淺析從入爐煤管控來提高焦炭質(zhì)量的途徑

馮萍萍

【摘 要】 入爐煤質(zhì)量是影響焦炭質(zhì)量的主要因素之一，在配比既定的情況下，對入爐煤的質(zhì)量管理尤為重要，本文從入爐煤的粒度控制、配煤比的準(zhǔn)確性分析、入爐煤的水分控制以及通過配添黏結(jié)劑和瘦化劑來提高入爐煤的結(jié)焦性、煉焦煤的新技術(shù)---入爐煤預(yù)熱工藝的探討等方面探討了提高焦炭質(zhì)量的途徑。

【關(guān)鍵詞】 焦炭質(zhì)量 入爐煤粒度 入爐煤水分 結(jié)焦性

焦炭廣泛用于高爐煉鐵、沖天爐熔鐵、鐵合金冶煉和有色金屬冶煉等生產(chǎn)，作為還原劑、能源和供碳劑，也用于電石生產(chǎn)、氣化和合成化學(xué)等領(lǐng)域作為原料。焦炭質(zhì)量的好壞，不僅影響焦化企業(yè)自身的利益，還會對鋼鐵行業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響。影響焦炭質(zhì)量的因素很多，但影響最多的還是入爐煤性質(zhì)，當(dāng)煉焦用煤的配比既定的情況下，入爐煤的質(zhì)量管理尤為關(guān)鍵。本文從如何提高入爐煤質(zhì)量的幾個方面探討提高焦炭質(zhì)量的途徑。

（1）煉焦用煤的粒度控制。煤的黏結(jié)性不僅取決于煤化度和巖相組成，也取決于煤粒子的大小以及整個煤料的粒度分布，因此必須調(diào)節(jié)各種煤的粒度和粒度分布，使之處于最佳狀態(tài)。①優(yōu)化入爐煤的粉碎工藝。配合煤中各單種煤的性質(zhì)不同，一種煤的不同巖相組分性質(zhì)也不同，所以應(yīng)將煤粉碎均勻，然后才能煉出熔融良好、質(zhì)量均一的焦炭。入爐煤中黏結(jié)性好的煤和活性組分要進(jìn)行粗粉碎，以防止黏結(jié)度降低；黏結(jié)性差的煤和惰性組分要細(xì)粉碎，以減少裂紋中心。我公司是年產(chǎn)焦炭200萬噸的獨(dú)立的焦化企業(yè)，它的130萬噸焦化配煤系統(tǒng)采用部分硬質(zhì)煤二次粉碎的工藝，即先將硬質(zhì)煤進(jìn)行一次破碎，然后再按比例與其他煤種混合進(jìn)行二次粉碎，這有利于對單種煤的粉碎細(xì)度進(jìn)行合理控制，目前控制效果較好。②要控制好入爐煤的細(xì)?；途鶆蚧Ｈ霠t煤的粒度一般控制在<3mm的占90%左右，以保證各組分之間能夠混合均勻，使不同組分的煤粒子在煉焦過程中相互作用，相互填充間隙，相互結(jié)合，以確保得到結(jié)構(gòu)均勻的焦炭。煤粉碎粒度應(yīng)少含過大和過小的顆粒，一般希望小于 0.2-0.5mm的要盡量少。

（2）確保配煤比的準(zhǔn)確性。一般用不合格率來考核配煤比的準(zhǔn)確性，若以配煤前后揮發(fā)分相差不超過±0.7%，灰分相差不超過 ±0.3%作為考核標(biāo)準(zhǔn)，以一個周期內(nèi)的抽樣數(shù)據(jù)來計算，根據(jù)二項式定律，不合格率P的標(biāo)準(zhǔn)偏差為√P（1-P）/n，灰分和揮發(fā)分的總體最大不合格率為PX、Py，則該階段的配煤準(zhǔn)確系數(shù)為1-（PX+Py）。但是，通過不合格次數(shù)評定配煤的準(zhǔn)確性，不能從數(shù)值上反映出配煤指標(biāo)差值的統(tǒng)計范圍，為了確定差值的可能范圍，還需利用計算標(biāo)準(zhǔn)偏差與t分布來確定。

