物、成煤环境、PH值、氧化还原电位和矿物种类等皆有关系,指标:荧光强度(FI)、容惰能力、G、y、b等。常用煤质指标评述挥发分Vdaf
:优点:检测方便快速。
缺点:易受到煤岩组分组成和煤中无机矿物含量的干扰,故目前公认Rmax标志变质程度更好。粘结指数G:优点:是从罗加指数方法基础上改进而来,检测方便快速。缺点:①需用符合要求的标准的无烟煤;②由于其测定整个煤化系列煤的测定条件不完全相同,相互间缺少可比性。比如:测定弱粘煤由加5g标准无烟煤,改为加3g标准无烟煤,3g弱粘煤,惰性的无烟煤减少。整个炼焦煤系列测定的条件不完全相同。对弱粘煤造成夸大,对强粘煤区分能力缩小。最大胶质层厚度y
:优点:①是粘结性指标中唯一具有数量概念的指标;②取样100g,是所有粘结性指标中取样量最多的。由于煤不均一,样品多些易有代表性;③测定后,可供参考指标多。除最大胶质层厚度(y值)外,有加热过程中样品的体积膨胀收缩图、软化点、固化点、可塑带、收缩率、焦块裂纹率;④胶质层厚度有大致的可加性。缺点:①y值只是数量概念,没有质量概念。有时y值虽相同,质量却可不同。因为胶质体是固相、液相、气相比例不稳定的混合物;②y值在7mm以下测不准;图形为大山形的肥煤也测不准。我国长期以来,以Vdaf,y为主要指标进行炼焦煤分类,有时在生产中出现有些煤在分类中的位置与其在炼焦中作用不符,此为其主要原因。常用煤质指标评述奥阿膨胀度b:优点:①仪器和操作规范化强,易操作;②区分能力强;③以不同比例惰性成份混合,所得b值连线,必呈线性下降;④可测出可塑带温度范围;缺点:①对强粘结性煤,b值有夸大现象;②较高和较低变质程度煤均测不出b值,仅为仅收缩。而这二种类型煤虽均为仅收缩,但其在炼焦中作用却有较大差别,其中两者部分可软化成分的可塑带区间不同;③有一部分煤不能呈正常曲线,而呈流态塑性曲线(Fluid-PlasticCurve),如壳质组含量高的较低变质程度煤,见下图。流态塑性曲线(Fluid-PlasticCurve)
以上常用指标的共同缺点都是将复杂的煤按均一物质来处理!2、常规配煤与煤岩配煤的差别常规配煤:现行常规配煤技术是以现行煤分类为基础的定性的经验配煤。常规配煤特点:任何原料和要求的变化都必需经过小试、中试、生产试验。即使得出结果的优劣也往往无法判定确切的原因。以现行煤分类为基础的常规配煤碰到的问题:所用煤质指标本身存在的问题;划定煤种指标的上限和下限的差别;把煤当作均一物质来对待;在配煤中同类煤不能互代;出了问题往往找不到解释。常规(经验)配煤定性的经验性的配煤方法我国几家大型钢铁企业的大型高炉焦炭质量达到以下指标:Aad≤12.5、St,d≤0.7、M40≥82、M10≤7、CRI≤30、CSR≥57。有些企业的焦炭质量远高于以上指标。在气煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤在配煤中煤种齐全且配比范围合理的条件下,根据生产经验:焦化厂顶装炉生产配煤的工艺指标一般可以控制在:Vad25~28%,Y15~18mm,粘结指数G72~82,奥亚膨胀度b30~50%,基氏流动度100~2000,反射率Rrdm1.00~1.08,惰性组分28~32%。配煤比合理,控制好这些指标,正常情况下,就能生产出较好的焦炭。尤其是冷态强度能达到一,二级冶金焦炭质量标准。热态强度多数情况可以达到较好水平,但可能波动较大。随着高炉冶炼技术的提高,要求焦炭质量――灰、硫、冷强度和热强度稳定和提高。传统的经验配煤由于不能很好地实现从定性到定量的转化,尤其是对热强度的控制难以奏效,若原料煤中有混合煤,就使得焦炭质量控制更加困难,企业只好多配用优质炼焦煤来保证焦炭各项质量指标不低于目标值,使企业的配煤成本增加且浪费了宝贵的优质炼焦煤。