煤 种 | 工业分析/% | 基氏流动度 | G | 平均最大 反射率 /% |
Ad | Vd | St | 塑性范围/ ℃ | 最大流动度/ (℃/min) |
气煤 | 新汶 大屯 | 11.29 10.12 | 34.79 32.56 | 0.84 0.52 | 77 60 | 110 420 | 64 57 | 0.95 1.03 |
1/3焦煤 | 官桥 开滦 交口 | 8.33 12.24 9.00 | 36.40 30.56 26.39 | 0.72 1.01 1.60 | 76 85 117 | 300 5 000 30 000 | 82 83 95 | 1.11 1.19 1.16 |
肥煤 | 枣庄 | 8.82 | 30.45 | 1.83 | 120 | 40 000 | 94 | 1.05 |
焦煤 | 西山 临涣 | 10.75 11.93 | 19.2 21.28 | 0.76 0.58 | 97 106 | 1 500 5 000 | 96 89 | 1.33 1.34 |
瘦煤 | 淮北 | 10.98 | 19.29 | 0.51 | 60 | 1.0 | 16 | 1.56 |
进口澳洲焦煤 | 8.77 | 24.29 | 0.69 | 77 | 1 384 | 800 | 1.14 |
焦屑 | 14.17 | 3.26 | 1.23 | | | | |
表2 1997年小试原料的质量情况 |
煤 种 | 工业分析/% | 基氏流动度 | 奥亚膨胀度/ % | G |
Ad | Vd | St | 塑性范围/ ℃ | 最大流动度/ (℃/min) |
气煤 | 新汶 大屯 | 9.72 8.66 | 33.98 33.73 | 0.64 0.49 | 81 95 | 1084 858 | 13.8 13.7 | 73.7 67.6 |
肥煤 | 枣庄 | 13.23 | 32.78 | 1.60 | 108 | 15000 | 235.0 | 91.0 |
焦煤 | 天府 | 12.43 | 19.33 | 0.86 | 62 | 28 | 9.6 | 73.5 |
瘦煤 | 淮北 | 12.33 | 21.31 | 0.60 | 61 | 4 | -23.8 | 37.6 |
焦屑 | | 13.31 | 2.10 | 1.12 | | | | |
2.4 试验方案和配合煤质量 本试验第1组配煤方案是在公司常规生产三级冶金焦配煤方案基础上,添加3%焦粉的试验;第2组配煤方案是在添加3%焦粉后,进行的出口冶金焦验证试验;第3组配煤方案是焦粉的粒度试验。上述3组试验均是1996年在7kg试验焦炉上进行的,第4组配煤方案是参照1997年公司常规生产三级冶金焦配煤方案基础上,在20kg试验焦炉上进行的焦粉添加量试验。 表3和表4分别列出了1996年和1997年焦屑分析数据。表3是第一炼焦分厂三级冶金焦焦屑(<10mm)的粒度分布情况。 表3 1996年焦屑分析数据 |
粒度分布/mm | >5 | 5~2 | 2~1 | 1~0.5 | 0.5~0.2 | 0.2~0.1 | 0.1~0.08 | 0.08~0.006 | <0.006 | Mt/% |
筛焦楼 | 称重/g 占总重/% | 120 31.2 | 120 31.2 | 94 24.5 | 13 3.4 | 21 5.5 | 10 2.6 | 2 0.5 | 1 0.3 | 3 0.8 | 20 |
熄焦池 | 称重/g 占总重/% | 35 9.3 | 50 13.3 | 105 28.0 | 41 10.9 | 93 24.8 | 32 8.6 | 2 0.6 | 5 1.2 | 12 3.3 | 23 |
表4 1997年焦屑分析数据 |
粒度分布/mm | >5 | 5~2 | 2~1 | 1~0.5 | 0.5~ 0.2 | 0.2~ 0.1 | 0.1~ 0.08 | 0.08~ 0.006 | <0.006 | Mt/% |
第一炼 焦分厂 | 筛焦楼 | 占总重/ % | 46.9 | 15.5 | 25.9 | 1.9 | 5.2 | 3.3 | 0.1 | 1.2 | / | 21 |
熄焦池 | 0.0 | 5.6 | 77.3 | 2.3 | 10.3 | 3.7 | 0.2 | 0.6 | / | 23 |
第二炼 焦分厂 | 筛焦楼 | 占总重/ % | 25.0 | 19.6 | 29.0 | 1.4 | 2.5 | 17.3 | 2.1 | 2.1 | 1.0 | 22 |
熄焦池 | 21.3 | 22.2 | 31.4 | 5.6 | 15.8 | 1.2 | 0.1 | 2.4 | / | 23 |
