大比例气煤配煤炼焦技术研究

介绍了大比例气煤配煤炼焦技术研究和应用情况.实验室模拟常规炼焦煤破碎工艺条件试验表明,当配煤炼焦满足一定的工艺技术指标时,气煤单独炼焦所得焦炭的同性结构和惰性结构在配煤炼焦时会不同程度减少.在6m焦炉开展的大比例气煤配煤试生产攻关结果表明,合理提高气煤的配比至10％、16％、20％,焦炭质量能满足大高炉要求,其中热强度可达到64.4％以上,转鼓强度（M40）可达到87％以上,不仅可以降低焦炭灰分,而且还可以降低配煤成本,从而提高企业经济效益.     

攀钢配加气煤和瘦煤炼焦试验

为了在稳定焦炭质量的前提下丰富配煤结构,降低炼焦配煤成本,开展了配加气煤和瘦煤炼焦试验研究。试验根据攀钢西昌钢钒对焦炭质量的需求,利用胶质层重叠原理和按照煤阶相近替代的思路,制定了以气煤代替1/3焦煤、以瘦煤代替焦煤的配煤炼焦试验方案,并在200 kg焦炉上开展了炼焦试验。结果表明,以所选气煤、瘦煤代替1/3焦煤、焦煤配煤炼焦,随着气煤和瘦煤配比的增加,焦炭质量呈下降趋势,当气煤配比为15%、瘦煤配比为12%时,焦炭CSR为55%,对应生产焦炭质量能够满足高炉需求。     

降低炼焦配煤成本工业试验

为了在稳定焦炭质量的条件下降低炼焦配煤成本,西昌钢钒有限公司与攀钢集团研究院一起设计降低炼焦配煤成本200kg焦炉炼焦试验方案并进行试验。试验表明,在配煤中配加低价的气煤和瘦煤后,焦炭质量可达到要求。在200kg焦炉炼焦试验的基础上选择方案3开展工业试验研究,研究结果表明,在大幅增加气煤和瘦煤配比的情况下,焦炭反应后强度为61.57%,M40大于90%,达到了西昌钢钒对捣固焦炭质量的要求,且试验期配煤成本比基准期配煤成本下降39.24元/t,降成本效果明显。     

4.3m捣固焦炉配煤结构的优化与应用

济钢利用小焦炉试验—单孔试验—炉组试验平台,挖掘捣固焦炉的技术优势,系统进行了配煤炼焦试验,实现了捣固焦配煤结构中以低价煤源(气煤、气肥煤、瘦煤)为骨架的经济配煤方案,配煤成本降低92元/t,且焦炭质量保持稳定,满足了1 750 m3高炉用焦质量要求。     

6m焦炉增配省内气煤、气肥煤,降低配煤成本

为降低配煤成本,增加气煤、气肥煤等省内煤炭资源的利用量,提高煤气发生量,缓解焦炉煤气供应不足,济钢在小焦炉试验、工业试验的基础上,调整了6 m焦炉配煤方案,增配了10%的省内气煤、气肥煤,吨煤成本降低7.5元,年降配煤成本1095万元。焦炭质量水平变化整体上对高炉影响不明显,能满足高炉要求。     

捣固焦炉配加拜城煤的优化方案及生产实践

随着八钢2500m3的大高炉相继投产对焦炭质量的要求也在不断提高,而焦化又面临着优质的煤资源紧缺的严峻形势。八钢拥有的煤矿以肥煤为主,致使配合煤偏肥,焦炭气孔较多,气孔壁薄、焦炭耐磨强度较差。针对此问题八钢焦化厂通过40kg小焦炉配加新疆拜城煤进行配煤炼焦实验分析,提出了新疆拜城煤在捣鼓焦炉中配量的合理性,优化配煤结构,提高焦炭质量。     

中温沥青配煤炼焦试验与研究

利用试验焦炉进行了中温沥青配煤炼焦试验，结果表明，中温沥青在配煤炼焦时可以起到粘结剂的作用，配入适量的中温沥青后焦炭质量明显提高。保持基本相同的焦炭质量，配入中温沥青后可以适当减少优质焦煤、肥煤的配量，降低配合煤成本。     

配煤结构的优化试验及应用

为实施经济配料结构,利用40kg小焦炉进行了配煤结构的优化试验,确定了降成本配煤结构,焦煤配量由38%减少到了29%,瘦煤配量由10%提高到了14%,气肥煤配量由7%提高到了15%。应用表明,焦炭质量虽略有下降,但基本保持稳定,仍能满足高炉炼铁的需求,配煤结构成本降低了27.8元/t。     

1/3焦煤和气煤在首钢的应用实践

 为降低首钢京唐公司炼焦生产成本,采用300 kg试验焦炉分别对1/3焦煤和3种气煤进行了系统的配煤炼焦试验,分析了使用1/3焦煤和3种气煤后焦炭光学显微结构的变化,以及最终引起的焦炭强度的变化情况,通过试验得出在使用1/3焦煤或气煤替代强黏结性肥煤或焦煤时,1/3焦煤比例不大于10%,QM1、QM3(气煤1、气煤3)比例不大于7%,试验结果用来指导京唐公司炼焦生产,2019年节约炼焦配煤成本2 511万元,效益显著。所以,在炼焦配煤中适当提高低变质程度气煤和 1/3 焦煤的比例,对优化配煤结构和降低炼焦成本具有重要意义。     

