维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ４ 燃料与化工 Ｊｕｌｙ ２００７ Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ Ｖ ｏ１．３８ Ｎｏ．４ 炼焦煤质量与焦炉加热制度对焦炭热性质的影响 任学延 程 炜（梅山钢铁有限公司，南京２１００３９） 张代林 郑明东（安徽工业大学，马鞍山２４３００２） 摘要：随着高炉冶炼强度及喷煤比的不断提高，炼铁生产对焦炭质量提出了更高的要求。焦炭的反应性和反应 后强度是考核焦炭质量的重要指标，影响焦炭反应性和反应后强度的因素很多．本文根据梅山的生产数据，从炼 焦煤的质量和焦炉加热制度２个方面对焦炭反应性及反应后强度的影响进行了分析。 关键词：炼焦煤加热制度焦炭热性质分析 中图分类号：ＴＱ５２２．１６ 文献标识码：Ａ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｏｋｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｎ Ｃｏｋｉｎｇ Ｃｏａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｃｏｋｅ Ｏｖｅｎ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｎ Ｘｕｅｙａｎ Ｃｈｅｎｇ Ｗｅｉ ｅｉｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３９，Ｃｈｉｎａ） Ｚｈａｎｇ Ｄａｉｌｉｎ Ｚｈｅｎｇ Ｍｉｎｇｄｏｎｇ（Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａ ｎａｓｈａｎ ２４３００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｒｏｎ－ｍａｋｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃ＇ｏａｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ，ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｎ ｃｏｋｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｂｙ ｉｒｏｎ—ｍａｋｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｃｏｋｅ ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｋｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｆｔｅｒ ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｖｅｒｉｆｙｉｎｇ ｃｏｋｅ ｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｃｏｋｅ ｒｅ— ａｃｆｉｉｆｔｙ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｆａｔｅｒ ｒｅａｃｔｉｏｎ。ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｄａｔａ ｆｒｏｍ Ｍｅｉｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｉｌｆｎｕｅｎｃｅ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏａｌ ｆｏｒ ｃｏｋｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｋｅ ｏｖｅｎ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｃｏｋｅ ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｆａｔｅｒ ｒｅａｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｏａｌ ｏｆｒ ｃｏｋｉｎｇ Ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｋｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ 高炉提高喷吹煤粉量是降低炼铁成本的重要举 １．２试验方法 措．高炉喷煤后．