宝钢焦炭质量预测模型__影响焦炭热性质的因素
文章编号:025322409(2002)022*******
收稿日期:2001210215;修回日期:2002201230
联系作者:史美仁,T el :025********E 2mail :shimr @njuct 1edu 1cn
作者简介:张 群(19712),黑龙江哈尔滨人,化学工程博士研究生。E 2mail :joan @https://www.wendangku.net/doc/3c7379497.html, 参加本工作的还有:杨俊和、钱湛芬、余 亮、冒建军、胡德生
宝钢焦炭质量预测模型
Ⅰ1影响焦炭热性质的因素
张 群1,吴信慈2,冯安祖1,史美仁1
(11南京工业大学,江苏南京 210009;21上海宝山钢铁股分公司,上海 201940)
摘 要:根据19种单种煤和64个配煤方案在模拟焦炉(SC O 炉)上的试验,研究了原料煤性质对焦炭热性质的影响。结果表明,煤中的无机组分对焦炭的热性质影响也较大,矿物质催化指数MCI 与焦炭的热性质存在较好的线性关系。配合煤的煤质指标中V d 、A d 、S td 具有较好的加和性,G 、lg MF 在一定范围内具有加和性,Y 值、奥亚膨胀度
(全膨胀a +b )的实测值高于其加和值。此外成型煤的配入对焦炭的热性质改善效果明显。
关键词:焦炭;CRI ;CSR ;影响因素;配煤中图分类号:T Q 522116 文献标识码:A
随着高炉喷煤量的增加,料柱中矿焦比升高,透
气性下降。在高煤比条件下,为保证高炉料柱良好透气性的主要方法是改善焦炭质量,特别是焦炭的热性质。
焦炭的热性质通常采用焦炭的反应性指数(CRI )和反应后强度(CSR )来表示。焦炭反应性指数以焦炭在高温下与C O 2反应一定时间后失重占初始重量的百分数表示;焦炭反应后强度是指反应后的焦炭经N 2气冷却,在Ⅰ型强度测定转鼓内旋转一定的转数,转后残余大颗粒重量占反应后试样重量的百分数。影响焦炭热性质的因素目前还没有全面了解的一个重要原因是热性质的试验条件各不相同,宝钢采用的试验条件与新日铁一致。
人们普遍认为影响焦炭热性质的因素有镜质组随机反射率、流动度、惰性组分含量和灰分中的碱性物含量等。Hara [1]发现焦炭反应后强度随煤化程度和惰性组分的增加有一最佳值,其它研究人员[2～4]也注意到煤中含有一定数量的惰性组分对焦炭的热性质有利。
煤的流动度也是影响焦炭热性质的重要因素。最大流动度增加使焦炭反应后强度增加,反应性降低[3,5,6]。此外,灰分和灰成分影响焦炭和C O 2的反应,从而影响焦炭热强度[7]。各国在预测焦炭反应性时都意识到必须考虑煤中矿物质的催化作用,但因研究工作的深浅程度不同,所采用的指标各
异[2～4,8]。一般以灰中碱性氧化物与酸性氧化物的
比值为参数,称为碱性指数。其中比较完善的是加拿大Price 提出的碱度指数(M BI )[9],不过该指数仅将煤中矿物质分为正催化和负催化两大类,以分子、分母的形式表达,而在每类中并未考虑不同矿物质的催化作用程度不同。本文则采用矿物质催化指数MCI (Mineral Catalysis Index ),该指数不仅考虑的矿物质种类(13种)比较全,而且也反映了不同矿物质对焦炭热性质的作用程度(以权重形式表达)。
1 试验方法
按国标(表1)测定了煤和焦炭的有关性质,采用ZEISS 公司生产的MPM400显微光度计和宝钢开发的软件测定了煤的煤岩反射率分布图,同时还按新日铁规定的条件测定了CRI 和CSR ,反应条件为1100℃,2h ,试样颗粒大小取19mm ～21mm ,残余大颗粒取>10mm 。
焦炭是一种脆性多孔材料。影响焦炭性质的因素很复杂,这些因素包括焦炭的石墨化度、焦炭的气孔率和灰中碱金属氧化物的催化作用等。由于这些因素并不直接控制热性质,热性质的控制需要采用与上述有关的可控因素作为直接控制因素,因此要建立焦炭质量预测模型,首先应对热性质与各可控因素之间的关系进行研究。
对19种单种煤和64种配煤进行了SC O 炉(Simulated C oke Oven )炼焦试验,试验条件为:
第30卷2002年
第2期
4 月
燃 料 化 学 学 报
JOURNA L OF FUE L CHE MISTRY AND TECH NO LOGY
V ol 130 N o 12Apr 1
2002
炉子尺寸,400m m(宽)×500m m(高)×700m m(长);装煤箱尺寸,370m m(宽)×610m m(长)×350m m(高);装煤量,常规干基,56188kg/炉;堆积密度,0172t/m3;型煤干基,61162kg/炉,堆积密度,0178t/m3;装炉煤水分,1010%;煤粉细度,3mm 85%±2;焦饼中心温度,1050℃;总炭化时间,1815h;干法熄焦时间,6h。
表1 试验用煤和焦炭性质的测定方法
T able1 T est methods of coal and coke properties
C oal C oke
Proximate analysis G B212291Proximate analysis G B2001291
T otal sulfur S td G B/T21421996T otal sulfur S td G B/T2286291
Caking property G G B/T544721997S ieving analysis G B/T2005294
Maximum Thickness of colloidal layer Y G B/T479287Ash composition G B1754279and G B4634284 T otal dilation a+b J IS2M2880121993J IS drum strength DI15015J IS2K2215121993
G iseler fluidity lg MF J IS2M2880121993
2 试验结果和讨论
211 单种煤性质对焦炭热性质的影响 本试验所选单种煤为宝钢的主要煤种和典型煤种(见表2),单种煤的性质范围较宽,镜煤组随机反射率为0155%～1198%,惰性物含量为2419%～4710%,基氏最大流动度0～>37000DDPM。为克服进厂煤煤质波动的影响,分别采不同批号样5次,进行工业分析并测定煤的粘结性和煤岩组分,以平均值作为单种煤煤质数据。
表2 试验用煤及配煤方案概况
T able2 Summary of coal tested and blend types
C oals or blend types tested Number Individual coals
Primary coking coal4
Fat coal4
1/3coking coal2
G as coal6
Lean coal1
Others2
T otal19
C oal blends
11At the same strongly caking coal ratio,ash content
effect on coke thermal property
5
21At the different strongly caking coal ratio briqutte
ratio effect on coke thermal property
42
31C oal replacement tests17
T otal64
G rand total83 21111 单种煤煤化度指标与焦炭热性质的关系 表征煤化度的指标
,挥发分V和煤镜质组反射率R o v,与焦炭热性质之间的关系见图1和图2。
图1 单种煤的挥发分对其焦炭热性质的影响
Figure
1 E ffect of v olatile matter on coke CRI and CSR
图2 单种煤的反射率对其焦炭热性质的影响Figure2 E ffect of coal reflectance on coke CRI and CSR
411
燃 料 化 学 学 报30卷
由图1可见,煤的挥发分与焦炭反应性和反应后强度有着非常密切的关系。图2表示煤的镜质组反射率与焦炭反应性和反应后强度之间也有一定关系。随着煤化度加深,焦炭的热强度提高,反应性降低。挥发分在22%～26%的煤,其焦炭的反应后强度和反应性较理想,反射率在111～112左右的煤,其焦炭的热性质较佳。
