一种调控强粘煤配比的配煤炼焦方法

摘要

本发明涉及一种控制强粘煤配比的配煤炼焦方法，其包括如下步骤：(1)计算调整前的配煤方案中各种强粘煤的胶质体质量特性C：(2)根据胶质体质量特性C和基氏最大流动度MF对强粘煤进行分类，并确定贡献系数：(3)根据调整前的配煤方案中待替代煤的镜质组平均随机反射率Rr和基氏最大流动度MF，选择替代煤；(4)根据如下公式确定替代煤在调整后的配煤方案中所占重量百分比；(5)调整比例。根据本发明所述方法调整配煤方案可保证焦炭质量的稳定范围，调整后的配煤方案与调整前的配煤方案相比较：DI15150的波动小于等于0.5，M40的波动小于等于0.5，M10的波动小于等于0.2。

权利要求

1.一种控制强粘煤配比的配煤炼焦方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按照如下公式计算调整前的配煤方案中各种强粘煤的胶质体质量特性C：胶质体质量特性 其中：

MF：基氏最大流动度，ddpm；

Tk：基氏固化温度，℃；

Tmax：基氏最大流动度温度，℃；

a：奥亚膨胀度的最大收缩距离，mm；

b：奥亚膨胀度的最大膨胀距离，mm；

T3：奥亚膨胀度停止膨胀温度，℃；

T2：奥亚膨胀度最大收缩温度，℃；

(2)根据胶质体质量特性C和基氏最大流动度MF对强粘煤进行分类，并确定贡献系数：(3)根据调整前的配煤方案中待替代煤的镜质组平均随机反射率Rr和基氏最大流动度MF，选择替代煤；

(4)根据如下公式确定替代煤在调整后的配煤方案中所占重量百分比：(5)如果调整后的配煤方案中各强粘煤所占重量百分比的加和大于调整前的配煤方案，则降低配煤方案中的非强粘煤的重量百分数，使调整后的配煤方案中各种煤的重量百分比的加和等于100％；如果调整后的配煤方案中各强粘煤所占重量百分比的加和小于调整前的配煤方案，则提高配煤方案中的非强粘煤的重量百分比，使调整后的配煤方案中各种煤的重量百分比的加和等于100％。

2.根据权利要求1所述控制强粘煤配比的配煤炼焦方法，其特征在于：步骤(3)中，根据调整前的配煤方案中待替代煤的镜质组平均随机反射率Rr和基氏最大流动度MF，选择替代煤的具体方法为：替代煤与待替代煤的logMF应处于步骤(2)中同一logMF范围内，替代煤的Rr与待替代煤的Rr的差值的绝对值小于等于0.1。

