配煤方案.docx
5.2.1 配煤方案的说明及讨论木里庆华煤单独炼焦时所得焦炭块度稍碎，裂纹较少，表面较为粗糙，色泽一般，气孔稍多，粘结性稍显不足，熔融性一般。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰、硫、磷含量均很低（Ad=6.63%、St,d=0.27%、Pd=0.016%）；其冷态转鼓强度（M40=77.3%、M10=8.4%）达到国家二级冶金焦标准，热态强度（CRI=38.3%、CSR=45.8%）一般。总体上木里庆华煤所得焦炭除热态强度外，其余指标均达到或优于国家二级冶金焦标准，尤其是很低的灰、硫及磷含量。木里义海煤单独炼焦时所得焦炭块度较大，裂纹较多，色泽发暗，气孔多、质较轻、表面粗糙，粘结性不足，熔融性较差。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰（Ad=7.51%）、硫（St,d=0.23%）含量较低，均远优于国家一级冶金焦标准，磷含量稍高（Pd=0.032%）；其冷态转鼓强度（M40=60.8%、M10=17.5%）及热态强度（CRI=49.6%、CSR=28.4%）很差。总体上木里义海煤单独炼焦所得焦炭除具有较低的灰硫含量外，焦炭强度很差。方案1以青海煤为基础（木里义海和木里庆华），同时配加凯鸿煤保证配合煤的粘结性，考察焦炭质量。其配比是木里义海40%、木里庆华30%、凯鸿30%。从外观上看，该方案所得焦炭块度较碎，裂纹较多，色泽较好，气孔多、偶有蜂焦、质轻，粘结性好、熔融性一般。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰含量（Ad=9.07%）较低，远优于国家一级冶金焦标准，硫（St,d=0.64%）含量适中，接近国家一级冶金焦标准；焦炭冷态转鼓强度（M40=75.6%、M10=8.3%）及热态指标反应性（CRI=36.8%）、反应后强度（CSR=49.5%）一般，均接近国家二级冶金焦标准。总体上该方案所得焦炭质量一般，尤其是焦炭强度一般，仅接近国标二级冶金焦。方案2在方案1的基础上增加木里庆华煤的配比，用五虎山煤代替凯鸿，同时以大头羊（洗）煤降低挥发分，考察焦炭质量。具体配比为：木里庆华60%、五虎山30%、大头羊（洗）10%。从所得焦炭性状看：块度适中、均匀，裂纹较少，气孔稍多，色泽发亮，粘结性足、熔融性良好。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰（Ad=8.50%）含量很低，远优于国家一级冶金焦标准，硫（St,d=0.62%）含量适中，接近国标一级冶金焦；焦炭冷态转鼓强度（M40=80.1%、M10=7.4%）很好，达到国家一级冶金焦标准；热态指标反应性（CRI=32.5%）、反应后强度（CSR=50.3%）达到国家二级冶金焦标准。总体上该方案所得焦炭质量很好，所有指标均达到国家二级冶金焦标准，且灰含量和冷态转鼓强度均优于国家一级冶金焦标准。方案3青海煤（义海+庆华+大头羊）配入60%，同时以凯鸿和五虎山煤保障配合煤的粘结性，考察焦炭性状。具体配比为木里义海20%、木里庆华30%、五虎山20%、凯鸿20%、大头羊（洗）10%。从所得焦炭性状看：块度适中、均匀，色泽较好、呈银灰色，气孔少、结构致密、撞击金属声，粘结性足、熔融性良好。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰分（Ad=9.25%）含量较低，远优于国家一级冶金焦标准，全硫（St,d=0.72%）适中，达到国家二级冶金焦标准；焦炭冷态转鼓强度（M40=82.7%、M10=6.6%）和热强度（反应性CRI=29.5%、反应后强度CSR=56.1%）很好，均达到了国家一级冶金焦标准。总体上该方案所得焦炭质量很好，除硫含量达到国家二级冶金焦外，其它各项指标均优于国家一级冶金焦标准。方案4、5、6和方案 7所用青海煤（义海20%+庆华40%+大头羊10%）配入量为70%，同时分别配加30%的强粘结性煤，以保障配合煤的粘结性。从常规指标分析，4方案所得焦炭灰含量均很低，全部在9%以下，均远优于国家一级冶金焦标准，这与义海、庆华基础煤的灰含量很低十分不开的。