采用煤岩学配煤是解决这一问题的有效方法。定性的经验性配煤在生产中碰到问题实例1、M40难以改善的问题当时的情况是,配煤G值为83,Y值17,所得到焦炭外观颜色、块度均正常,但M40一直很低77~79,采取提高焦煤用量,等等多配入提高焦煤用量等等,无论如何也达到到80以上。其后观察转鼓后的焦炭发现有不粒度约3~6mm范围的不融物质。收集后做成光片,在正交偏光下观察为基础各向异性,所以断定混入无烟煤所致。对所有煤种进行反射率测定,发现有一供煤商在煤中配入无烟煤所致。调整配比后的G值为75,Y值为15.5,M40为82,问题得以解决。结论是:无烟煤混入后,如果不能粉碎到一定粒度后,会形成裂纹中心,影响焦炭的M40定性的经验性配煤在生产中碰到问题实例2、M10难以改善的问题当时的情况是M10总在9左右,甚至有时超过10,但M40尚可,在80以上,如何降低M10成为一个因拢配煤配煤人员的一个棘手问题。对配入煤精确测定反射率健在,小于0.6范围占到12.5%,焦炭外观结构不均匀,粘结性组分明显不足,确定有或不弱粘结性煤参与。对所有煤的种进行反射率测定,找到胶质层测定的原始记录,确定某供应商混入不粘煤。调整配比后,M10得以降低。结论:M10和M40的影响因素虽然决定与煤质,但影响机理要是有区别的,M10,M40两者间没有必然联系。3)捣固炼焦焦炭碎,M25低问题:焦炭碎,M40低,G值62Y值12.3,M25为86,经观察,判断除焦炭过火外,还惰性物质不足的原因。解决:原有的瘦煤质量:挥发分为16.04,G值52,S为0.42,换为挥发分为14.12,G为26的另一种瘦(贫)煤,配入比例不变,M25提高至90.5,块度增大,而且降低了成本。结论:捣固炼焦更需要瘦化剂,但前提是粒度必须保证。4)捣固炼焦焦炭块度大,M10高问题现象:焦炭块大,没有棱角,结构疏松。经过咨询,在配合煤中配入3%未经磨细的焦粉。导致结焦过程中气体保持不住,膨胀压力变小。结论:焦粉作为一种惰性物质,必须细粉碎,否则作为一种多孔物质它还会吸附一定量的胶质体。定性的经验性配煤在生产中碰到问题实例煤岩配煤:是从煤成因角度出发,找出真正影响煤质的独立因素,在此基础上进行的科学配煤。煤岩配煤特点:按煤是复杂混合物的客观存在来寻找煤质指标;按煤的成因条件来确认与焦炭指标的相关性;对某些成因指标尚不成熟时,一是选用其中相对有关的习用指标;二是继续研究新的指标煤岩配煤煤是不均一的物质:自然界每一种煤都是天然的配煤,但是大多数不是恰到好处的配比,无法达到理想的要求。其中,Vt和E加热时能熔融产生活性键,是活性成分;而I加热时不能熔融无活性键产生,是惰性成分;SV也基本是惰性的。显微组分定量结果,可提供煤中惰性成分含量或活性成分含量,用于指导配煤炼焦;煤中各活性组分的质量是不均一的:混煤更是如此,即使是一个纯的单一煤的镜质组的质量也是不均一的,这可用反射率分布图解来表征。我国大多数煤,Rmax在1.1%左右的镜质组粘结性最强,两侧低于或高于1.1%的镜质组粘结性减弱。小于0.8%或大于1.4%之后的镜质组粘结性较弱,小于0.6%或大于1.6%之后的镜质组粘结性更弱或甚至没有粘结性;惰性成分和活性成分都是配煤中不可缺少的成分:缺少或过剩都会对配煤炼焦不利,好的焦炭质量实际上是不同活性成分与适量惰性成分的最佳组合;煤岩学确定一种煤的质量主要看镜质组反射率分布和惰性成分含量,和现行煤分类无关。成焦过程:此过程不是煤粒相互熔融成均一焦炭的过程,煤粒间是通过界面反应,键合而连结起来的,其中有化学反应,也有物理结合,分解产物沿着煤粒的接触表面相互扩散,经进一步缩聚作用形成了焦块。煤岩配煤的基本原理3、几种煤岩配煤方法简介阿莫索夫和施皮罗法:此法以煤岩组成和镜质组反射率为基础,把煤岩组分分成两大类:活性组分=V+E+1/3SV惰性组分=I+2/3SV+M提出了强度指数SI(代表活性成分平均质量)和组成平衡指数CBI(代表配合煤惰性成分含量是否合适)两个指标
