[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于煤灰高鉀、鈉含量的焦炭質(zhì)量預(yù)報(bào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710196177.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108664450B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐克亮;王超;武吉;劉冬杰;張杰;宋悅銘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/18
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/18;C10B57/04
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發(fā)明涉及一種基于煤灰高鉀、鈉含量的焦炭質(zhì)量預(yù)報(bào)方法，包括：1)確定煉焦配合煤條件；2)建立回歸方程Y＝b₀+b₁X₁+b₂X₂+b₃X₃，并進(jìn)行回歸方程顯著性檢驗(yàn)；2)根據(jù)生產(chǎn)要求確定閥值Y₀；3)測(cè)定煉焦用配合煤的灰分含量、灰分中Na₂O含量和K₂O的含量，分別代入回歸方程，計(jì)算出Y值；4)當(dāng)Y≥Y₀，認(rèn)為配煤灰分及堿金屬含量對(duì)焦炭質(zhì)量影響在可控范圍內(nèi)；當(dāng)Y＜Y₀，認(rèn)為該配煤方案不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，需調(diào)整高鉀、鈉煤配比，直至計(jì)算Y值≥閥值Y₀。本發(fā)明在滿(mǎn)足大型高爐生產(chǎn)用焦需求的同時(shí)，有效提高高鉀、鈉煤的配入比例，降低煉焦生產(chǎn)成本，填補(bǔ)了高鉀、鈉煤在冶金焦應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域存在的空白。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金焦生產(chǎn)中的配煤技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種基于煤灰高鉀、鈉含量的焦炭質(zhì)量預(yù)報(bào)方法。

背景技術(shù)

焦炭是高爐必不可少的原燃料，焦炭在高爐中作為還原劑并提供熱量，起到料柱骨架的作用。近年來(lái)，煉焦用優(yōu)質(zhì)原料焦煤的供應(yīng)日趨緊張，同時(shí)鋼鐵行業(yè)對(duì)原料成本的壓力，促使各焦化企業(yè)都在積極尋找其他廉價(jià)煤種來(lái)取代價(jià)格較高的煉焦煤。

煤中的鉀、鈉在高溫環(huán)境下會(huì)加速焦炭的碳熔反應(yīng)，以鉀為例，其化學(xué)反應(yīng)式如下：K₂CO₃+2C—2K+3CO，2K+CO₂—K₂O+CO，K₂O+CO₂—K₂CO₃。鉀、鈉能破壞碳原子間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，降低焦炭的熔損反應(yīng)開(kāi)始溫度，劣化焦炭的質(zhì)量。煤中的鉀、鈉隨焦炭進(jìn)入高爐后，高溫環(huán)境下會(huì)發(fā)生固相反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)的化合物，從焦炭的內(nèi)部軟化，與焦炭中層片排列有序化程度較高的結(jié)構(gòu)形成層間化合物，使層間距離增大，體積膨脹，迅速降低和破壞焦炭的熱態(tài)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而阻礙高爐的透氣性，降低高爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。鉀、鈉還容易在高爐中循環(huán)富集，侵蝕破壞高爐爐襯，造成高爐內(nèi)部結(jié)瘤，阻礙爐料的傳質(zhì)、傳熱及爐料的順利下降，使?fàn)t況不順。

高鉀、鈉煤在澳大利亞、印度尼西亞、我國(guó)部分地區(qū)都有一定的儲(chǔ)量，且價(jià)格低廉。目前，由于鉀、鈉對(duì)焦炭和高爐存在諸多的負(fù)面影響，高鉀、鈉煤主要應(yīng)用于鍋爐燃燒領(lǐng)域，應(yīng)用于配煤煉焦領(lǐng)域較少。

利用現(xiàn)有配煤技術(shù)結(jié)合灰成分分析技術(shù)，在保證冶金焦炭質(zhì)量前提下，可有效利用高鉀、鈉煤，從而實(shí)現(xiàn)充分利用廉價(jià)煤種煉焦。

專(zhuān)利號(hào)為CN 104312609 A的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種“控制煉焦煤堿度指數(shù)的配煤方法”，通過(guò)對(duì)煉焦煤的煤化度、焦炭光學(xué)組織結(jié)構(gòu)和堿度指數(shù)進(jìn)行分類(lèi)，通過(guò)控制配合煤的煤化度、焦炭光學(xué)組織結(jié)構(gòu)和堿度指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)煤質(zhì)。但是，該專(zhuān)利中沒(méi)有明確堿度指數(shù)的計(jì)算依據(jù)，根據(jù)其他參考資料顯示，堿度指數(shù)MBI＝(Fe₂O₃+K₂O+Na₂O+CaO)/(SiO₂+Al₂O₃)。其次，堿度指數(shù)是個(gè)比值，只能定性，不能定量，不能明顯地體現(xiàn)出鉀、鈉的實(shí)際含量。因此，利用堿度指數(shù)作為分類(lèi)指標(biāo)，弱化了鉀、鈉含量對(duì)焦炭劣化、高爐操作的影響；因?yàn)椋趬A度指數(shù)的計(jì)算過(guò)程中，其他堿性物質(zhì)的含量是鉀、鈉的幾倍，而在高爐操作中，鉀、鈉對(duì)焦炭的劣化作用明顯、對(duì)高爐操作的影響較大，而其他堿性物質(zhì)對(duì)焦炭劣化作用、高爐操作的影響要弱得多。該專(zhuān)利包括堿度指數(shù)在內(nèi)的幾個(gè)指標(biāo)對(duì)煤進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)不同類(lèi)別，要求不同的堿度指數(shù)，操作較為復(fù)雜，而且分類(lèi)是人為指定的，另外，該專(zhuān)利中未提及應(yīng)用高堿度指數(shù)煤對(duì)焦炭質(zhì)量的影響，未進(jìn)行預(yù)測(cè)，未與高爐應(yīng)用相聯(lián)系，因此，具有很大的主觀性，不利于推廣應(yīng)用。

文獻(xiàn)“在堿金屬催化作用下煤焦與CO2的氣化反應(yīng)”[動(dòng)力工程，2006年第1期]中，明確提出鉀對(duì)焦炭質(zhì)量的影響，但未提及配煤中如何應(yīng)用高鉀煉焦煤，更未涉及到對(duì)焦炭質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。