21112 单种煤粘结性指标与热性质的关系 表征煤粘结性的指标包括,粘结指数G,胶质层厚度Y,奥亚膨胀度(采用全膨胀a+b表示),基氏流动度(采用最大基氏流动度的对数lg
M F表示),与焦炭
的热性质的关系见图3。由图3可见,四种煤的粘
结性指标与焦炭反应性和反应后强度之间均存在一
定的关系,且基本规律是一致的,但规律的显著性有
所差异,说明四个常用的煤粘结性指标是从煤炼焦
过程的不同角度反映煤热解时塑性体的数量和质
量。由图3还可看出四个指标对焦炭热性质的影响
是非线性的,有时还表现出最大值的倾向
。
图3 单种煤的黏结性指标对焦炭热性质的影响
Figure3 Relationship between plastic properties and CRI and CSR
21113 单种煤无机组分与热性质的关系 煤的无
机质部分是独立于煤化程度决定煤高温干馏生成的
焦炭热性质的一个独立变量。煤中的无机组分,即
煤中的矿物质在炼焦过程中转化成焦炭中的矿物
质,对焦炭碳溶反应的催化作用分两类:一类是正催
化作用,一类是零催化或负催化作用。正催化作用
511
2期张 群等:宝钢焦炭质量预测模型Ⅰ1
是指矿物质可加速焦炭的溶损反应,提高焦炭的反应性。矿物质对高炉焦炭的溶损反应主要是正催化作用,这是由于高炉中存在大量的碱金属、碱土金属和过渡金属所致。负催化是指矿物质抑制焦炭的溶损反应,导致焦炭的反应性降低。杨俊和等[10]将煤中无机组分(以氧化物形式表示)按实验得到的对碳
溶反应催化作用的强弱赋予系数,并将具有强催化作用的碱金属、碱土金属、过渡金属作为分子,而催化作用弱的或负催化的酸性盐类作为分母,得到煤的矿物质催化指数MCI 如下。本文则进一步考察了MCI 对焦炭热性质的影响。
MCI =A M d ×Fe 2O 3+1.9K 2O +2.2Na 2O +1.6CaO +0.93MgO
(100-V M d )×(SiO 2+0.41Al 2O 3+2.5T
iO 2) 上式中位于分子上的各矿物质前的系数为正催
化作用的权重,其值越大,表明其对焦炭溶损反应的正催化作用越强。可见,煤中不同无机组分对焦炭热性质的影响程度是不同的。对碳溶反应正催化作用的强弱次序为:Na >K >Ca >Fe >Mg 。位于分母上的各无机组分前的系数为其负催化作用的权重,其值越大表明其对焦炭溶损反应的负催化作用越强,对焦炭热性质的影响作用顺序为T i >Si >Al 。可见若在相同含量的情况下,K 、Na
对高炉操作的影
图4 单种煤焦炭热性质与矿物质催化指数关系
Figure 4 Relationship between coke thermal property and
MCI
图5 单种煤焦炭反应性和反应后强度的关系
Figure 5 Relationship between coke CRI and CSR
响是比较大的,但其它碱金属,特别是Fe 和Ca ,由
于其在高炉中含量较大,其作用也不可忽视。 煤矿物质催化指数MCI 与焦炭的反应性和反应后强度之间有着很好的相关关系如图4。此外,焦炭反应性和反应后强度相互间也有着非常密切的关系,它们之间的相关系数可达到0196,见图5。212 配煤性质对焦炭热性质的影响 本文共计进行了64个配煤的SC O 炉试验(见表2),其中5个方案是为考察配煤灰分对焦炭热性质的影响,42个方案考察不同强粘比或型煤配比的影响,余下17个方案是考察煤种的替代关系。21211 配煤煤质指标的加和性 炼焦过程中使用的均为配煤,由参与配煤的各单种煤性质通过加和性直接获得配合煤的性质,是炼焦工作者所感兴趣的问题,也是建立专家系统的重要基础。
图6是SC O 炉试验所用配合煤的V d 、A d 、S td (全硫)、G 、Y 、a +b 和lg M F 的加和值与实测值的关系(图中以实线表示),以及与Y =X 对角线(图中以虚线表示)间的关系。表3为加和值与实测值
之间的偏差。
由图6可见,从单种煤到配煤,除个别配煤可能因为分析、采样等导致误差较大外,大多数配煤的V d 、A d 、S td 、G 值及M F 值的实测值和加和值存在较好的相关关系,但仍具有一定的误差(见表3)。总的来说,V d 、A d 和S td 具有较好的加和性。表征煤粘结性的指标中,G 表现出一定的加和性,lg M F 在213～315之间表现出较好的加和性,而奥亚膨胀度(全膨胀a +b ),Y 值的加和值一般都高于实测值,基本没有加和性。
表3 煤质指标的加和值与实测值间的偏差
T able 3 Deviations between measured and additive values V d W /%
A d W /%
S td W /%
G
Y /mm
lg MF /lgDDP M a +b /%
Mean deviation 01440122010242011519Maximum deviation
0192
0164
0107
8
3
0153
52
611 燃 料 化 学 学 报30
卷
图
6 煤质指标的加和性图
Figure6 Additivity of coal properties
21212 配煤灰分的影响 用配煤灰分从8114%～
9183%的5个配煤方案研究配煤灰分对焦炭热性质
的影响,其结果如表4。
表4 不同灰分的SC O炉试验结果
T able4 SC O tests of blends with different ash content
A d W/%
V d
W/%
lg MF
/lgDDP M
CRI
W/%
CSR
W/%
918325173214728165510
819725156213727126219
814925164213327196010
811527198216034184416
811428104217235104214
由于在调整配煤灰分的同时,必须采用不同的煤种,所以很难单独说明灰分的作用,表中数据未能显示灰分对热性质的规律性影响。
21213 强粘煤配比的影响 强粘比为34%～56%的有代表性的8个方案的SC O炉炼焦结果如表5所示。可见,从热性质看,随着强粘比(SCC ratio)的增加,反应性迅速下降,反应后强度大幅度提高,强粘比超过44%以后变化趋于平缓。
表5 不同强粘比配煤的SC O炉试验结果
T able5 SC O tests of blends with different strongly
caking coal ratio
SCC ratio
W/%
V d
W/%
lg MF
/lgDDP M
CRI
W/%
CSR
W/% 3428166219436134716
3729191311036114712
4027198218831165315
4428133217128155717
4827117217327105817
5227134311329135616
5627169311626146114
5626160310226106312
SCC ratio—ratio fat coal+ratio primary coking coal
21214 型煤配比对焦炭热性质的影响 选用0%、15%、25%三个水平型煤配比的14个配煤方案,研究型煤配比对焦炭热性质的影响,其中有代表性的5个方案的数据及14个方案的平均值列于表6。
由14个不同方案的不同配煤中加入型煤15%, CRI实测值下降幅度为012%到518%,平均为216%;CSR
实测值上升幅度为117%到1012%,平均
表6 不同型煤配比的SC O炉试验结果
T able6 SC O tests of blends with different briquette ratio
Briquette
ratio
Blend1Blend2Blend3Blend4Blend5Average of14blends
CRI CSR CRI CSR CRI CSR CRI CSR CRI CSR CRI CSR 0261461143112541836154611311653152913561631135314
15241263112818581734115613271255192510621828175816
25231666102418641626166210251662182414661327186010
711