焦炭在高炉内作为支撑料柱的疏 参照ＧＢ／Ｔ４０００—１９９６《焦炭反应性和反应后强 松骨架作用显得尤为重要。焦炭的反应性和反应后 度的试验方法》。 强度是考核焦炭质量的重要指标，为了进一步稳定 １．３试验设备 及提高焦炭质量．满足高炉冶炼及提高喷吹煤粉量 采用北京科技大学研制的焦炭反应性及反应后 的需要，我们对焦炭的反应性和反应后强度指标更 强度试验设备．该设备能自动控制反应的温度和时 加重视。并结合日常生产数据重点进行了研究。 间，并可以记录失重曲线，试验结果准确可靠。 １试验方法 ２试验结果及讨论 １．１试验样品 ２．１焦炭反应性及反应后强度数据 试验样品是梅山１ 和 焦炉的生产焦炭，取 采集２００５年１—１１月份的焦炭反应性ＣＲＩ和 自煤焦站转鼓房；严格按照ＧＢ１９９７—８９《焦炭试 反应后强度ＣＳＲ数据共４９组，以时问为顺序对焦 样的采取和制备》进行制样。 炭反应性及反应后强度作图如图１。 收稿日期：２００７—０３—０７ 作者简介：任学延（１９６１一），男，高级Ｔ程师 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年７月 第３８卷第４期 Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ 燃料与化工 ｌ５ ３５ ＾ＣＲＩ ８Ｏ 由图２可以看出．配合煤灰分增加，焦炭反应 性ＣＲＩ升高，根据拟合趋势ＣＲＩ＝－２５．８７＋５．６５６Ａ Ｉ煤， 得出以下结论：配合煤灰分增加０．１个百分点，焦 堡３０ ． ＾广 ＿． 柙 ７５亩 ・ Ｕ 量２５ ７０ 印 ｃ ．Ｈ ６５莲 １５ ・～Ｖ ’ ’ 。 ６０鬟 ｌ０ ５５《 １－１０ ２－９ ３－９ ３－３０ ４’２７ ５－２５ ６－１５ ７－１３ ８－１０ ９－７ １０－１２ ｌ １－９ 时间 图１焦炭热强度随时问变化趋势图 由图１可以看出．２条控制线之内是焦炭ＣＲＩ 小于２８％、ＣＳＲ大于６４％的质量较好的焦炭。在 １～４月份几乎都在控制线之外，反应性在２８％～ ３２％。反应后强度在６００／０－－６４％．焦炭质量比较差； ５～７月份反应性基本在２２％～２５％，反应后强度基 本在６３％～７Ｏ％：８－９月份反应性在２４％～３Ｏ％，反 应后强度基本在６０％～７０％，波动范围比较大；１０～ １ １月份。均在控制线之内．反应性基本维持在 ２０％～２４％，反应后强度维持在６６％～７１％，此阶段 焦炭质量较好，而且相当稳定。 ２．２影响焦炭热性质的因素 从配煤指标上看，配煤灰分和配煤粘结性及配 煤的煤岩指标都是重要的影响因素。 ２－２Ｉ１配合煤灰分的影响 配合煤的灰分，在炼焦时不熔融、不粘结也不 收缩，它能降低煤的粘结性，增加焦炭的裂纹，而 且还会降低焦炭的机械强度和耐磨强度；另外配合 煤灰分将会全部转入焦炭．降低了焦炭的质量等 级，而且在高炉炼铁时会增高焦比，降低铁产量， 增加排出量。从而增加了生产成本。 趟 怄 骥 配合煤灰分∞ 图２ Ｃｌｕ与配合煤灰分的关系 将２００５年采集的配合煤灰分与焦炭反应性和 反应后强度数据作图。如图２、３。 炭反应性就增加０．５７个百分点。 ∞ Ｕ 鳗 也 鹾 配合煤灰分∞，％ 图３ ＣＳＲ与配合煤灰分的关系 由图３可以看出．配合煤灰分增加，焦炭反应 后强度ＣＳＲ降低．根据拟合趋势ＣＳＲ＝１０７．１— ４．５８５Ａ 煤，可以得出以下结论：配合煤灰分增加 ０．１个百分点，焦炭反应后强度就降低０．４６个百分 点。 由此可知，配合煤灰分是影响焦炭反应性及反 应后强度的主要因素之一Ｏ配合煤灰分在８．７５％～ ９．７５％范围内，灰分每增加０．１个百分点，焦炭反 应性增加０．５７个百分点，反应后强度降低０．４６个 百分点。 ２．２．２配煤中灰成分的影响 灰成分是影响焦炭反应性的重要因素。灰成分 对焦炭热性能的影响是通过灰成分对ＣＯ：反应性的 催化作用实现的．有些成分是正催化作用，如 Ｎａ２ｏ、Ｋ５０、ＣａＯ、Ｍ：ｓｏ、ｒ＇ｅ２ｏ￣和ＭｎＯ２等，有些 成分是负催化作用。即对ＣＯ：反应性的抑制作用， 如ＳｉＯ２、ＡＩ２Ｏ３和ＴｉＯ２等。 不同的灰成分对ＣＯ：反应性的催化作用不同， 将不同灰成分的催化作用采用不同的权重。能够更 好的反映灰成分对ＣＯ 反应性的影响。我们采用下 述的公式进行计算【ｌ】。得到催化指数（ＭＢＩ＊）对焦 炭反应性和反应后强度的影响。见图４、５。 ＭＢＩ‘： ，× Ｆ ｅＥＯ３＋ｌ．８５Ｋ，Ｏ＋２．２Ｎａ ２０＋１．６ＣａＯ＋１．９１ＢａＯ＋０．８３ＭｇＯ＋０，９ＭｎＯｚ．． Ｓｉ０２＋０．４１Ａ１２０３＋２．５Ｔｉ０２ 从图４中可以看出，焦炭灰成分催化指数与焦 炭反应性呈现一定的变化趋势。随着催化指数变 维普资讯 http://www.cqvip.com