配煤结构优化在7m焦炉上的实践

以小焦炉实验结果为依据,通过优化配煤结构提升了焦炭质量,得到当前煤源结构条件下适合7 m焦炉的最佳配煤比例(瘦煤17%,肥煤+1/3焦煤35%～38%,焦煤45%～48%)。研究结果表明:降低气煤配比可以有效增大焦炭粒度,但对焦炭冷、热强度影响较小;降低瘦煤配比对焦炭M40和CSR影响较小,但可以有效降低焦炭粒度,17%是瘦煤对M10影响的极限点;肥煤配加过多会影响焦炭的反应后强度,1/3焦煤配加过多会使焦炭的平均粒度变小,肥瘦比在2. 28～2. 61时,焦炭反应后强度最优。     

白煤在配煤炼焦中的应用

 在2 kg试验焦炉开展配白煤炼焦试验,研究了煤粉改性剂（zzz）对配合煤、焦炭质量的影响。确定出白煤的最佳配加粒度、最佳配加量以及zzz的最佳配加量。通过试验确定出最佳配煤方案：白煤配加量达到8%（粒度小于3 mm）,zzz量配加0.10%。由最佳试验方案炼得焦炭的冷态强度M40、M10和热态性质CRI、CSR都可以达到南钢生产焦炭质量的水平。试验方案在南钢40 kg试验焦炉中进行也取得了很好的效果。     

配煤炼焦试验研究

济钢焦化厂利用7kg小焦炉进行张庄气肥煤和邹县煤的炼焦试验及不同配比的炼焦试验，将试验结果用于指导生产，扩大了炼焦煤资源，降低了配煤成本，稳定了焦炭质量。     

Effect of Indian Medium Coking Coal on Coke Quality in Non-recovery Stamp Charged Coke Oven

The maximum possibility of utilizing the Indian coking coals and inferior grade coking coal for producing metallurgical coke through non-recovery stamp charging technology was investigated.Indian indigenous coals contained low percent of vitrinite(50%)and higher content of ash(15%)compared to imported coking coal.Therefore,the selection of appropriate proportion of different types of coals was a major challenge for coke makers.Coal blend selection criterion based on a single coefficient,named as composite coking potential(CCP),was developed.The use of increased proportion of semi-soft coal(crucible swelling number of 2.5)and high ash(≥15%)indigenous coal in the range of 20%-35%and 20%-65%respectively in the blends resulted in good quality of coke.Plant data of a non-recovery coke oven were used for developing and validating the model.The results showed that the coke strength after reaction(CSR)varied in the range of 63.7%-67.7%and the M40value was between 81.8and 89.3in both the cases.     

废焦油渣配型煤炼焦的试验研究

以2％的废焦油渣作粘结剂制备型煤,在40b小焦炉中进行配型煤炼焦试验研究,得出最佳配型煤比为20％,焦炭的冷热态强度均符合高炉冶炼要求,M40大于82％,焦炭反应后强度CSR在60％以上。     

40kg焦炉制备型煤铁焦的实验研究

为探索铁矿粉配比和煤种对铁焦制备的影响,以40kg焦炉实验方式进行了现场混合煤和1/3焦煤的铁焦制备。研究表明：在1/3焦煤配比为50%~90%（质量分数）范围内,以1/3焦煤:铁矿粉为9∶1的效果最佳,M40为54.3%,M10为8.8%,金属化率可以达到60%左右,所得焦炭反应性CRI为42.5%,提高铁矿粉配比,则铁焦内部孔洞尺寸和数目增加,M40指标下降,M10指标上升,但CRI指标增加。     

配加大剂量气煤改质炼焦

 为了降低焦炭成本、减少主焦煤、增加低价气煤在配合煤中的用量,以2种气煤、2种肥煤、2种焦煤、1种瘦煤和1种自主研发的煤粉改质剂为原料,在2 kg实验室炼焦炉上开展了大比例气煤改质炼焦试验。试验结果表明,当主焦煤配比低于50%,气煤配比达到35%时,所炼制焦炭的质量指标将急剧恶化,其反应性(CRI)大于36%,反应后强度(CSR)低于50%,不能满足中、大型高炉顺行需求;但在改质剂的作用下,使用气煤逐步替代主焦煤炼焦时,所炼制改质焦炭的热态强度指标均得到显著改善,尽管配合煤中气煤配比提升到45%,主焦煤配比降到40%,仍能生产CRI小于30%,CSR大于58%的改质焦炭。结合SEM、XRD和Raman检测分析焦炭微观层面的差异,结果表明,在炼焦配合煤中添加大剂量气煤,会增加焦炭气孔的数量和尺寸以及无定型碳含量,同时降低焦炭微晶单元的体积和致密度,导致焦炭反应性增加,反应后强度降低;添加改质剂后,上述现象在改质焦炭中可得到显著改善,并且高比例气煤添加下所炼制改质焦炭微观结构和组分的分布可达到高比例主焦煤配加下所炼制生产焦炭的水平。最后,通过工业性试验验证了在改质剂的作用下向炼焦配合煤中添加45%气煤生产优质冶金焦炭是可行的,找到了一种节约主焦煤、降低炼焦配煤成本的新方法。     

应用煤岩配煤进行非炼焦煤改性炼焦

 通过分析南钢炼焦煤的煤岩性质和40 kg试验焦炉所炼焦炭抗碎强度,确定了基于炼焦煤镜质组最大反射率的活性权函数方程,根据其活性权函数对各炼焦煤的活惰比进行了计算,得出焦炭抗碎强度[M40]最大时所对应的活惰比为2.53,即为南钢用煤的最佳活惰比。以最佳活惰比为目标,优化配煤,预测焦炭质量,从而为科学便捷地确定配煤比提供技术依据。同时对非炼焦煤进行改性,使非炼焦煤具有一定的活性,非炼焦煤在炼焦中的配加量达到10%以上,炼制合格的焦炭。