1、其中SI指数是根据不同反射率镜质组含一定惰性组时的强度指数加权计算而来。
2、CBI=1表示配煤中惰性成分含量正合适;CBI>1表示配煤中惰性成分含量太高;CBI<1表示惰性成分含量太低。以SI和CBI为横纵座标做等强度曲线图。做实验的条件必须固定,比如:细度80%,水分2%,灰分小于12%,堆比重0.88,结焦时间等。壳质组含量过高或气煤配入过多时需较正。美国伯利恒钢铁公司法:原理同前,但方法有别。
以惰性成分含量和焦炭稳定性(ASTM)对反射率从0.8%-1.8%的镜质组分别做等反射率曲线,并将SV按惰性成分处理。日本宫津隆法:以镜质组反射率和基氏最大流动度MF为指标设计MOF图来指导配煤。认为MF<200-1000PM,平均最大反射率在1.2%-1.3%间为炼焦配煤最佳范围。同时在图上将煤分成4类。中国周师庸法:此法有二个配煤指标,一个为配煤中惰性成分总量∑I;另一个为配煤中活性成分的平均结焦性指数MB。在进行MB计算时,提出了标志煤第三成因因素(还原程度)的指标:容惰能力。此法兼用了罗加指数和奥阿膨胀度的原理,并校正了这两个指标的缺点,演化出了容惰积、容惰力、最大容惰量三个参数。在以上基础上经新疆八钢和酒泉钢铁公司实验,得出了具有较高准确率的预测焦炭质量的回归方程。西安煤科院方法:此法由西安分院的肖文钊和叶道敏等提出,采用标准活性组分Vt,st的新概念同反射率标准方差S和平均随机反射率一起建立预测焦炭强度的数学模型。此法在重钢取得较好效果。
其它方法还有很多,比如北京煤科院陈鹏的G/I法等,这里就不一一介绍了。
运用煤岩配煤技术的几点说明:前面介绍的方法原理和依据基本相同,都是对基本煤岩配煤理论的发挥和灵活运用,在具体表征时选用了不同的指标。由于各单位供煤基地不同,生产工艺也不完全相同,因此套用一个方法或应用一些现成的公式,很少会得到满意的效果。各种方法都不同程度地有局限性,只适用在某些特定的范围。即使是相同的方法运用于不同企业,也要从新进行实验。生产中要提高焦炭质量,首先应是稳定焦炭质量。掌握主要各供煤点质量变化的频度和幅度,严格煤场管理,按照镜质组反射率分布曲线重合程度来合理堆放煤种,备煤车间配比准确,焦炉调火正常。这样才能使煤岩配煤达到预期的效果。
举例1:查看配煤比是否合适的一种煤岩方法:此方法也是基于煤岩配煤的基本原理。主要是对镜质组反射率分布图能标志镜质组性质的差异这一原理的运用。首先,应在日常生产中注意积累生产配煤的镜质组反射率分布图和惰性成分总量的变化,并及时记录下每次配比变化时对应的焦炭质量。找出适合本厂生产工艺条件的最佳配煤反射率分布图形和大致惰性成分比例。在以后生产中,每次调完配比,如惰性成分变化不是很大,可由单种煤的分布图加权出配合煤的分布图形,利用软件查看与本厂最佳焦炭质量时的图形重合度有多少。如果相差较大,或出现明显凹口等,一般会影响到焦炭的质量。再有也可取配合好装炉煤作反射率测定,通过软件对比计算出图形与实测图形的差异来监测生产配比是否准确。
总之,煤岩学不只是一个指标,而是一种方法,只有掌握后灵活的运用于生产,才能发挥它巨大的作用。某厂焦炭质量较好的配合煤中镜质组反射率分布图
配煤质量首先决定于配合煤料中镜质组反射率分布。用叠加法计算,并绘出配合煤镜质组反射率分布图。从配煤技术而言,质量较好的配煤图一是配合煤中镜质组反射率分布曲线的细节有波动,但类型不变,焦炭质量较稳定。二是反射率分布最高峰位可处于低变质程度,接着,到中变质程度一般形成低而宽的峰位,然后逐渐滑向较高变质程度。并要求曲线不出现明显凹口。一般来说,配煤中各单煤的分布范围重叠程度越大,适配性越好。举例2:一种煤岩配煤方法:1、测定章单种常规分析和煤岩参数。2、进行单种煤小焦炉炼焦实验。3、根据单种煤结焦特性,结合各种常规指标和煤岩指标拟定若干组配煤比进行小焦炉实验。4、根据实验结果进行数学方法分析,找出焦炭质量与煤岩指标间关系。5、再随意拟定几组配煤进行验证实验。下面是回归后结果:
