[發明專利]基于煉焦煤結焦性的煤質分類及配煤方法

有效

• 申請號: 201410195065.6
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103952166A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 鮑俊芳;王元生;薛改鳳;盛軍波;宋子逵;項茹;任玉明;張雪紅;周森林;陳鵬;詹立志;劉向勇;馮柏華;陳細濤;崔會明;尹秀麗;萬基才
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C10B57/04
• 分類號: C10B57/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 王和平

技術領域

本發明屬于冶金煉焦技術領域，具體涉及一種基于煉焦煤結焦性的煤質分類及配煤方法。

背景技術

結焦性是煉焦領域對煤的特定技術要求。傳統煤化學對結焦性的概念定義為：煤在工業焦爐或模擬工業焦爐的煉焦條件下，結成具有一定塊度和強度焦炭的能力。該定義較為抽象，對煉焦配煤實踐的指導性不強。國際煤炭分類標準表明，奧亞膨脹度、葛金指數和焦渣特征為國際公認的煤的結焦性指標；國內煤焦領域則認為粘結指數G值、膠質層厚度Y值和奧亞膨脹度b值為結焦性的主要指標，其中粘結指數G值、膠質層厚度Y值和奧亞膨脹度b值為定量指標，葛金指數和焦渣特征為定性指標。由于煤是一種組成、結構非常復雜且極不均一的有機生物巖，上述指標都只能代表煉焦煤某一方面的工藝特征，遠不能反映出成煤植物和成煤環境帶來的煤巖組分和鏡質組質量的差異；奧亞膨脹度、葛金指數、焦渣特征、粘結指數G值和膠質層厚度Y值是煤加熱狀態下表現出的工藝特征，具有表觀局限性，并未與煤的物質基礎、結焦行為和結焦結果相關聯，因此不能全面、科學地評價煉焦煤的結焦性。

也有煉焦企業采用單種煤小焦爐結焦試驗所得焦炭的冷、熱強度來判斷煤源的結焦性，但在煉焦生產實踐中發現，單種煤煉焦焦炭強度較高的煤參與配煤煉焦所得焦炭強度不一定就高，因此，該方法也存在局限性。其原因在于：單憑單種煤煉焦焦炭強度判斷結焦性，無法認識煤源的物質基礎和結焦行為，也不能表征該煤源與其他煤種之間的配伍行為。

項茹等公開了“一種揮發分介于27-29％之間煉焦煤的煤質評定方法”(專利號：ZL201010599983.7)，對某些揮發分介于焦煤和1/3焦煤之間的特殊煤種的分類有一定的參考作用，但該方法也容易出現誤判現象：例如該發明實施例2中的印尼煤：干燥無灰基揮發分(V_daf)為27.96％，膠質層最大厚度(Y)為21mm，鏡質組平均最大反射率1.15％；粘結指數G值為95；基氏流動度測定：開始軟化溫度410℃，最大流動度溫度為460℃，基氏流動度最大值為2ddpm；單種煤成焦后其顯微結構粗粒鑲嵌達70％，判定為焦煤。首先，該煤為特殊成因煤，鏡質組含量高達98％，G值高，但是由于鏡質組性質特殊，高溫流動性能差，基氏流動度最大值僅為2ddpm，成焦光學組織顯微結構易判定為粗粒結構，但實際上，該粗粒結構光學等色區尺寸已經遠大于粗粒結構的5～10um，已經向纖維化轉變，其實際粗粒鑲嵌結構是小于60％的，按照其設定的分類方法，該印尼煤應判為1/3焦煤。但如果按照1/3焦煤配用則又不能達到很好的配煤效果。另外，由于基氏流動度指標包含的軟化溫度、固-軟溫度區間和最大流動度等參數與結焦過程中煤大分子的熱解、中間相小球體的形成和長大等化學反應過程相關聯，且測試方法和設備規范，數據精確度高，根據現有的煤焦轉化中間相小球體理論，較高的基氏流動度有利于中間相小球體的生成和長大，即有利于光學各向異性組織結構的形成，該發明將“基氏流動度最大值＜1500ddpm”和“單種煤成焦后粗粒鑲嵌結構達60％以上”作為并列條件，同時變質程度指標“揮發分介于27～29％之間”，這從技術原理上來講是矛盾的，因此適用范圍及其有限。并且，目前煤炭市場混煤嚴重，如某不良企業的混煤(長期由肥煤和瘦煤混配大量對外銷售)，揮發份27.23％，鏡質組平均最大反射率1.24％，G值89，膠質層最大厚度(Y)為21mm，開始軟化溫度396℃，最大流動度溫度443℃，基氏流動度最大值15599ddpm；單種煤成焦后粗粒鑲嵌結構55％。按照該發明的分類方法，應劃為1/3焦煤，但如若由肥煤和瘦煤混配得到的該煤作為1/3焦煤大量使用，其中含有的瘦煤勢必造成配合煤中高變質煤比例過高影響焦炭耐磨性，或肥煤比例過高造成焦炭氣孔率偏高。

由于按現有技術劃分的焦煤、1/3焦煤、肥煤、氣肥煤、瘦煤和氣煤煤種的結焦性能特別是在配合煤中的結焦性能無法準確表征，而結焦性能又是煉焦煤最主要的性能，因此，充分認識和掌握影響煉焦煤的主要指標并依此進行分類指導配煤，對于冶金煉焦領域具有重要的意義。

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題是提供一種基于煉焦煤結焦性的煤質分類方法。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種基于煉焦煤結焦性的配煤方法。

為解決上述第一個技術問題，本發明采用的技術方案包括如下步驟：

1)確定影響煉焦煤結焦性的指標：將鏡質組平均最大反射率基氏最大流動度、固-軟溫度區間和焦炭光學組織結構確定為煉焦煤結焦性的指標；

2)測定單種煉焦煤的平均最大反射率基氏最大流動度、固-軟溫度區間和焦炭光學組織結構；