从硫含量来看，4方案所得焦炭接近或达到了国家一级冶金焦。从所得焦炭机械强度分析，依据表7中数据，对M40、M10作图如下。 图1 机械强度的影响趋势由图中可知，配加30%的凯鸿、天斯图及五虎山时，焦炭冷强度均较好，全部达到国家二级冶金焦标准。但配加凯鸿和天斯图两煤种效果更佳，冷强度均达到了国家一级冶金焦标准，配加五虎山的两方案稍差。依据表7中热强度数据作图如下。 图2 热强度的影响趋势由图2中可知，配加30%的凯鸿、天斯图时，焦炭热强度较好，反应性CRI、反应后强度CSR达到国家二级冶金焦标准，但配加五虎山时，焦炭热强度较差，未达到理想目标。综合而言，配加70%的青海煤时，所得焦炭质量较好。凯鸿、天斯图、五虎山和五虎山（洗）四种煤比较而言，凯鸿和天斯图对焦炭的改善作用最佳，五虎山和五虎山（洗）相对较差。方案8配加70%的庆华煤，同时以凯鸿煤保证配合煤的粘结性，考察焦炭性状。具体配比为木里庆华70%、凯鸿30%。从所得焦炭性状看：块度适中、均匀，裂纹少，银灰色泽，气孔较少、结构较致密、撞击金属声，粘结性足、熔融性良好。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰分（Ad=8.55%）、全硫（St,d=0.60%）较低，达到国家一级冶金焦标准；焦炭冷态转鼓强度（M40=80.9%、M10=7.2%）很好，达到国家一级冶金焦标准，焦炭热强度（反应性CRI=33.7%、反应后强度CSR=53.6%）较好，达到国家二级冶金焦标准。总体上该方案所得焦炭质量很好，各项指标均达到国家二级冶金焦标准，尤其是很好的冷强度和很低的灰硫含量。方案9在方案4的基础上，以木里义海代替木里庆华，其余配比保持不变，考察焦炭性状。具体配比为木里义海60%、凯鸿30%、大头羊（洗）10%。从所得焦炭性状看：块度较大，裂纹较多，色泽发暗，气孔较多、质轻、表面较为粗糙，粘结性不足、熔融性一般。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰分（Ad=9.44%）、全硫（St,d=0.59%）含量较低，达到国家一级冶金焦标准；焦炭冷态转鼓强度（M40=77.4%、M10=8.3%）达到国家二级冶金焦标准，焦炭热强度（反应性CRI=38.4%、反应后强度CSR=42.2%）很差，未达到理想目标。总体上该方案所得焦炭质量除热强度较差外，其余指标均达到国家二级冶金焦标准。方案10采用方案5的配比，装炉方式采用顶装工艺，考察两种工艺对焦炭质量的影响。具体配比为木里义海20%、木里庆华40%、天斯图（洗）30%、大头羊（洗）10%。从所得焦炭性状看：块度较大，裂纹较多，色泽发暗，气孔较少、偶有蜂焦，粘结性稍显不足、熔融性一般。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰分（Ad=8.26%）、全硫（St,d=0.58%）较低，达到国家一级冶金焦标准；焦炭冷态转鼓强度（M40=78.5%、M10=7.8%）及热强度（反应性CRI=32.6%、反应后强度CSR=51.5%）较好，达到国家二级冶金焦标准。总体上该方案所得焦炭质量较好，各项指标均达到国家二级冶金焦标准，尤其是具有很低的灰硫含量。方案11采用方案1的配比，使用顶装工艺进行配煤炼焦试验，考察焦炭性状变化。其配比是木里义海40%、木里庆华30%、凯鸿30%。从外观上看，该方案所得焦炭块度适中，裂纹较多，色泽发暗，大气孔较多、表面较为粗糙，粘结性不足、熔融性较差。从表7焦炭质量分析结果看，焦炭灰含量（Ad=8.92%）较低，远优于国家一级冶金焦标准；硫（St,d=0.64%）含量适中，接近国家一级冶金焦标准；焦炭冷态转鼓强度（M40=71.2%、M10=9.4%）及热态指标反应性（CRI=39.3%）、反应后强度（CSR=46.2%）较差，均未达到国家二级冶金焦标准。总体上该方案所得焦炭质量一般，尤其是较差的冷热态强度。5.2.2 焦炭质量评价(1) 焦炭灰分、硫分和挥发分焦炭灰分是焦炭中的有害杂质，焦炭灰分愈高，焦炭性质愈差。因此，配合煤灰分应控制在较低的范围内。