１６ 燃料与化工 Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ Ｊｕｌｙ ２０ｏ７ Ｖｆ】ｌｌ３８ Ｎｏ．４ 大，焦炭反应性也逐渐变大．呈现一定的带状分 山西的强粘煤热性质比较好．冷强度稍微差：华东 地区的强粘煤冷强度比较好，热性质比较差。确保 布。焦炭反应性大于３０％以上，其催化指数均较 高，大部分在４．０以上。 山西强粘煤的配入量能够保障焦炭的热性质。山西 强粘煤和华东地区强粘煤的合理搭配，既可以保证 焦炭的热强度又能保证焦炭的冷强度，为高炉冶炼 薹 圈４催化指数对焦炭ＣｌＵ的影响 塞 髓 鼎 １ｌ娶 氆 蠼 圈５催化指数对焦炭ＣＳＲ的影响 从图５中可以看出．焦炭灰成分催化指数与焦 炭反应后强度呈现一定的变化趋势．随着催化指数 变大．焦炭反应后强度逐渐降低．呈现一定的带状 分布。 ２．２．３配煤煤岩指标的影响 镜质组反射率是表征煤化度的重要指标．镜质 组反射率分布图也是用来评价煤质．指导配煤和预 测焦炭强度的重要手段。 选取９月２８日（ＣＲＩ＝２７．３０％．ＣＳＲ＝６４．１７％） 和１Ｏ月１９日（ＣＲＩ＝２２．４５％．ＣＳＲ＝６９．４１％）２个 热强度相差比较大的配合煤，分析其反射率分布 图．我们可以看出：在反射率Ｒ＝Ｉ．１０时，图６与 图７相比凹口较深，图７的正态分布要好于图６。 ２．２．４炼焦煤种分析 炼焦煤都有着各自不同的结焦特性和作用，单 种煤质量变化是影响焦炭热强度变化的根本原因。 合理的配煤结构才能保证焦炭质量稳定。 根据单种煤小焦炉试验及炼焦配煤试验，发现 提供更好的骨架支撑作用。 圈６ ９月２８日配合煤反射率分布圈 圈７ １０月１９ Ｅｔ配合煤反射率分布圈 通过优化配煤．使各个煤种充分发挥各自的特 点．才能生产出低灰、低硫、冷强度高和反应性 ＣＲＩ＜２８％、反应后强度ＣＳＲ＞６４％的优质焦炭。 ２．２．５结焦时间的影响 ： 结焦时间是指从煤装入焦炉到焦炭推出焦炉的 时间，结焦时间可以根据焦炭需求和焦炉生产状况 进行调节。２００５年１ 、 焦炉结焦时间共进行了４ 次调整．１月份开始为１８ｈ，４月份２６日后为１９ｈ， ９月８日后为１８．５ｈ．１１月２１日后为１９ｈ。 根据不同时期结焦时间对焦炭反应性和反应后 强度数据进行分析，焦炭反应陛ＣＲＩ及反应后强 度ＣＳＲ与结焦时间的关系。见图８，９。 从图８中可以看出．随着结焦时间延长，ＣＲＩ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年７月 第３８卷第４期 Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ 燃料与化工 ｌ７ 呈下降趋势。根据拟合趋势线取中值。结焦时问从 １８ｈ提高到１９ｈ，ＣＲＩ从２８．５５％降低到２５．０５％，降 低了３．６％。 响焦炭热性质的主要因素。 薹 量 Ｏ 圈９结焦时间对ＣＳＲ的影响 结焦时间，ｈ 圈８结焦时间对ＣＩＵ的影响 （２）配合煤灰分在８．７５％～９．７５％时，灰分每 增加０．１个百分点，ＣＲＩ增加０．５７个百分点。ＣＳＲ 从图９中可以看出，随着结焦时间的延长，焦 降低０．４６个百分点。 （３）结焦时间提高ｌｈ，ＣＲＩ降低３．６个百分 点．ＣＳＲ提高３．８个百分点。 炭反应后强度ＣＳＲ呈上升趋势。根据拟合趋势线 取中值，结焦时间从１８ｈ提高到１９ｈ。反应后强度 从６１．４３％升高到６５．３６％，上升了３．８％。 可见结焦时间是影响焦炭热强度的重要因素。 （４）配合煤的反射率分布图可以反映焦炭强 度的变化。 参考文献 【ｌ】杨俊和，冯安祖，杜鹤桂．矿物质催化指数与焦炭反应性【 ．钢铁， 结焦时间提高１ｈ。焦炭反应性ＣＲＩ降低３．６个百 分点。焦炭反应后强度ＣＳＲ提高３．８个百分点。 ３结论 （１）配合煤的灰分、灰成分和结焦时间是影 ２００２，３６（６）：５－９． 刘晓明编辑 迈尔兹窑煤粉制备除尘系统的安全对策 吴绍军 （中冶焦耐工程技术有限公司，鞍山１１４００２） 王商峰 （山东兖矿国际焦化有限公司，兖州２７３５００） 迈尔兹窑煤粉制备系统为原料煤经磨煤机磨细 后。与热风发生炉出来的高温气体混合．形成煤粉 煤的含水量有关，原料煤的含水量在１０％时，露 点温度达到７０℃。 与高温烟气的混合气体，通过热交换，使煤粉得到 干燥。混合物中的煤粉通过袋式除尘器收集作为迈 （３）煤粉粒度细、含水量很低。成品煤粉要求 粒径在２００１．Ｌｍ以下，其中粒径小于９０ ｍ的占 １０％。原料煤粉通过与烟气的热交换，使水分充分 尔兹窑用燃料，同时将废气排气。煤粉属于易 燃易爆物质，在工程设计和操作管理时，必须采取 有效的防范措施。以防止发生爆炸事故。 蒸发．成品煤粉的含水率小于１％。 （４）混合气体中煤粉浓度较高，进入袋式除尘 器的混合气体中煤粉最高浓度可达５００ｇ／ｍ 。混合 １煤粉制备的烟气特性 （１）混合气体温度较高，最高可达９０℃。 （２）混合气体的露点温度高，露点温度与原料 收稿日期：２００６—１２—２２ 气体的成分：Ｎ２为５４％；０２为１０％；ＣＯ２为３％； Ｈ２０（蒸汽）为３３％。 （５）混合气体的质量与煤粉的产量有关，每小 作者简介：吴绍军（１９６０＿），男，高级Ｔ程师