3.根据权利要求1所述控制强粘煤配比的配煤炼焦方法，其特征在于：所述强粘煤的定义是满足如下指标的煤：0.9≤Rr≤1.5，logMF≥1.5。

说明书

一种调控强粘煤配比的配煤炼焦方法

技术领域

[0001] 本发明属于配煤炼焦技术领域，具体涉及一种调控强粘配煤比的配煤炼焦方法。

背景技术

[0002] 配煤炼焦是把不同种类原煤按适当比例配合后经碳化得到具有一定质量要求焦炭的工序过程。炼焦煤种类及矿点繁多，应用配煤技术不仅可以保证焦炭质量稳定还可以
合理利用煤炭资源，节约优质炼焦煤。当前世界各国都面临优质炼焦煤资源稀缺而高炉的
大型化对焦炭质量及其稳定性的要求越来越高，而炼焦煤中的强粘结性煤越来越少并且矿
点多稳定性差的矛盾越来越突出，在中国尤为严重，考虑到经济性与实用性，国内外各钢铁
与焦化企业都在致力于配煤方案的研究，虽然方案千变万化，但配煤原理不外乎胶质层重
叠原理，互换性原理，共炭化原理这三种。胶质层重叠原理要求配合煤中各单种煤的胶质体
的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中能在较大的温度范围
内处于塑性状态，从而改善粘结过程保证焦炭的结构均匀。互换性原理认为焦炭质量取决
于炼焦煤中的活性组分与惰性组分含量，两种成分需要合理的质量与配比才可以保证焦炭
质量，单种煤的变质程度决定其活性组分质量，镜质组平均反射率是反映变质程度的最佳
指标。共炭化原理是在煤中加入非煤粘结剂促进煤炭化过程中的各项异性结构形成，为使
用弱粘煤炼焦提供了理论依据。目前生产企业指导生产常用的是以胶质层重叠与互换性配
煤理论为基础的经验配煤方法，即以气、1/3焦、肥、焦、瘦等种类的4‑12种不同矿点煤按一
定比例进行配合，其中肥煤、焦煤定义为强粘煤，并通过炼焦试验将焦炭质量相近的不同矿
点煤归为同一类别作为可互相替代使用煤种，再通过控制不同种类煤的比例达到配合煤的
指标要求(灰、硫、挥发份、粘结指数等)制定配煤方案。

[0003] 此配煤方法在使用强粘煤时忽略了煤本身的一个内在物理特性，是一种煤热解所形成胶质体的本质质量特性，在物理上可解释为塑性体的粘滞特性，该特性与结焦性及所
形成焦炭的炭质结构特点密切相关，但是往往不能被生产重视，原因是炼焦煤常用的粘结
性指标包括粘结指数、基氏流动度、奥亚膨胀度、胶质层指数等都是塑性过程中胶质体量与
质的综合体现，无法单独表征该质量特性，导致同一种类不同矿点的变质程度相近煤在互
相替代使用时所得焦炭的质量会出现波动，原因就是该物理特性在制定配煤方案时被忽
略。

[0004] 相关专利检索：1、“一种炼焦配煤方法”，(申请号CN200710052603.6)，采用气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤生产焦炭，并规定了各类煤在配煤使用中的镜质组最大反射
率Rmax特征区间与与集中度，以及各类煤的配比范围；2、“最大基氏流动度≤2000ddpm焦煤
煤质的评价方法”，(申请号CN201310228678.0)，对于MF≤2000ddpm的焦煤采用显微结构组
成，基氏最大流动度MF和膨胀度b进行评价，并设计了评价指数计算方法；3、“控制配合煤挥
发分的炼焦配煤方法”，(申请号CN201310472334.4)，通过气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦
煤将配合煤挥发分控制为26‑26.5％，通过挥发分与MF定义气肥煤与肥煤，通过挥发分与y
值将1/3焦分为3种，通过挥发分与G值将焦煤分为3种，再规定各类煤的总配比以及各小类
配比；4、“高膨胀低流动炼焦煤的配用方法”，(申请号CN201210389164.9)，公开了一种奥亚
膨胀度b为80‑150％、最大流动度MF<10000ddpm的高膨胀低流动炼焦煤的配用方法，选择优
质焦煤作为基准，再根据公式确定高膨胀度低流动度煤用量，公式中使用焦炭粗粒镶嵌结
构含量与膨胀度b作为评价参数；5、“建立表征炼焦煤流变性能模型的方法”，(申请号
CN201310128870.2)，公开了一种建立表征炼焦煤流变性能模型的方法，该方法包括如下步
骤：1)测定得出炼焦煤的流动区域F值；2)测定得出固‑软温度区间△t值；3)设定X1为流变
性指数，且令X1＝F×△t；4)通过流变性指数X1表征该炼焦煤的流变性能，X1值越大则表示
流变性能越强。以上专利都未涉及到本发明内容。

发明内容

[0005] 本发明提出了一种控制强粘煤配比的配煤炼焦方法，在制定配煤方案时，可以调节不同矿点的强粘煤进行互相替代，准确计算配煤方案中可替代强粘煤的配比，而达到稳
定控制焦炭质量的目的。