本次进行的捣固炼焦试验中，因义海、庆华、大头羊等青海煤灰含量很低，因此本次配煤所得焦炭灰分均很理想。所有11个方案的灰含量均在9.50%以下，远优于国家一级冶金焦标准。焦炭硫分也是焦炭中的有害杂质，硫含量愈高，焦炭性质也越差。本次捣固炼焦试验，虽然凯鸿、天斯图、五虎山煤硫含量很高，但由于青海煤硫含量很低，故本次配煤硫含量容易达到二级冶金焦标准。所有的11个方案焦炭硫分均低于0.80%，且多数方案的焦炭硫含量0.60%左右，达到或接近国家一级冶金焦标准。各方案的焦炭挥发分均低于1.50%，完全达到了出口冶金焦挥发分的指标要求（Vdaf在1.0%左右）。(2) 焦炭的转鼓强度焦炭转鼓强度与配合煤的粘结性、挥发分和装煤方案（炼焦工艺）等有关。配煤挥发分一定时，粘结指数越高，焦炭M10越好；配煤粘结性一定时，挥发分越低，焦炭M40越高，而采用捣固炼焦工艺又可弥补入炉料的粘结性和堆比重不足。由表7可以看出，义海单煤炼焦所得冷强度很差，抗碎强度M40仅为60.8%，耐磨强度M10达15%以上；庆华单焦冷强度也仅仅刚刚达到二级冶金焦（M40=77.3%、M10=8.4%）给本次配煤炼焦带来了极大的难度。经过精心研究，本次配煤所得焦炭中，仅2个方案未达到国家二级冶金焦标准，更有5个方案所得焦炭冷强度达到国家一级冶金焦标准，。(3) 焦炭的筛分组成焦炭的筛分组成分析主要是看其块度（粒度）指标如何，配入高变质程度（贫煤、瘦煤等）尽管会造成配合煤的粘结性下降，但对增大焦炭块度、减少裂纹有利。由表7可以看出，各方案焦炭块度适中，所得焦炭均达到了理想的块度指标。 (4) 焦炭反应性和反应后强度（热态性质）前已述及，CRI和CSR值在出口焦炭中越来越引起人们的重视，希望焦炭的CRI低，CSR高一些。本次进行的捣固炼焦试验项目，甲方希望达到焦炭热反应性CRI35.0%、热反应后强度CSR50.0%的目标。由表7的分析结果可以看出，木里义海和木里庆华单独炼焦所得焦炭热强度很差，尤其是木里义海单焦热强度未达到30%，庆华单焦热强度也仅有45.8%，给本次配煤工作带来了极大的难度。经过精心预测，本次配煤炼焦所得焦炭中，有6个方案热强度达到了国家二级冶金焦标准。第六章 结论与建议1 从常规指标分析，青海煤（庆华、义海、大头羊、大煤沟）具有特低灰、低硫的优良特点，在配煤中使用，可以有效降低焦炭的灰硫含量。凯鸿、天斯图、五虎山煤灰硫含量偏高，但其粘结性很强。2 从镜质组反射率分布图分析看，仅木里庆华、大头羊（洗）和五虎山（洗）存在少量掺混现象，其余煤种均较为单一。3 从单煤的二氧化碳反应活性看， 青海煤的反应活性很高，最低的庆华煤依然高达44.74%，不利于获得较好的焦炭强度。但高反应活性对煤炭气化有利。4 从炼焦结束后出焦时看，装煤铁箱基本不变形或膨胀变形幅度很小，说明本次配煤方案所用配合煤的膨胀压力较小，因此在工业生产上，用这几种煤配合炼焦，不会对炭化室炉墙造成太大的膨胀压力，可以保证正常炼焦生产。5 从顶装和捣固两种工艺来看，捣固炼焦可有效提高配合煤堆密度，同时显著提高焦炭冷热态强度，也有利于发挥青海煤的优势。6 从配煤炼焦所得焦炭质量看，有6个方案配煤炼焦所得焦炭达到或优于国家二级冶金焦标准，也满足了业主要求。7 凯鸿、天斯图（洗）、五虎山和五虎山（洗）四种煤相比，凯鸿和天斯图比较适宜与青海煤配合炼焦，五虎山煤相对较差。8 方案2、4、5和方案8青海煤（庆华+义海+大头羊）配入量达70%，所得焦炭各项指标较好，也满足了业主要求，推荐方案8、方案5为生产方案，方案2、方案4为备选生产方案。9 方案3青海煤配入量达60%，焦炭各项指标均很好，推荐作为备选生产方案。10 方案10采用顶装工艺，且青海煤配入量达70%，焦炭各项指标较好，推荐作为顶装生产方案。11 通过方案5和方案10的对比，在相同配煤比情况下，捣固焦炉的焦炭质量优于顶装焦炉。12 鉴于实验室研究在备料、配煤、工艺控制等操作上与将来大规模生产时可能存在的实际差距(主要指操作的精心程度和配煤准确度方面)，将来上述推荐方案真正用于工业实际生产时，必须严格操作，并认真检测所用原料的灰分、硫分、粘结性等主要指标，以保证原料的来源、质量的连续一致性，以求焦炭质量的稳定控制，使焦化厂获得更大的经济效益。焦化生产方案为5和8，备选方案为2、3、4、