2期张 群等:宝钢焦炭质量预测模型Ⅰ1
为512%。型煤对热强度的影响较大是因为加入型煤后,焦炭的结构,特别是气孔结构有了很大的改善。型煤由15%增加到25%,焦炭质量进一步改善,为0%～15%时所得的效果的1/3。
3 结 论
19种单种煤和64个配煤方案在SC O 炉上的试
验结果为科学控制焦炭的热性质提供了依据,为开发以单种煤特性为基础的焦炭反应性及反应后强度的预测模型作了基础性的工作。结果表明:
(1)配合煤V d 、A d 和S td 具有较好的加和性。G
和lg M F 在一定范围内具有加和性,而全膨胀(a +
b )、Y 值基本没有加和性。
(2)配入型煤能降低焦炭的反应性和提高焦炭的反应后强度,特别对于多用高挥发分弱粘结性煤和配入特高挥发分不粘煤时,有明显作用。
(3)煤化程度是决定焦炭热性质的一个独立变量,无机质部分是独立于煤化程度决定煤高温干馏生成的焦炭热性质的另一个独立变量,可用矿物质催化指数MCI 表达,MCI 不仅反映了无机质的正、负催化作用,而且反映了作用程度。
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BAOSTEE L COKE QUALIT Y PRE DICTION MODE L
Ⅰ1FACT ORS AFFECTI NG THERM A L PROPERTIES OF C OKE ZH ANG Qun 1,W U X in 2ci 2,FE NG An 2zhu 1,SHI Mei 2ren 1
(11Nanjing Univer sity o f Technology ,Nanjing 210009,China ;
21Shanghai Baoshan Iron &Steel Co 1,LTD ,Shanghai 201940,China )
Abstract :Results based on the com prehensive research on the properties of 19coals and 64coal blends and their cokes carbonized in a simulated coke oven (SC O )show that the coal rank (represented by random reflectance of vitrain R o v and v olatile matter V d ),the plastic properties of coal (represented by caking property G ,maximum thickness of colloidal layer Y ,total dilatation a +b and G iseler fluidity lg M F )and the mineral com position of coal (represented by mineral catalysis index MCI )are key factors affecting coke thermal properties 1The coal characterized by R o v from 111%～112%and V d from 22%～26%with better plastic property may ev olve a g ood thermal property coke 1H owever ,MCI has shown to be another sensitive parameter to the coke properties 1It has shown MCI has linear relationship with the CRI and CSR 1Meanwhile V d ,A d and total sulfur S td of coal blends have additive relationship and G ,lg M F als o has additive relation 2ship in a specific range ,while the Y and (a +b )of the blends are higher than their additive values 1In addition ,adding briquette can im prove CRI and CSR of coke 1
K ey w ords :coke ;CRI ;CSR ;affecting factor ;coal blending
Corresponding author :SHI Mei 2ren ,E 2mail :shimr @https://www.wendangku.net/doc/3c7379497.html,
Author introduction :Zhang Qun (19712),female ,Chemical Engineering Ph 1D S tudent 1E 2mail :joan @https://www.wendangku.net/doc/3c7379497.html,
811 燃 料 化 学 学 报30
卷
近期焦炭质量分析报告
近期焦炭质量分析报告 自配比六十六生产优二级焦开始，我公司焦炭出现块小、焦块发酥等症状， 焦炭热强度始终达不到60以上，严重影响焦炭质量，给公司带来巨大的经济损 失，按照公司领导要求彻查原因及总结应对方案，现经过详细的数据对比分析、 现场勘查，总结原因及应对措施如下 一、数据分析： 1.其他非重要影响因素数据罗列及其分析 入炉煤指标统计 日期灰分挥发分硫分黏值细度6.15 9.41 27.38 0.82 76.67 91.27 6.16 9.31 27.03 0.80 75.97 90.99 6.17 9.40 27.22 0.77 76.75 90.86 6.18 9.51 27.14 0.76 75.50 89.95 6.19 9.70 27.47 0.76 76.20 91.72 6.20 9.89 28.17 0.75 78.57 91.90 焦化执行配比配比1：宁乐贫瘦17% 优质二级焦煤83% 配比2：宁乐贫瘦15% 优质二级焦煤85% 洗煤厂来煤指标统计 日期灰分挥发分硫分黏值 6.16 9.93 30.51 0.88 84.57 6.17 9.78 30.76 0.87 85.67 6.18 10.08 30.90 0.83 89.14 6.19 10.16 30.48 0.86 89.71 6.20 9.97 30.61 0.85 89.67 洗煤配洗方案 众利达13# 5.00 众利达13号15.00 众利达13# 15.00 青海低质煤10.00 青海低质煤10.00 青海低质煤10.00 策克15.00 策克15.00 策克15.00 沃石13下1 30.00 沃石13下1 20.00 沃石13下1 10.00 弘鼎13层10.00 华银11号5 10.00 迪雷10号10.00 蒙古原煤10.00 蒙古原煤10.00 蒙古原煤20.00 华银11#5 10.00 迪雷16#4 10.00 迪雷16号4 20.00 迪雷10号10.00 迪雷10# 10.00 06.15 06.17 06.18 由以上数据可以看出：从原料煤到配合煤及配比方案，各项指标都相对正常 不应该出现热强低于60的情况，且从焦炭的熔融状态上看也相对较好，同时验 证了煤质方面并无问题。
提高焦炭质量的途径