[0006] 本发明公开了一种控制强粘煤配比的配煤炼焦方法，其包括如下步骤：

[0007] (1)按照如下公式计算调整前的配煤方案中各种强粘煤的胶质体质量特性C：

[0008] 胶质体质量特性 其中：

[0009] MF：基氏最大流动度，ddpm；

[0010] Tk：基氏固化温度，℃；

[0011] Tmax：基氏最大流动度温度，℃；

[0012] a：奥亚膨胀度的最大收缩距离，mm；

[0013] b：奥亚膨胀度的最大膨胀距离，mm；

[0014] T3：奥亚膨胀度停止膨胀温度，℃；

[0015] T2：奥亚膨胀度最大收缩温度，℃；

[0016] (2)根据胶质体质量特性C和基氏最大流动度MF对强粘煤进行分类，并确定贡献系数：

[0017]

[0018] (3)根据调整前的配煤方案中待替代煤的镜质组平均随机反射率Rr和基氏最大流动度MF，选择替代煤；

[0019] (4)根据如下公式确定替代煤在调整后的配煤方案中所占重量百分比：

[0020] (5)如果调整后的配煤方案中各强粘煤所占重量百分比的加和大于调整前的配煤方案，则降低配煤方案中的非强粘煤的重量百分数，使调整后的配煤方案中各种煤的重量
百分比的加和等于100％；如果调整后的配煤方案中各强粘煤所占重量百分比的加和小于
调整前的配煤方案，则提高配煤方案中的非强粘煤的重量百分比，使调整后的配煤方案中
各种煤的重量百分比的加和等于100％。

[0021] 本发明中，

[0022] 所述强粘煤的定义是满足如下指标的煤：0.9≤Rr≤1.5(Rr为镜质组平均随机反射率)，logMF≥1.5(MF为基氏最大流动度)。其他则为非强粘煤。

[0023] 步骤(1)中，基氏最大流动度MF、基氏固化温度Tk、基氏最大流动度温度Tmax的测定根据行业标准MT/T 1015‑2006。

[0024] 奥亚膨胀度的最大收缩距离a、奥亚膨胀度的最大膨胀距离b、奥亚膨胀度停止膨胀温度T3、奥亚膨胀度最大收缩温度T2的测定根据国家标准GB 5450‑85。

[0025] 步骤(2)中，本发明利用基氏流动度与奥亚膨胀度指标构建的胶质体质量特性参数C可以间接表达胶质体质量特性，并且通过该指标对不同流动度范围的强粘煤进行了分
类，同一流动度范围内不同类别煤对结焦性质量贡献不同，因此根据大量实验研究与分析
确定了不同流动度范围内的不同类别强粘煤的结焦贡献系数。

[0026] 步骤(3)中，根据调整前的配煤方案中待替代煤的镜质组平均随机反射率Rr和基氏最大流动度MF，选择替代煤的具体方法为：替代煤与待替代煤的logMF应处于步骤(2)中
同一logMF范围内，替代煤的Rr与待替代煤的Rr的差值的绝对值小于等于0.1。

[0027] 步骤(5)中，当调整后的配煤方案中包含多种非强粘煤时，调整含量最大的非强粘煤，使得各种煤的质量百分比的加和等于100％。

[0028] 根据本发明所述方法调整配煤方案可保证焦炭质量的稳定范围，调整后的配煤方150
案与调整前的配煤方案相比较：DI15 的波动小于等于0.5，M40的波动小于等于0.5，M10的波
动小于等于0.2。

[0029] 有益效果

[0030] 本方法在制定配煤方案中充分考虑了强粘煤热解过程所形成胶质体的本质质量特性，并对该质量特性进行了间接表达，解决配煤生产中旧方案调整新方案时如何控制新
配入强粘煤的配比问题，并且该方法具有简单﹑准确﹑有效的特点。

具体实施方式

[0031] 某炼焦生产企业调整前配煤方案为：由来自官桥采矿点、平顶山采矿点、灵石采矿点1、灵石采矿点2、柳林采矿点、淮北采矿点六个采矿点的强粘煤按如下配比组成：