M40=-22.1705×LnG+39.8897×LnR2+0.0028×R1+0.1228×R3(1)
M10=-1.7088×LnG+2.8784×LnR2+0.0541×R1+0.1941×R3(2)
CRI=0.0443(R22/G)+0.0567R1R3+0.0615G+9.9777(3)
CSR=0.0842(R22/G)-0.0187R1R3-0.0010G+62.0559(4)
序号M40/%M10/%实测预测差值实测预测差值182.482.60.26.16.80.7282.882.00.86.56.70.2381.982.20.36.46.20.2482.082.90.96.66.30.3582.582.90.46.36.50.2682.682.80.26.16.20.1782.983.70.86.06.20.2881.581.80.36.66.50.1983.682.61.06.36.50.2序号CRI/%CSR/%实测预测差值实测预测差值122.521.11.468.469.71.3220.620.80.270.069.70.3321.820.41.468.970.11.2420.820.40.469.670.30.7521.420.60.870.870.10.7620.120.30.270.070.40.4719.620.30.771.070.80.2822.220.91.368.069.61.6919.520.51.068.970.11.2经验证:1、M40的平均误差为0.6个百分点;2、M10平均误差0.2个百分点;3、CRI的平均误差为0.8个百分点;4、CSR的平均误差为1.0个百分点。煤岩配煤在生产上可实现的效果:针对某厂的具体用煤情况变化不大的情况下,进行完煤岩配煤实验后,可建立起数学模型,并做成软件;后续生产中,针对煤的检验指标,计算机会自动进行计算并提供几个符合存煤量、焦炭冷热强度要求,同时成本又最低的配比方案,使煤料容易调配精准,即保证了焦炭质量,又不会浪费好的贵重煤种;当与实际略有一点差异时,可通过对推荐配比的上下微调进行几组小焦炉实验即可找到最佳配比,这可避免盲目进行小焦炉实验的乱试、瞎配,节省时间和成本。应用之七:煤岩选择粉碎基本原理:1、在一般生产粉碎时,硬度大的成分:暗煤、矿化丝炭、矿化镜煤、炭质页岩和矿石等,集中在粗粒级,成焦后形成裂纹中心,而粘结性好的煤却受过度的粉碎,产生“破粘”现象;2、采用煤岩选择粉碎后,使惰性成分细粉碎,不但不会形成裂纹中心,而且具有增厚孔壁作用,使气孔大小分布均匀,焦炭结构致密,减小显微裂纹。同时活性成分不会破粘;3、效果好坏:取决于煤岩成分是否均一,各筛级煤岩成分是否富集分离,各成分间性质是否有显著差别;4、各厂情况不同应该密切配合煤岩组分定量进行实验,不可盲目。应用之八:其它方面应用镜下观测有时可发现一些煤质异常原因,比如:惰性成分过高、惰性成分结合状态、壳质组含量过高、煤已风化及风化比例等,这些对煤结焦性均有不同程度的影响。矿物结合状态,比如:浸染状还是独立颗粒结合对评价煤洗选性方面有帮助。在其它方面研究中,密切配合煤岩定量和利用煤岩学的理念、方法可有效解决很多问题,比如:煤选择破碎;将煤、焦、铁贯穿起来研究焦炭高炉中劣化、高炉喷煤煤粉性质、反推最佳配煤等等。
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