提高焦炭质量的技术途径 焦炭在高炉炼铁中的地位和作用 焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。焦炭对高炉炼铁的作用是： (1)主要的热量来源。高炉炼铁炭素(包括焦炭和煤粉)燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的71%。随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。 但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉55%～65%。 (2)还原剂。焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。炉料到风口焦炭溶反应为25%～35%。 (3)生铁的溶碳。在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。一般铸造生铁含碳3.9%左右，炼钢生铁在4.3%左右。生铁渗碳消耗焦炭7%～10%。 (4)炉料的骨架作用。焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到煤气的透气窗作用。 焦炭的4种作用中，提供热源的主导作用不会改变，这就决定3个理论焦比最低值。低于这个最低值，高炉炼铁就难以正常生产，或经济上就不合算了。在各种条件下高炉炼铁中碳的还原作用和渗碳功能不会有较大的变化。在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。否则，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。焦炭从料线到风口平均粒度减少20%～40%。劣质焦炭和热反应性差粉化率会很大。宝钢高炉缸内的焦炭粒度可达33mm。 高炉炼铁对焦炭质量的要求
各国根据资源条件，高炉炼铁要求的焦炭质量是有较大差别(详见表1)。但是，工业发达国家的焦炭质量是明显优于中国，这是这些高炉技术经济指标优于中国的重要原因。 表1 各国冶金焦炭质量情况 美国Gary厂焦炭的挥发份为1.8%，德国蒂森和瑞典SSAB分别为1.1%和1.0%。我们认为，焦炭的挥发份应控制在0.5%～1.0%为宜。过高会有生焦存在，焦炭强度差；过低是由于炼焦过火的原因，这时焦炭裂纹多，易碎。 1 高炉大型化以后对焦炭质量提出了高要求，並对焦炭热性能有要求 高炉大型化以后，料柱增高后，料的压缩率提高了，透气性变差。特别是炉缸容积变大以后，炉缸的焦炭状态对高炉生产的影响更大了。炼铁工作者希望对不同容积高炉焦炭有不同的质量，详见表2。焦炭质量标准中应有热性能的要求。 焦炭含有K2O+Na2O有害杂质含量小于3.0Kg/t。 表2 不同容积高炉对焦炭质量要求
焦炭质量对高炉炼铁的影响
焦炭质量对高炉炼铁的影响 随着高炉采用富氧大喷煤为代表的强化冶炼措施后，高炉的冶炼发生了很大的变化，一个突出的表现就是对焦炭的骨架作用要求更高。随着煤比不断提高，焦炭负荷越来越重，焦炭的冶金性能也越来越受到重视。目前国内大型高炉技术经济指标不高，大多是受原燃料条件尤其是焦炭质量的限制。 标签：焦炭质量的影响；高炉冶炼中的作用；措施 1.1 焦炭水分对高炉冶炼的影响 焦炭水分的波动势必引起称量不准而影响高炉炉况的稳定，并导致铁水中硅、硫含量的变化。水分过高，焦粉粘附在焦块上，影响焦炭强度和筛分，将焦粉带入炉内；如果焦粉不能全部随煤气吹出，将影响高炉透气性和透液性，严重时造成炉缸堆积。从马钢2500m3高炉生产实践过程得知：当焦炭水分控制在4.0%以下时，对高炉冶炼影响不大。当焦炭水分超过4.0%时，则入炉含粉率、炉尘量以及炉尘含炭量将明显上升，高炉顺行状态变差。 1.2 焦炭灰分对高炉冶炼的影响 焦炭在高炉内被加热至高于炼焦温度时，由于焦质与灰分的热膨胀性不同，沿灰分颗粒周围产生裂纹，使焦炭碎裂，含粉增加。焦炭的灰分与强度几乎成线性关系，即灰分增加，强度下降。马钢2500 m3高炉自投产以来，焦炭灰分逐年下降，焦炭的热态性能则逐年提高，而高炉技术经济指标也呈逐年提高之势。焦炭灰分控制在12%以下，高炉生产可以获得比较先进的技术经济指标。 1.3 挥发分对高炉冶炼的影响 焦炭的挥发分含量影响焦炭的耐磨强度和反应后强度。挥发分高，焦炭气孔壁材质疏松，耐磨强度和反应后强度就低；挥发分低，焦炭气孔壁材质致密，耐磨强度和反应后强度就高。焦炭的挥发分含量与炼焦最终温度有关，是焦炭成熟程度的标志；提高炼焦最终温度与延长焖炉时间，使结焦后期的热分解与热缩聚程度增强，使焦炭挥发分含量降低，从而改善焦炭的质量。马钢2500 m3高炉作焦炭的挥发分含量控制在1.2%以下，终点温度和结焦时间分别为l050℃和20h；焦炭的冷态和热态性能均能满足高炉的要求。 1.4 焦炭的冷态改组对高炉冶炼的影响 焦炭的耐磨强度（M40）和搞碎强度（M10）是反映焦炭冷态性能的重要指标。冷态性能好的焦炭，即较高的M40和较低的M10，在筛分设备能力一定的条件下，可以保证人炉焦炭有较好的粒度组成和较低的含粉率，有利于提高高炉块状带的透气性，改善高炉炉况顺行。人炉含粉率低，还可改善炉缸工作状况。虽然目前高炉不断追求强化冶炼，十分重视焦炭的热态性能，但冷态性能也不可
提高焦炭热强度的措施
提高焦炭热强度的措施 赵建强，尚建芳，张少华 （邯钢焦化厂，河北邯郸056015） [摘要]焦炭的反应性和反应后强度是焦炭热性质的重要指标。根据邯钢焦化厂现状,从炼焦煤种、配合煤、结焦时间等方面调整，降低了焦炭反应性，提高了反应后强度。 [关键词]焦炭反应性；反应后强度；配合煤；结焦时间 [中图分类号] TF 526+.1 [文献标识码] B [文章编号] 1003-5095(2008）09-0053-03 近年来，高炉炼铁生产正朝着大型化、高效化、长寿和节能环保化方向发展，炉容已达几千立方米，高炉作为生产中的最大的竖炉，直径10～15 m，其料柱高度就高达25～35 m，而支撑如此高的料柱高度，作为透气的支架，高质量的焦炭是必不可少的。为降低焦炭消耗，增加高炉产量，改善生铁质量，采用了在风囗喷吹煤粉、重油、富氧鼓风等强化冶炼技术。焦炭的热能源、还原剂作用可在一定程度上被部分取代，但作为高炉料柱的疏松骨架不能取代，而且随高炉大型化和强化冶炼，该作用更显重要。邯钢老区这几年不断地升级改造，目前有两座2 000 m3高炉，月耗焦炭约为14万t，而焦炭占整个生铁成本约为25%，因此，生产稳定优质的焦炭，必然会对炼铁的生产、操作和降本增效有直接的影响。 1 焦炭的组成、性质及在高炉中的作用 焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色的成分复杂的块状材料，用工业分析和化学分析两种分析方法确定其组成，一般所说的焦炭指标是综合分析的结果，其标准就是对高炉的影响的大小。焦炭在高炉中起着供热、供碳、还原剂和疏松骨架的作用。近年来，高炉采用了许多先进的技术，焦炭的供热、供碳、还原剂一些作用一定程度上被取代，但随着高炉大型化和冶炼强度的提高，高炉的料柱骨架作用却被强化，越来越要求高质量的焦炭。有资料表明：焦炭的反应后强度提高1%，焦比可以降低20 kg；灰分每升高1%，高炉焦比上升2%，石灰石用量增加2.5%，高炉产量下降2.2%。现在冶炼特种钢材时要求铁水含硫越来越低，焦炭中的硫约占整个入炉料的80%～90%，高炉采用烧结矿后占的比例会更大，而其中只有5%～20%随高炉煤气逸出，其余的硫就靠炉渣排除，这就要增加熔剂，增加炉渣碱度和渣量。一般焦炭含硫每增加1%，高炉焦比约增加1.5%～2.0%，石灰石用量增加2%，生铁产量减少2%～2.5%。 焦炭在高炉中承受高温热力作用、化学作用，以及强烈气流和铁水的冲刷、磨损、剪切作用下性能必然降低，其透气性下降、块度减小、气孔壁变薄等影响高炉操作，所以高炉焦要求灰低、硫低、强度高、块度均匀、气孔均匀致密、反应性低、反应后强度高。入高炉的焦炭的标准逐渐完善、细化。我国一直将焦炭的机械强度(即冷态强度)作为衡量焦炭质量的重要指标,但在高炉实际生产中,与冷态强度相比,焦炭的反应性(CRI)与反应后强度(CSR)更能反映焦炭的质量。为了更好地模拟焦炭在高炉中反应过程,新的国家冶金焦炭标准中增加了CRI和CSR两项指标。为生产合格的焦炭、为高炉炼铁提供有利的指导。因此必须提高焦炭高温性质量。 2 现状 邯钢焦化厂现有焦炉42孔JN 43-80型两座（1#、2#），45孔58-Ⅱ型一座（3#），45孔JN43-80型一座（4#），45孔JN60-6型两座（5#、6#），与六座焦炉配套的备煤系统为南北两个机械化煤场和南北两套核子称自动配煤设施，分别向一炼焦1#、2#、3#、4#焦炉和5#、6#焦炉供煤。年产焦炭204万t，主要供应炼铁4# 620 m3高炉、5# 1 260 m3高炉、7# 2 000 m3高炉，炼铁5#高炉扩容为2 000 m3后，自产焦炭，全部以混料方式供给5#、7#高炉。表1为我厂近期内焦炭平均质量，我厂6 m焦炉和4.3 m焦炉均为