[0032] 根据行业标准MT/T 1015‑2006测定各强粘煤的基氏最大流动度MF、基氏固化温度Tk、基氏最大流动度温度Tmax；

[0033] 根据国家标准GB 5450‑85测定各种煤的奥亚膨胀度的最大收缩距离a、奥亚膨胀度的最大膨胀距离b、奥亚膨胀度停止膨胀温度T3、奥亚膨胀度最大收缩温度T2。

[0034]

[0035]

[0036] 其中，官桥采矿点的煤的Rr为0.72％，属于非强粘煤，其他5个采矿点的煤复合强粘煤的定义(0.9≤Rr≤1.5，logMF≥1.5)，属于强粘煤。

[0037] 依照调整前的现有配煤方案，采用顶装煤7米焦炉炼焦，结焦时间20小时，焦炭质150
量如下：DI15 ＝88.2，M40＝88.8，M10＝5.8。

[0038] 在炼焦过程中，现有配煤方案中平顶山采矿点、灵石采矿点2、柳林采矿点、淮北采矿点四个采矿点的强粘煤都已经用完，所以需要对现有配煤方案进行调整，按照本发明所
述的控制强粘煤配比的配煤炼焦方法调整后的配煤方案保证焦炭质量波动小。

[0039] 所述控制强粘煤配比的配煤炼焦方法，包括如下步骤：

[0040] (1)按照如下公式计算调整前的配煤方案中各种强粘煤的胶质体质量特性C：

[0041] 胶质体质量特性

[0042] (2)根据胶质体质量特性C和基氏最大流动度MF对待替代的4种强粘煤进行分类，并确定贡献系数：

[0043]待替代煤 logMF Rr％ C 强粘煤性质分类 贡献系数
平顶山 2.76 0.93 9.4 中流动度高膨胀性 1
灵石2 4.32 0.95 56.0 高流动度高膨胀性 1
柳林 2.25 1.35 4.2 中低流动度高膨胀性 1
淮北 2.72 1.18 12.5 中流动度低膨胀性 1.15

[0044] (3)根据调整前的配煤方案中待替代煤的镜质组平均随机反射率Rr和基氏最大流动度MF，选择替代煤：替代煤与待替代煤的logMF应处于同一logMF范围内，替代煤的Rr与待
替代煤的Rr的差值的绝对值小于等于0.1；最终选择用唐山采矿点替代平顶山采矿点，许疃
采矿点替代灵石采矿点2，贺柳采矿点替代柳林采矿点，沃伦采矿点替代淮北采矿点：

[0045]替代煤 logMF Rr％ C 强粘煤性质分类 贡献系数
唐山 2.98 0.92 20.7 中流动度低膨胀性 1.15
许疃 4.48 0.99 128.6 高流动度低膨胀性 1.05
贺柳 2.39 1.41 3.2 中低流动度高膨胀性 1
沃伦 2.56 1.23 7.3 中流动度高膨胀性 1

[0046] (4)根据如下公式确定替代煤在调整后的配煤方案中所占重量百分比：

[0047]

[0048] (5)由于调整后的配煤方案中各强粘煤所占重量百分比的加和大于调整前的配煤方案，因此降低配煤方案中的非强粘煤(官桥采矿点的煤)的重量百分数，使调整后的配煤
方案中各种煤的重量百分比的加和等于100％。调整后的配煤方案中各强粘煤的重量百分
比为：

[0049] 官桥 唐山 灵石1 许疃 贺柳 沃伦 总配比28.5％ 23％ 10％ 10.5％ 15％ 13％ 100％

[0050] 使用调整后的配煤方案，采用顶装煤7米焦炉炼焦，结焦时间20小时，焦炭质量如下：

[0051] DI15150＝88.5，M40＝89，M10＝5.7；

[0052] M40的重复性≤3.0；M10的重复性≤1.0(GB/T2006‑2008)；

[0053] DI15150的重复性：当DI＞80时，重复性≤1.5；当70