从表3和表4焦屑的全水分含量工业分析数据来看,基本无太大差别,粒级分布虽有较大差别,但本次试验除第3组试验外均是在球磨粉碎 (0.2mm,>80%)基础上进行的。因此作同一原料,不分开考虑。 3 各组试验结果和讨论 3.1 第1组配煤试验讨论 从配合煤的分析及试验结果看,在本公司三级冶金焦常规配煤方案范围内添加3%焦粉是可行的。试验结果表明:添加3%焦粉,总焦产率有所增加,块焦率大大提高。焦炭质量中的抗碎性能(用M725表征)也有所提高。这与前述理论均是一致的,但焦炭质量中的耐磨指标(用M710表征)总体有所上升,即指标变坏。应用破碎理论,可把焦炭强度的转鼓指数看作一级破碎过程。根据焦炭的破碎特性,可分为体积破碎和表面破碎二种,体积破碎主要与焦炭的抗碎强度有关,表面破碎则主要与焦炭的耐磨强度有关。破碎是由裂纹引起的,要减少焦炭的裂纹,首要的保证条件是增强焦炭的基质,在配合煤煤质即基质受到制约的一定范围内,添加焦粉起到降低和缓解焦炭因收缩而引起的裂纹。焦粉的适量加入,焦炭体积破碎率下降。表观反映就是块度增加和抗碎强度增加,但添加焦粉也有不利之处,因焦粉基本无熔融状态,无粘结性,添加入配合煤是起骨架作用,它与配合煤(基质)是一对矛盾,会降低基质的粘结物总量。因此,在回配焦粉时要充分考虑到配合煤的煤质情况,进行适量的添加。 表5列出了第1组配煤试验方案的试验结果。 表5 第1组配煤试验方案及试验结果 |
项 目 | J-1-0-1 空白方案 | J-1-1 方案2 | J-1-3 方案1 | J-1-4 方案4 | J-1-0-2 空白方案 | J-1-5 方案5 |
配比/% | 气煤 1/3焦煤 肥煤 焦煤 瘦煤 焦粉 | 53 25 10 12 | 53 25 10 9 3 | 55 24 8 10 3 | 55 10 10 15 7 3 | 60 20 10 10 | 60 20 10 7 3 |
粘结指数G | 64.38 | 63.90 | 69.74 | 67.75 | 66.02 | 65.54 |
反射率/% | 1.11 | 1.06 | 1.05 | 1.07 | 1.09 | 1.04 |
(煤/焦)工 业分析 /% | Ad Vd St | 10.97/14.56 30.93/0.64 0.87/0.74 | 10.64/14.34 30.35/1.35 0.74/0.66 | 10.75/14.44 30.472.36 0.83/0.58 | 10.08/13.24 28.49/1.43 0.71/0.74 | 10.20/13.70 30.46/1.01 0.97/0.75 | 9.87/13.24 29.88/1.86 0.95/0.72 |
总焦产率/% | 67.10 | 68.05 | 67.76 | 68.15 | 67.24 | 67.95 |
块焦率/% | 20.78 | 67.73 | 63.88 | 56.56 | 25.24 | 70.68 |
鼓前>50mm量/kg | 2.59 | 4.21 | 3.85 | 3.77 | 2.58 | 4.18 |
鼓前<10mm量/kg | 0.16 | 0.15 | 0.06 | 0.10 | 0.16 | 0.15 |
焦炭 质量/ % | M725 M710 | 77.99 9.65 | 79.58 13.05 | 77.92 9.35 | 78.51 10.34 | 81.39 8.91 | 76.45 11.33 |
3.2 第2组验证配煤试验讨论 在三级冶金焦回配焦粉试验结果可行的情况下,从炼焦二分厂(5号焦炉)取原料煤进行了添加3%焦粉验证试验,用于炼制出口冶金焦,验证结果表明与设想基本一致。 表6列出了二级冶金焦验证配煤试验结果。 表6 验证试验结果 |
项目 | J-2-0 (常规方案) | J-2-1 方案7 | J-2-2 方案6 |
配比/% | 气煤 1/3焦煤 肥煤 焦煤 焦粉 | 20 30 20 30 | 30 20 20 27 3 | 13 30 12 42 3 |
基氏/(℃/min) | | 380℃~463℃ 111 | 380℃~468℃ 279 |
粘结指数G | 67.77 | 77.78 | 82.20 |
反射率/% | 1.19 | 1.12 | 1.15 |
(煤/焦)工 业分析/% | Ad Vd St | 8.96/12.92 29.30/1.35 0.86/0.76 | 9.09/12.82 27.66/0.97 0.81/0.72 | 9.00/12.80 27.18/0.98 0.80/0.74 |
总焦产率/% | 67.59 | 68.51 | 69.34 |
块焦率/% | 31.83 | 63.57 | 75.67 |
鼓前>50mm量/kg | 2.60 | 4.20 | 3.99 |