浅析焦炭强度的影响因素
. .. . .. 浅析焦炭强度的影响因素 杜为民 汝州天瑞煤焦化有限公司 2014年10月20日
浅析焦炭强度的影响因素 杜为民 (汝州天瑞煤焦化有限公司 467535) 摘要：焦炭质量受配合煤原料性质和炼焦工艺的影响。在制定配煤方案时,可以V-G作为主要参数,综合平衡V、G、Y、X等参数的影响，同时应严格控制入炉煤粒度、水分、堆比重、干馏温度等工艺指标,以改善焦炭物理性能。 关键词：焦炭配煤参数 汝州天瑞煤焦化有限公司年产焦炭100万吨，中冶焦耐设计大型捣固式焦炉，2011年12月开工，2013年8月投产。炼焦用煤由于受多种因素影响，煤种不固定，储煤量不稳定。煤种有平顶山张村主焦煤、瘦焦煤、瘦煤等；三门峡中硫主焦；山西高硫气肥煤、瘦焦煤等；陕西黄陵1/2中粘煤、1/3焦煤等。根据公司实际情况基本以张村主焦煤为主再辅以其它煤种进行配煤。通过一年来的生产实践，就配合煤V、G、Y、X等参数对焦炭质量的影响做一分析供大家赏析。 一、生产状况 2、几组生产数据 2.1配合煤煤岩分析：
1/2中粘+气煤 29.7% 1/3焦+肥煤 20.0% 焦煤 50.3% 1/2中粘+气煤 18.0% 1/3焦+肥煤 29.2% 焦煤 52.8% 配合煤指标 焦炭指标 Vdaf % G Xmm Ymm ＜3mm % ＜1mm % Vdaf % M40% M10 % CRI% CSR % 28.71 80 89.2 74.7 1.20 85.0 5.3 28.41 83 30.8 17.5 87.6 71.4 1.16 85.2 5.3 31.9 60.2 27.98 83 88.6 71.6 1.23 82.9 5.9 29.9 63.4 27.38 84 87.7 72.5 1.15 85.6 4.8 27.46 82 88.3 71 1.23 84.8 4.6 二、分析 要达到提高焦炭质量,可以从结焦机理等方面寻找途径。从结焦机理看,在干馏过程中煤质软化→熔融→膨胀→固化→收缩→成焦这一过程是必经的。在这一过程中,只要配合煤具有良好的熔融性、黏结性,使固体物质空隙填满,固、液体物质充分附着,是可以提高焦炭强度的。因此从生产试验结果可以看出,配合煤性质是影响焦炭质量的主要因素,是基础。只有合理调节配合煤质量才可得到需要的焦炭质量。 1、影响焦炭质量的煤质因素 1.1 配合煤煤化程度参数 代表煤化程度的指标有挥发分Vdaf 和镜煤平均最大反射率Rmax 。二者之间存在明显线性相关关系,其关系式为: Rmax= 2.35 - 0.041Vdaf 挥发分容易测定,且可按加成性计算，因此只需对挥发分重点分析。 在成焦过程中,挥发分Vdaf 与收缩度α呈正相关系数,如图1所示。 配合煤指标 焦炭指标 Vdaf % G Xmm Ymm ＜3mm % ＜1mm % Vdaf % M40% M10% CRI% CSR % 27.72 81 33.8 16.5 89.2 72.4 1.32 85.2 4.6 32.3 58.2 27.78 76 89 73.3 1.21 85 6.4 27.48 82 88.7 71.2 1.24 85.9 5.7 32.1 57.6 27.66 80 89.9 73.3 1.2 85.3 5.9 27.42 79 88.3 71.7 1.22 84.9 6.8
焦炭生产工艺与技术指标
20．热回收焦炉的工艺流程热回收焦炉是指炼焦煤在炼焦过程中产生焦炭，其化学产品、焦炉煤气和一些有害的物质在焦炉内合理地充分燃烧，回收高温废气的热量用于发电或其他用途的一种焦炉。目前热回收焦炉已经进入《焦化行业准入条件(2008 年修订)》管理序列。 清洁型热回收焦炉是由多个焦炉组、热回收装置、烟气脱硫除尘装置以及尾气集中排放简组成；工艺流程采用捣固装煤、炉内引火、二次燃烧、负压运行生产；在连续炼焦过程中不产生焦化废水，并可实现余热有效回收利用和废气低污染排放的一种炼焦炉。每个焦炉炉组由多个可互相引火的炼焦室组合而成，具有共用总烟道进行二次燃烧并与热回收装置相联通的炼焦生产单元。炼焦室具有炼焦煤同室加热、炭化和熄焦功能，在主燃烧室中以贫氧气分层、分隔燃烧层与结焦层，通过两侧立火道、底火道、分烟道与炉组总烟道相联接，在负压情况下实现二次燃烧，并实现炼焦煤上下与两侧四向加热成焦的一个封闭空间；在炼焦过程中经二次燃烧后的高温烟气，通过废热锅炉回收余热生产蒸气，并对其热能加以利用。一般配套发电机组用以发电，对热能回收利用后的尾气采用脱硫除尘加以净化处理，对熄焦废水采用沉淀工艺加以净化后实现循环闭路使用，不产生焦化废水外排，是一种新型的大容积焦炉。 21．清洁型热回收焦炉的优势 清洁型热回收焦炉与传统的大机焦炉相比，具有如下优势： （1）提高煤炭资源的综合利用水平。清洁型热回收焦炉配煤要求生产冶金焦焦煤配入量不大于 20％～25％，弱粘煤与无烟煤不低于 50％；生产铸造焦焦煤配
入量不大于 50％，弱粘煤与无烟煤配入量不低于 40％，与传统大机焦比，弱粘煤比例大大提高，还可以配入无烟煤用以炼焦。目前焦煤资源越来越少，有利于节约宝贵的肥焦煤资源。另外，肥焦煤与弱粘煤在价格上有明显的优势，每吨差价至少在 200 元以上，大大地降低了焦炭成本，以规模 60 万吨的焦化厂计，采用清洁型热回收焦炉炼焦用煤成本每年可降低 4800 万元以上，有力地提高焦炭企业的经济效益。同时可以较灵活地改变炼焦配煤和加热制度，并根据需要生产不同品种的焦炭，如高炉焦、铸造焦、化工焦等。 （2）减少环境污染，有利于环境保护工作实施。热回收焦炉采用焦炉炭化室负压操作，炉内负压低于-lOPa，调节烟气燃烧气氛并防止大气污染物向外泄漏，与传统的大机焦正压操作相比，杜绝了跑烟冒火，杜绝了原传统大机焦产生的苯化口等大气污染物外排，从而彻底改善了焦化厂大气环境。清洁型热回收焦炉熄焦水闭路循环使用，杜绝了废水外排。与传统大机焦比，不产生由于后序化生产工序而产生的含酚、含氰等焦化废水，彻底的改善了焦化厂所在区域的水环境。 （3）提高焦炭产品质量。由于采用大容积捣固炼焦，炼焦煤堆密度在O.98g／cm3以上，且由于扩大炼焦煤以外的弱粘煤、无烟煤的加入，更有利于控制焦炭的灰分、硫分，相较传统大机焦的焦炭产品质量更好。 （4）有利于减少基建投资和降低炼焦工序能耗。清洁型热回收焦炉与传统大机焦相比达到或超过传统大机焦的机械化水平，实现焦炉装煤、出焦、熄焦、捣固机械化，但是由于没有传统焦炉的化产回收、煤气净化、循环水、制冷站等工序，也没有污水处理等环境保护的尾部治理措施，生产过程能耗较低。同时，由于焦炉配套的辅助生产设施和公用设施少，建设投资低，建设速度快，一般情况下基建投资为相同规模的传统焦炉的 50％～60％，建设周期为 7～10 个月，生产全过程操作
浅析改善焦炭质量的措施
浅析改善焦炭质量的措施 作者: 董晓辉 单位: 技术质量部 日期： 2009年4月26日
浅析改善焦炭质量的措施 董晓辉 技术质量部原料科 【摘要】本文主要通过回顾了近年来为提高焦炭质量所做的工作，并结合攀钢新3#、4#焦炉建设中的新工艺来探讨改善焦炭质量的一些途径，进一步提出了一些改进的建议。 关键词：焦炭质量改善措施 1、前言 众所周知，焦炭在高炉炼铁中是最主要的组成部分，在高炉炼铁燃料技术研究中占有重要的地位，同时也对高炉炼铁技术的发展起着决定性的作用。近年来，攀钢的焦炭质量得到了稳步提高，2007与2005年相比（配煤比没有较大变化的情况下），焦炭全年水分从2.16%下降为1.33%，灰分从12.14%降低为11.89%，硫分从0.52%将为0.50%，冷态性能指标M10从82.19%上升到84.60%，其余各指标均保持稳定。焦炭质量较好地满足了炼铁生产需求，为生铁的稳步增产做出了重要贡献。但随着高炉大型化和富氧喷煤强化炼铁新技术的发展和应用，焦比大幅度下降，焦炭在高炉中停留时间加长，其料柱骨架作用更加突出，这对焦炭质量也提出了更高的要求。文章拟通过对有关改善焦炭质量工作的回顾及对炼焦新工艺的探讨，以期望对今后焦炭质量的提高提出一些改善措施。