（3）加強(qiáng)對入爐煤的水分的控制，可以穩(wěn)定焦?fàn)t操作，改善焦炭質(zhì)量。入爐煤水分對結(jié)焦過程影響較大，通常水分每增加1%，結(jié)焦時間約延長20min，不僅影響產(chǎn)量，也影響煉焦速度。當(dāng)入爐煤水分降低到6%以下時，由于減少了煤粒表面水膜的表面張力，煤粒間的空隙容易相互填滿，故使入爐煤堆密度增大，還能使炭化室中心的煤料停留在100℃左右的時間縮短，從而可以縮短結(jié)焦時間、提高加熱速度，改善焦炭質(zhì)量。但在搗固煉焦時，配合煤水分偏低，搗固密度會出現(xiàn)下降的趨勢，嚴(yán)重時會出現(xiàn)塌煤，爐頂消煙車還會出現(xiàn)冒黑煙的可能增大，因此要區(qū)別對待。對于搗固煉焦，入爐煤水分可控制在10%左右。

（4）通過配添適量的如瀝青、焦粉等黏結(jié)劑和瘦化劑，提高焦炭質(zhì)量。為了改善煤的結(jié)焦性，在入爐煤中配入適量的黏結(jié)劑、瘦化劑和反應(yīng)性抑制劑等煉焦，是對配合煤的一種有針對性的特殊技術(shù)措施。其中，配入黏結(jié)劑可以改善焦炭強(qiáng)度和熱性質(zhì)，可以替代強(qiáng)黏結(jié)煤或增加非黏結(jié)煤用量，缺點(diǎn)是煉焦過程中生產(chǎn)的沉積碳較多，容易堵塞焦?fàn)t上升管，故只能少量配入；配入瘦化劑可以減少收縮系數(shù)，還能減少層間的收縮差，降低層間應(yīng)力。另外，對黏結(jié)性較強(qiáng)而揮發(fā)分偏高的，配以適量的細(xì)焦粉，可以在維持焦炭耐磨強(qiáng)度M10的前提下，提高抗碎強(qiáng)度M40和大于40mm的塊焦率。

（5）煉焦煤的新技術(shù)---入爐煤預(yù)熱工藝。入爐煤在入爐前用氣體熱載體或固體熱載體快速加熱到熱分解開始前溫度（150℃-250℃），然后再進(jìn)行裝爐煉焦，可以改善煤料的黏結(jié)性和炭化室結(jié)焦過程，還可以增加氣煤用量，提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力，改善焦炭質(zhì)量。實(shí)例表明：預(yù)熱入爐煤煉焦所得焦炭與同一煤料的濕煤煉焦相比，其密度大、氣孔小，常溫強(qiáng)度與熱態(tài)性能改善，平均粒徑為40-80mm粒級的百分率增加。此外，由于煤中部分不穩(wěn)定有機(jī)硫在預(yù)熱時能夠發(fā)生熱分解，從而使焦炭含硫降低；預(yù)熱入爐煤還可以使炭化室寬向爐料的溫度梯度減小，有利于降低半焦-焦炭層內(nèi)相鄰間的收縮應(yīng)力，從而減小焦炭裂紋。煤預(yù)熱技術(shù)雖然具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，但存在許多技術(shù)難點(diǎn)，還有待于煉焦工作者去開發(fā)、完善，使之更好的為我們服務(wù)。

焦炭質(zhì)量控制是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，除了對入爐煤的質(zhì)量控制，加熱過程中的工藝控制如煉焦方式、加熱的均勻性、結(jié)焦時間等也非常重要。只有從源頭抓起，采取各種有效的質(zhì)量管理措施，并在生產(chǎn)中推廣使用先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，才能保證了焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定和提高。

參考文獻(xiàn)：

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