鼓前<10mm量/kg | 0.16 | 0.15 | 0.08 |
焦炭质量/ % | M725 M710 | 83.42 7.85 | 84.45 8.05 | 80.68 8.02 |
从表6所得试验的焦炭质量来看,与空白方案(J-2-0)相比,焦炭质量的指标值有所变坏,3%焦粉的添加量是适宜的,再多配入焦粉显然是不适合的,特别是肥煤的量在整个配合煤中起到举足轻重的作用。 第1组、第2组配煤方案的试验结果,单从焦炭质量(占入鼓量的百分比)来看,抗碎强度有所提高,耐磨强度有所下降(二级冶金焦的情况有所好转,这与基质有关),但从>50mm的焦炭绝对量来看添加焦粉与空白方案比,前者要多,<10mm的焦炭绝对量要少,也即是添加焦粉后焦炭的大块焦量增加焦屑量减少,见图1、图2。图3是块焦率比较(空白方案为J-1-0-1)。 图1 入鼓量(鼓前>50mm焦炭量)比较 图2 焦屑(<10mm)量的比较 图3 块焦率(>60mm焦炭)的比较 3.3 焦粉的粒度试验 焦粉的添加量为3%(重量),<3mm占100%,J-3-2方案(<0.2mm占16.30%)和J-3-7(<0.2mm占80%以上)方案的试验结果列于表7。 表7 焦粉粒度试验结果 |
项目 | J-3-0 (常规方案) | J-3-2 方案9 | J-3-7 方案7 |
配比/% | 气煤 1/3焦煤 肥煤 焦煤 进口焦煤 焦粉 | 30 10 40 20 | 35 12 30 20 3 | 30 20 20 27 3 |
总焦产率/% | 68.27 | 68.95 | 68.51 |
块焦率/% | 31.92 | 81.18 | 63.57 |
焦炭质量/ % | M725 M710 | 84.38 6.39 | 77.41 10.31 | 84.45 8.05 |
试验虽未添加粘结剂但增加了焦粉的细度(配方J-3-7)以后,在同量焦粉(3%)回配下,配合煤的煤质(基质)情况是配方J-3-7还不如配方J-3-2,但取得较好的焦炭质量。作为焦炭骨架的焦粉添加物,理论上认为可使焦炭气孔率减少,但其粒度要求在0.5mm以下,最好是<0.2mm的占80%,且要均匀地细分散在组份煤中,与组份煤紧密接触,方能收到最佳效果,试验证明焦粉的添加粒度是至关重要的。 3.4 焦粉的添加量试验 1997年根据炼焦一分厂的配煤方案(空白配方:J-4-0)在20kg试验焦炉上进行了焦粉添加量的试验,结果见表8。 表8 20kg试验焦炉焦粉添加试验结果 |
| J-4-0 | J-4-1 | J-4-2 | J-4-3 |
配比/% | 气煤 肥煤 焦煤 瘦粉 焦粉 | 50 28 12 10 0 | 50 28 12 6 4 | 50 28 12 7 3 | 50 28 12 8 2 |
配煤基氏 /(℃/min) | 412~531℃ 247 | 412~531℃ 298 | 421~528℃ 300 | 417~531℃ 300 |
粘结指数 | 73.39 | 76.47 | 77.70 | 78.95 |
(煤/焦) 工业分析 /% | Ad Vd St | 11.02/ 13.03 30.56/ 1.09 1.09/ 0.98 | 11.06/ 14.04 29.79/ 1.28 1.15/ 0.91 | 11.05/ 14.03 29.98/ 1.08 0.98/ 0.90 | 11.04/ 13.19 30.17/ 1.07 0.92/ 0.90 |
总焦产率/% | 68.13 | 75.05 | 71.86 | 70.82 |
块焦率/% | 55.26 | 64.93 | 65.78 | 64.38 |
鼓前>50mm量/kg | 11.82 | 13.50 | 13.40 | 12.73 |
焦炭质量/ % | M25 M10 | 75.83 14.10 | 79.30 17.34 | 80.46 15.44 | 82.29 12.83 |
从表8的20kg试验结果看,在现有配合煤煤质情况下(肥煤配量达28%,但1997年肥煤的煤质不如1996年,粘结指数从94降到91)添加焦粉,焦炭块度随焦粉加入基本上呈增长态势,焦炭质量的抗碎强度有所增加,焦粉添加量为4%时,其耐磨强度与空白比下降较多。因此,焦粉添加量不宜超过3%。 4 结 论 4.1 根据现有煤种情况,在常规散装煤工艺条件下的回配工艺添加适量焦粉(≤3%),在技术上是可行的。 4.2 回配焦粉,块焦率明显增加:在同样煤质情况下,不添加粘结剂,要保证焦炭质量,焦粉的细度是至关重要的。 4.3 用焦粉替代瘦煤有一定的经济效益,这为远离煤炭产地的焦化厂,提供了一条降本增效的可能途径。 |
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