2、提高焦炭质量的工作回顾 近几年来攀钢在炼焦工艺上进行了逐步调整，并引进了一些国内外先进的炼焦技术来促使焦炭质量的稳步上升。我认为目前攀钢焦炭质量的提高主要原因来自以下几个方面：（1）有针对性的进行焦炭质量对普通高炉冶炼钒钛磁铁矿的适应性研究；（2）把好原料关；(3) 优化备煤系统；(4)对配煤比的优化研究及更新配煤设备。 2.1有针对性的进行焦炭质量对普通高炉冶炼钒钛磁铁矿的适应性研究 由于攀钢采用的是普通高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿，所以一系列的研究就表明了普通高炉冶炼钒钛矿对冶金焦的质量要求不一样，因为冶金焦在钒钛矿高炉块状带下行的过程中，块度变化很小，大约平均块度直径仅减小5%左右。而在高炉块状带以下，焦炭除了承受机械力以外还要遇到一些叠加的其它劣化因素，对焦炭机械强度劣化起加剧的作用；另一方面由于钒钛磁铁矿结构致密，难还原，在高炉上部间接还原不强烈，故要求焦炭机械性能好、组织均匀、孔壁厚的特点。因此，攀钢煤化工厂自建厂以来就不断优化配煤比方案，确保焦炭质量能够满足钒钛磁铁矿的冶炼要求。目前攀钢一期焦炭M40平均已达到了76.5％以上、M10在8.0％以下，二、三期焦炭M40达85.0％以上、M10在7.0％以下，四期焦炭M40更是达90.0％以上、M10在6.0％以下的高水平，在攀钢高炉中起到了很好的骨架支撑作用，保证了高炉冶炼过程中料柱的透气性，确保了攀钢高炉的顺行。 2.2把好原料关 煤的质量好坏是直接关系到焦炭质量好坏的最根本因素，为此技术
浅析焦炭强度的影响因素
- - - 浅析焦炭强度的影响因素 杜为民 汝州天瑞煤焦化有限公司 2014年10月20日
浅析焦炭强度的影响因素 杜为民(汝州天瑞煤焦化有限公司467535) 摘要：焦炭质量受配合煤原料性质和炼焦工艺的影响。在制定配煤方案时,可以V-G作为主要参数,综合平衡V、G、Y、X等参数的影响，同时应严格控制入炉煤粒度、水分、堆比重、干馏温度等工艺指标,以改善焦炭物理性能。 关键词：焦炭配煤参数 汝州天瑞煤焦化有限公司年产焦炭100万吨，中冶焦耐设计大型捣固式焦炉，2011年12月开工，2013年8月投产。炼焦用煤由于受多种因素影响，煤种不固定，储煤量不稳定。煤种有平顶山张村主焦煤、瘦焦煤、瘦煤等；三门峡中硫主焦；山西高硫气肥煤、瘦焦煤等；陕西黄陵1/2中粘煤、1/3焦煤等。根据公司实际情况基本以张村主焦煤为主再辅以其它煤种进行配煤。通过一年来的生产实践，就配合煤V、G、Y、X等参数对焦炭质量的影响做一分析供大家赏析。 一、生产状况 1、煤质特点
2、几组生产数据2.1配合煤煤岩分析：
2.2配合煤煤岩分析： 2.3配合煤煤岩分析：
28.41 83 30.8 17.5 87.6 71.4 1.16 85.2 5.3 31.9 60.2 27.98 83 88.6 71.6 1.23 82.9 5.9 29.9 63.4 27.38 84 87.7 72.5 1.15 85.6 4.8 27.46 82 88.3 71 1.23 84.8 4.6 二、分析 要达到提高焦炭质量,可以从结焦机理等方面寻找途径。从结焦机理看,在干馏过程中煤质软化→熔融→膨胀→固化→收缩→成焦这一过程是必经的。在这一过程中,只要配合煤具有良好的熔融性、黏结性,使固体物质空隙填满,固、液体物质充分附着,是可以提高焦炭强度的。因此从生产试验结果可以看出,配合煤性质是影响焦炭质量的主要因素,是基础。只有合理调节配合煤质量才可得到需要的焦炭质量。 1、影响焦炭质量的煤质因素 1.1 配合煤煤化程度参数 代表煤化程度的指标有挥发分Vdaf和镜煤平均最大反射率Rmax。二者之间存在明显线性相关关系,其关系式为: Rmax= 2.35 - 0.041Vdaf 挥发分容易测定,且可按加成性计算，因此只需对挥发分重点分析。 在成焦过程中,挥发分Vdaf与收缩度α呈正相关系数,如图1所示。
工艺运行管理质量提升措施
工艺运行管理质量提升措施 冶炼工艺匹配及要求 重点管理项目 1、煤气回炉率根据入炉煤水分情况确定，水分每增加一个百分点，结焦时间延长30分钟，煤气压力增加5%。 2、脱硝系统稳定1# 2#炉车间热工当日规定的总烟道吸力指标。 3、均衡煤气横管压力，确保炉头煤气量及温度趋于平直线。 4、每天抽查煤饼高度和上部平整及压实情况。 5、根据焦炭气孔率实时调整熄焦水时间，熄焦车接焦均匀，焦台定点打火焦。 6、推、拦、装三车配合到位，严禁提前摘炉门及敞门时间过长。 7、按规定按结焦时间排计划，保证K1系数达标，对设备进行有计划维保，K2执行系数达到0.9%以上，确保K3系数≥0.8月均合格率达到95%以上，K3系数当日不达标必须追查原因。 原辅料购进及评价
1、每年六月份对所有原辅料进行一次使用情况评价，根据季节不同或工艺需要，及时调整质量指标，及时下发到采购科。 2、采购科根据生产部下达的质量标准，甄选性价比最优的合作供应商，按质按期供货。 3、在同等质量的前提下，采购科询价、比价后的结果须与生产部商定，二次确定质量符合工艺要求后签订采购合同。 4、部分原辅料，由于属于供货单位自行生产，需签订试用试验技术协议，试验成功后，签订正式供货合同。 5、使用过程中的质量评价，由使用单位根据消耗或工艺运行实际情况，做出及时反馈或季度、年度评价，上报生技科。 6、生产部每年会同采购科、综管部根据年度评价对需要更新、更换的原辅料进行统一招标。 日常检查重点 1、生产技术科人员每天1--2次对生产现场各关重岗位进行检查，及时纠正和解决存在的问题，对不符合管理标准的项目进行登记并按规定考核。 2、当日查出的问题，重要问题需在次日调度会上通报，需要技改或其它部门协同解决的，形成方案，限期执行实施。 3、周央子除每天对全厂关重岗位、重点工艺指标、主副产品生产质量、外发产品质量情况检查外，侧重焦炉车间工艺执行及冶炼产品质量情况，指导和协助炼焦提升管理。 4、梁来兵主要以配煤质量，入炉煤成本，经济价值核算、入炉煤质量，盐渣掺配情况，出炉焦质量预判断， 新配方研发外，并侧重于化产车间的日常工艺执行、副产品质量、收率等重点检查，指导和协助化产车间提升管理。 5、崔新杰主要以当日购进原、精煤质验收把关和原料、成品堆放、标识清晰、主副产品外发质量达标合格， 及时和经营沟通对接、新配方研发，最终实现来料质量稳定，配煤指标预判和结果指标接近，出厂产品100%合格。 精、原煤验收、卸车标准 一、精、原煤验收卸车标准：
焦炭生产工艺与技术指标(三)
20．热回收焦炉的工艺流程 热回收焦炉是指炼焦煤在炼焦过程中产生焦炭，其化学产品、焦炉煤气和一些有害的物质在焦炉内合理地充分燃烧，回收高温废气的热量用于发电或其他用途的一种焦炉。目前热回收焦炉已经进入《焦化行业准入条件(2008 年修订)》管理序列。 清洁型热回收焦炉是由多个焦炉组、热回收装臵、烟气脱硫除尘装臵以及尾气集中排放简组成；工艺流程采用捣固装煤、炉内引火、二次燃烧、负压运行生产；在连续炼焦过程中不产生焦化废水，并可实现余热有效回收利用和废气低污染排放的一种炼焦炉。每个焦炉炉组由多个可互相引火的炼焦室组合而成，具有共用总烟道进行二次燃烧并与热回收装臵相联通的炼焦生产单元。炼焦室具有炼焦煤同室加热、炭化和熄焦功能，在主燃烧室中以贫氧气分层、分隔燃烧层与结焦层，通过两侧立火道、底火道、分烟道与炉组总烟道相联接，在负压情况下实现二次燃烧，并实现炼焦煤上下与两侧四向加热成焦的一个封闭空间；在炼焦过程中经二次燃烧后的高温烟气，通过废热锅炉回收余热生产蒸气，并对其热能加以利用。一般配套发电机组用以发电，对热能回收利用后的尾气采用脱硫除尘加以净化处理，对熄焦废水采用沉淀工艺加以净化后实现循环闭路使用，不产生焦化废水外排，是一种新型的大容积焦炉。 21．清洁型热回收焦炉的优势 清洁型热回收焦炉与传统的大机焦炉相比，具有如下优势： （1）提高煤炭资源的综合利用水平。清洁型热回收焦炉配煤要求生产冶金焦焦煤配入量不大于20％～25％，弱粘煤与无烟煤不低于50％；生产铸造焦焦煤配入量不大于50％，弱粘煤与无烟煤配入量不低于40％，与传统大机焦比，弱粘煤比例大大提高，还可以配入无烟煤用以炼焦。目前焦煤资源越来越少，有利于节约宝贵的肥焦煤资源。另外，肥焦煤与弱粘煤在价格上有明显的优势，
焦炭质量评价指标
