浅析配煤细度对焦炭质量、成焦率的影响

原标题：浅析配煤细度对焦炭质量、成焦率的影响

一、介绍

配合煤的细度：用0-3mm 粒度级煤占全部煤的质量的百分率来表示。细度对粘结性的影响：细度过细时导致粘结性下降，当煤粒度小至0.5－1mm时，其膨胀度开始明显降低；煤本身粘结性不同，细度对膨胀度影响的程度也不同。细度对堆密度的影响：如小于2mm粒级含量从60％增加到80％时，堆密度减少30－40kg/m3。使炭化室装煤量减少，装炉煤粘结性降低，导致焦炭耐磨强度变差（即M10增大），因此尽量保证煤料粉碎的均匀性。对常规炼焦，0－3mm粒级量为72-80％；捣固炼焦为90％以上，为配煤细度均匀，在粉碎前筛出粒度小于3mm的煤，防止重复粉碎，粒度过细。

配合煤细度对配合煤堆密度、焦炭机械强度、热强度及焦炭产量的影响, 用来指导实际生产;在一定条件下, 按照实际使用的配比, 进行不同细度下配合煤, 寻找配合煤细度与焦炭质量、产量的对应关系。

随着焦炉大型化及喷吹煤的大量使用, 对焦炭质量的要求也越来越苛刻, 需要更高的冷热态强度、更低的反应性、低灰、低硫和较低且稳定的水分。面对焦炭市场竞争的日趋激烈及优质炼焦煤的日益短缺, 如何根据现有的煤炭资源和生产设备来生产达到质量指标要求的焦炭, 并使焦炭生产成本最小, 是整个焦化行业追求的目标。

我国大部分焦化厂都采用先配煤后粉碎的生产工艺, 该工艺流程简单, 投资小, 但也存在粉碎不均、配煤准确度差的缺点;为得到强度更好、产量更高的焦炭, 各焦化厂应寻找各自最适合的粉碎细度。

1. 配合煤细度与堆密度的关系

配煤采用自配方式来控制配合煤细度, 即为先配合后粉碎, 在装煤量相同的情况下, 配合煤堆密度是随着细度的增加呈抛物线形式;当细度在79.56%时, 堆密度达到最大值0.928t/m3, 随后, 堆密度随着细度的增加而降低。这是由于, 前期, 随着细度的提高, 煤料间的间隙减小, 使煤粒间的接触更加紧密, 因而堆密度增加;而细度越细, 煤粒越小, 面与面磨擦越大, 这样颗粒相互不容易挤紧, 此时堆密度反而会下降。焦炭平均块度随着配合煤细度的增加呈抛物线形式, 在约77%时达最大值。

2. 配合煤细度与焦炭块度均匀系数的关系

焦炭块度均匀系数随着配合煤细度的增加呈抛物线形式, 在约77%时达最大值。为了提高焦炭的大块率, 因而配合煤细度也不易过高, 经测算细度为76%时, 焦炭大块率较好。

配合煤细度与焦炭均匀系数关系图

3 . 配合煤细度与焦炭显气孔率的关系

焦炭显气孔率随着配合煤细度的增加呈抛物线形式, 在约77.5%时为最低值。

4. 配合煤细度与焦炭抗碎、耐磨强度的关系

随着配合煤细度的增加, 焦炭机械强度有所改善, 抗碎强度M40提高, 耐磨强度M10降低。这是由于, 粉碎细度提高, 煤粉的分散表面积增加, 由于固体颗粒对液体的吸附作用使胶质体黏度增加, 胶质体易于填满空隙, 不利于气体的析出, 形成结构坚实的焦炭, 炼焦过程中半焦收缩小, 焦炭裂纹少, 因而提高了焦炭的机械强度。

5. 配合煤细度与焦炭反应后强度的关系

随着堆密度的增加, 焦炭反应后强度CSR也呈现先上升后下降趋势, 至约78%时达最大值;堆密度增加, 焦炭气孔率降低, 与二氧化碳反应时的表面积减少, 反应速率减小, 因而反应后强度有所上升

二、结论

1. 在配合煤水分、装煤量一定的情况下堆密度是随着配合煤细度的增加先增加而后降低;当配合煤细度在79.56%时, 堆密度达到最大值0.928t/m3, 之后开始下降;当配合煤细度范围在72.00%～79.56%时, 细度每提高1%, 堆密度提高约13kg/m3, 结合6m焦炉有效容积38.5m3、成焦率76%、全年预计生产吨焦测算, 细度提高1%, 单炉装煤量大概增加500kg, 单炉焦炭产量可以增加380kg, 全年预计焦炭产量可以增加5.8 万t。因此, 适当提高配合煤的细度, 可提高焦炭质量、成焦率。

2 .随着配合煤细度的增加, 煤料间的间隙减小, 使煤粒间的接触更加紧密, 不利于气体的析出, 从而形成了结构坚实的焦炭, 因而焦炭块度均匀、致密, 气孔率低, 反应后强度有所提高, 焦炭抗碎强度M40提高, 耐磨强度M10降低;而粉碎细度过细, 煤粒越小, 面与面磨擦越大, 这样颗粒不容易相互挤紧, 从而影响配合煤堆密度及焦炭强度。

3 .根据焦炉试验数据得出, 配合煤细度控制在 (77.0±1) %的范围内, 焦炭质量、产量较佳;在工业焦炉实际应用时还应充分考虑配合煤细度提高后对配煤、回收等系统的影响, 并根据实际情况选择合适的配合煤细度。

参考文献

[1] 于振东, 蔡承