焦炭质量指标 焦炭是高温干馏固体产物，主要成分是碳，具有裂纹和不规则孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹多少直接影响到焦炭粒度和抗碎强度，指标一般以裂纹度（单位体积焦炭内裂纹长度多少）来衡量。衡量孔孢结构指标主要用气孔率（焦炭气孔体积占总体积百分数）来表示，它影响到焦炭反应性和强度。不同用途焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求 40 ～ 45% ，铸造焦要求 35 ～40% ，出口焦要求 30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。 焦炭强度用抗碎强度和耐磨强度表示。焦炭抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构裂纹或缺陷处破碎的能力，用 M40 表示；焦炭耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不形成碎屑或粉末的能力，用 M10 表示。焦炭裂纹度影响其抗碎强度 M40 值，焦炭孔孢结构影响耐磨强度 M10 值。 M40 和 M10 值测定方法我国采用德国米贡转鼓试验方法。 焦炭质量评价 1 、硫分：硫是生铁冶炼有害杂质之一，使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石； 3.5% 来自石灰石； 82.5% 来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫主要来源。焦炭硫分高低直接影响高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于 1.6% ，硫份每增加 0.1% ，焦炭使用量增加 1.8% ，石灰石加入量增加 3.7%, 矿石加入量增加 0.3% 高炉产量降低1.5 - 2.0%. 冶金焦含硫量规定不大于 1% ，大中型高炉使用冶金焦含硫量小于0.4 - 0.7% 。 2 、磷分：炼铁用冶金焦含磷量应在 0.02 - 0.03% 以下。 3 、灰分：焦炭灰分对高炉冶炼影响显着。焦炭灰分增加 1% ，焦炭用量增加 2 - 2.5% 。 4 、挥发分：根据焦炭挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于 1.5% ，则表示生焦；小于 0. 5 - 0.7%, 则表示过火，一般成熟冶金焦挥发分 1% 左右。 5 、水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使 M04 偏高， M10 偏低，给转鼓指标带来误差。 6 、筛分组成：我国过去对焦炭粒度要求：对大焦炉（ 1300 - 2000 平方米）焦炭粒度大于 40 毫米；中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但一些钢厂试验表明，焦炭粒度 40 - 25 毫米为好。大于 80 毫米焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。 焦碳用途具体指标如下： 固定炭83以上;硫0.5以下;挥发分1.5以下;灰分15左右 : 机制焦：{冶金用；试用于钢厂}； 捣鼓焦粒度8cm-150cm: {化铁水；用于电机壳、暖气片、机械配重的铸造}； 肥煤焦：{化铁水；用于电机壳、暖气片、机械配重的铸造}； 大块改良焦：{用于普通铸造；机械配件等粗略部件适用于2-3.5吨的炉型}； 定型焦粒度25cm：{用于普通铸造和稍严格的铸造产品；如水泵管件消防扣件等}； 固定炭85以上;挥发分1.5.;灰分13.5;硫0.5以下 :
配合煤指标对焦炭质量的影响
配合煤指标对焦炭质量的影响 在进行炼焦配煤操作时，对配合煤的主要质量指标要求包括:化学成分指标即灰分、硫分和磷含量，工艺性质指标即煤化度和粘结性，煤岩组分指标和工艺条件指标即水分、细度、堆密度等。 (1)配合煤的灰分 煤中灰分在炼焦后全部残留于焦炭中，配煤的灰分指标是按焦炭规定的灰分 指标经计算得来的，即 配煤灰分(A煤),焦炭灰分(A焦) × 全焦率(K, %) 不同用途的焦炭对灰分的要求各不相同，一般认为，炼冶金焦和铸造焦时，灰分为7%~8%比较适合，炼气化焦时，则为15%左右。 (2) 配合煤的硫分 煤中硫分约有60%~70%转入焦炭，因配合煤的产焦率为70%~80%，故焦炭硫分约为配合煤硫分的80%~90%。由此可根据焦炭对硫分的要求计算出配合煤硫分的上限。 (3)配合煤的磷含量 由于含磷量高的焦炭将使生铁冷脆性变大，因此生产中要求配合煤的含磷量低于0.05%，中国的冶金焦和铸造焦出口时，外商对磷含量的要求十分严格，气化焦对磷含量一般没有特殊要求。 (4)配合煤的煤化度 表述煤的变质程度最常用的指标是挥发分Vdaf和平均最大反射率 max，两者之间有密切的联系。确定配合煤的煤化度控制值应从需要、可能、合理利用资源、经济实效等方面综合权衡。配合煤的挥发分对焦炭的最终收缩量、裂纹度及化学产品的产量、质量有直接影响。
从兼顾焦炭质量以及焦炉煤气和炼焦化学产品产率出发，各国通常将装炉煤挥发分控制在28%~32%范围内。制取大型高炉用焦炭的常规炼焦配合煤，煤化度指标控制的适宜范围是 max,1.2%~1.3%，相当于Vdaf,26%~28%。但还应视具体情况，并结合粘结性指标的适宜范围一并考虑。气化焦用煤的挥发分应大于30%。 (5)配合煤的粘结性 配合煤的粘结性指标是影响焦炭强度的重要因素。各国用来表征粘结性的指标各不相同。常用的指标有煤的膨胀度b、煤的流动度MF、胶质层指数y、X和粘结指数G，这些指数大，表示粘结性强。多数室式炼焦配合煤粘结性指标的适宜范围有以下数值:最大流动度MF值为70(或100)~103ddpm，奥,阿膨胀度?50%，最大胶质层厚度y为17~22mm，G为58~72。气化焦对配煤的粘结性指标要求较低。配合煤的粘结性指标一般不能用单种煤的粘结性指标按加和性计算。 (6)配合煤的煤岩组分 配合煤中煤岩组分的比例要恰当，配合煤的显微组分中的活性组分应占主要部分，但也应有适当的惰性组分作为骨架，以利于形成致密的焦炭，同时也可缓解收缩应力，减少裂纹的形成。惰性组分的适宜比例因煤化度不同而异，当配煤的平均最大反射率 max,1.3时，以30%~32%较好;当 max,1.3时，以25%~30%为好。采用高挥发分煤时，尚需考虑稳定组含量。 (7)配合煤的水分 无论炼制何种焦炭，配合煤的水分一般要求在7%~10%之间，并保持稳定，以免影响焦炉加 热制度的稳定。对生产来说，水分高将延长结焦时间，配合煤的水分每增加1%，结焦时间延长20分钟，从而降低产量，增加耗热量。其次配煤水分过高，产生的酚水量增加。此外，在一般细度的条件下，当配合煤水分为7%~8%时，堆密度最小，对煤进行干燥可使堆密度增加，从而改善煤料的粘结性。
提高焦炉装煤水平的措施
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/3c7379497.html, 提高焦炉装煤水平的措施 作者：李斌 来源：《科技风》2017年第02期 摘要：焦炉生产中装煤操作水平的高低会直接影响碳化室内入炉煤的堆密度和装煤量， 进而影响焦炭的质量，本文提出了提高焦炉装煤操作水平的几项措施，能够有效地确保装煤量，提高入炉煤堆密度，达到稳定生产秩序、保证焦炭质量的目的。 关键词：焦炉；装煤；优化 在焦炉生产操作中装煤水平的高低直接影响着入炉煤的堆密度、焦炭质量等。装煤时偏析严重，煤颗粒混合不均匀造成焦炭内部结构不均，会造成装炉是煤尘过多，进而恶化装炉环境，污染生态环境，进而降低焦炭质量。加强对装煤过程的控制，能够提高入炉煤的堆密度，能够改善焦炭内部结构，提高入炉配合煤的结焦性，提高焦炭反应后强度。入炉煤堆密度越高，生产出来的焦炭冷强度数值越高，如M40，M10；而焦炭的反应性随着入炉煤堆密度的提高而降低。因此，根据焦化厂的生产实际，要增大入炉煤的堆密度，一方面要保证装煤量符合预定的装煤量；一方面也要加强推焦车与装煤车在装煤平煤过程中的配合，要求装煤车装煤时速度要快，装均匀，推焦车平煤时要压实、平头，不缺角。 一、确保装煤量 装煤车在煤塔受煤时要按顺序进行循环受煤，现焦化厂的煤塔受煤嘴普遍为3排，每排3-4眼，即在受煤时采用1排-2排-3排循环受煤方式，这是因为： 1）防止单一受一排煤，造成煤被放空，方配合煤再次送入煤塔时，容易造成煤料偏析，使入炉煤质量不均匀，进而影响焦炭质量。 2）防止因长期不使用某一排煤，其煤料变质或自然。 3）防止各排煤料煤质不均匀，对生产造成不良影响。 4）减少煤塔棚料现象。 同时要按照预定的装煤量指标进行受煤，采用煤塔秤技术，设置装煤标准值，对实时装煤情况进行读取、反馈。步骤如下 1）确定装煤车为空车状态。 2）进行受煤。
焦炭的品种及其指标
焦炭 一、焦炭定义 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 二、焦炭分布 从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。 三、焦炭用途 焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 真密度为 1.8-1.95g/cm3； 视密度为0.88-1.08g/ cm3；
焦炭质量标准与检验
焦炭质量标准与检验 焦炭现货市场的标准化程度较高，质量指标体系和检验方法都有国家标准依据，现货市场普遍接受，实际执行情况较好，争议解决方式也较规范。 一、焦炭国家标准符合现货市场的需求 1.焦炭国标按用途来构建质量指标体系 国家标准GB/T 1996—2003《冶金焦炭》设定了高炉冶金焦炭的质量指标体系，包含三类指标：一是灰分Ad、硫分St,d、挥发分Vdaf、水分Mt这些反映焦炭基本组成成分的指标；二是是冷态的抗碎强度M40和耐磨强度M10、热态的反应后强度CSR和反应性CRI这些反映高炉内工作强度和工况的指标；三是粒度、焦末这些反映物理大小和形态的指标。 2.焦炭质量的检验也有国家标准作为依据 焦炭的抽样、制样以及所有指标化验方法都有国家标准作为依据。其中，样品的采样、制备可依据GB/T 1997《焦炭试样的采取和制备》；焦炭水分、灰分、挥发分指标的化验可依据GB/T 2001—1991《焦炭工业分析测定方法》；焦炭的焦末和粒度指标的检测可依据GB/T2005—1994《冶金焦炭的焦末含量及筛分组成的测定方法》；焦炭的机械强度M40和M10的测定可依据GB/T 1996—2003《冶金焦炭》中的附录；焦炭硫分指标的测定可依据GB/T 2286—1991《焦炭全硫含量测定方法》；焦炭热性质指标的测定可依据GB/T 4000—1996《焦炭反应性及反应后强度的测定方法》。 二、现货市场企业和机构普遍采用和认可焦炭国家标准 现货企业普遍参照国家标准来签订贸易合同，按国标的质量体系来定义商品的质量等级。 1.焦化厂出厂检验，钢厂到货检验，质检机构委托检验 大型焦化厂通常以同一批出炉的焦炭作为一个检验批次，依国标的指标体系对焦炭进行全指标的检验。大型焦化厂一般都具备热性质指标的检验设备，能够保证对每个生产班组的焦炭检验一次CSR和CRI。一些中小型焦化厂不具备热性质指标的检验能力，当客户有特殊要求时，一般会委托其他机构代为检验。钢厂对外采购时，不同焦炭厂家的不同生产批次都算作不同批次。每一批次的焦炭入厂时，钢厂都对上述所有指标进行检。 2.焦炭质量指标检验存在误差
提高焦炭质量的一些措施
提高焦炭质量的一些措施 摘要：随着高炉的大型化和高喷煤低焦比操作, 对焦炭的质量要求逐步提高, 从炼焦工艺分析, 目前提高焦炭质量主要从原料的选择与预处理，焦炉加工工艺，焦炭的后处理等方面着手从未来发展趋势来看需要进一步提高工艺手段, 提高焦炭质量的针对性和有效性。 关键词：焦炭质量；炼焦；提高 伴随着高风温、高喷煤技术的日新月异, 高炉入炉焦比大幅下降, 焦炭作为热源、还原剂、渗碳剂尤其是骨架作用更加重要。改善焦炭质量, 对提高高炉冶炼操作及技术经济指标起着关键的作用。因而只有不断提高焦炭质量, 才能满足日益提高的高炉喷吹冶炼对焦炭质量的要求。然而, 我国焦炭质量的现状, 远远适应不了上述炼铁技术发展的要求, 成为制约其发展的一个主要因素。 1. 焦炭在高炉冶炼中的作用 由于高炉采用富氧喷煤技术, 焦炭在高炉冶炼中扮演的角色发生了很大的变化: 一方面, 喷吹燃料逐渐增加, 焦炭提供热量、作为还原剂和渗碳剂的功能逐渐下降; 另一方面, 伴随焦比的逐渐下降, 焦炭在高炉中滞留时间的延长, 焦炭在高炉料柱中的负荷也就逐渐增加, 其支撑骨架的作用就变得更加重要了, 要求焦炭有更高的强度、均匀的粒度和化学稳定性。所以, 最大限度地模拟焦炭在高炉冶炼中的运行过程, 确定相应的检验指标, 以达到提高焦炭质量的目标。 2.高炉富氧喷煤后对焦炭质量的要求 2.1 提高焦炭的冷态强度 为保证高炉操作顺行, 焦炭必须有足够的冷态强度。因为焦炭在高炉中不仅受到料柱压力、物料之间的相互磨擦等破坏作用, 还会受到热破坏作用及化学侵蚀( 如CO2、碱金属等)作用。焦炭中的细裂纹是应力集中处, 焦炭受到热、化学侵蚀及外力的作用, 就会使裂纹扩展而断裂, 形成较多小块焦, 这种小块焦进入风口回旋区进一步碎裂粉化, 将严重影响高炉操作。国内常用的冷态指标一般为M40、M10。生产实践证明, M40每提高1 % , 高炉利用系数可提高0.04 , 综合焦比可降低5.6kg; M10 每改善0.1 % , 高炉利用系数将提高0.025 , 综合焦比将降低3.5 kg。 2.2 提高焦炭的热态强度 高炉中焦炭强度随碳溶损失的增加而下降。实验表明当焦炭的碳溶损失< 20 % 时, 焦炭强度下降不太明显, 当碳溶损失>20 % 时, 则焦炭强度急剧恶化。大量喷吹煤粉后焦炭在炉身下部的碳溶损失约20 % ~ 35 % , 造成焦炭的劣化现象更严重。 2.3 焦炭平均粒度与粒度分布 根据高炉容积、所用原料情况及高炉操作制度, 对焦炭平均粒度有不同的要求。一般来讲, 炉容大、喷煤时, 希望粒度大些, 对粒度分布带要求尽可能窄( 即块度要均匀) 。研究表明,炉腹焦的算术平均块度一般在40 mm 左右时, 高炉利用系数及透气性指标较高。
主要炼焦煤 对焦炭质量 的 影响及要 求
主要炼焦煤对焦炭质量的影响及要求主要炼焦煤对焦炭质量的影响及要求 于振东孔祥伟 摘要:本文就我国煤炭资源现状和我省煤资分布～分析了主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响～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径。 关键词:焦炭炼焦配煤 引言 中国煤炭产量在世界产煤国家中名列第一～煤炭作为主要能源在我国国民经济中占有举足轻重的地位重视煤炭的高效、清洁生产和实现以煤炭为基础的化工产品的转化是世纪可持续发展的目标之一。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。 表一中国各大区的煤炭储量分布,2000年数据, 区名华北东北华东中南西南西北储量,%, 49.9 2.9 6.6 2.95 9.6 30 表二中国各主要产煤省的煤炭资源分布,2001年数据, 省区山西内蒙古陕西新疆贵州宁夏安徽云南山东河北储量25.9 22.3 15.4 9.6 5.2 3.2 2.5 2.4 2.3 2.3 ,%, 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气煤对焦炭质量的影响 气煤是一种变质程度较低的炼焦煤～在炼焦煤资源中所占比例最大～气煤的挥发分指标较高为28-37%～粘结指数在55-60之间～由于挥发分高生成的焦炭呈长条形状～并且有很多纵向裂纹、块度小、抗碎强度和耐磨强度均较差～一般在配煤炼焦时多配入气煤可增加产气率和化学产品回收率～同时能增加焦炭的收缩度减少膨胀压力。 3.2肥煤对焦炭质量的影响 肥煤是中等及中高挥发分的强粘结性的炼焦煤～它的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,20-28%粘结指数,20-65～和挥发分20-28%～、粘结指数50-65、胶质 层厚度?25的煤都是焦煤焦煤加热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瘦煤对焦炭质量的影响 瘦煤是一种高变质低挥发芬的中等粘结性的烟煤～粘结性指数在20-65之间～挥发分在10-20%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～因此瘦煤热分解温度高～焦化过程中能产生相当数量的胶体～