炼焦煤的煤岩特征对其结焦性质的影响

 随着煤岩测定技术的进步,炼焦煤的煤岩性质已在炼焦配煤中得到广泛应用。通过对多种单种煤和配合煤的煤岩特征以及对应的40 kg试验焦炉所炼焦炭的性质进行分析和比较,结果表明：单煤种的R0max在1.3%～15%间,所炼制焦炭的冷态机械强度（M40和M10）最好,其热性质（反应性CRI和反应后强度CSR）也较好;配合煤反射率分布图特征越接近正态分布,则所炼制的焦炭冷态机械强度（M40、M10）就较好,配合煤反射率分布图特征偏离正态分布越远,其焦炭热性质越差;40 kg试验焦炉所得焦炭的反应性CRI高,其反应后强度CSR较低,存在负相关线形关系。     

配煤灰分硫分与焦炭质量的相关分析

根据某焦化厂实测的配煤灰分、配煤硫分、焦炭抗碎强度以及焦炭耐磨强度,进行了配煤灰分、配煤硫分与焦炭质量的相关分析.分析结果表明:焦炭灰分和硫分分别与配煤灰分和硫分呈高度正线性相关关系:焦炭抗碎强度与配煤灰分呈高度负线性相关关系;焦炭耐磨强度与配煤灰分呈高度正线性相关关系.     

配加低阶烟煤在不同堆密度下炼焦焦炭热性能研究*

选取了鞍钢化工总厂常用的4种炼焦煤和神木长焰煤为实验煤种,采用2kg室式实验焦炉分别对单种煤和配合煤在三种堆密度下炼焦,所得焦炭按GB1997-89测定其反应性(CRI)和反应后强度(CSR).旨在寻求不同堆密度炼焦对焦炭热性能和长焰煤对捣固炼焦焦炭热性能的影响规律.结果表明:单种煤、配合煤炼焦的焦炭CRI都随着炼焦煤堆密度的增加而降低,CSR则提高;添加长焰煤炼焦对焦炭的CRI、CSR的总趋势是长焰煤配比越高则焦炭CRI越高,而CSR越低;但通过提高堆密度的方式炼焦,可以减小低阶煤对焦炭CRI和CSR的劣化.     

影响焦炭热性质因素的研究

利用13种粘结结焦性质指标相近的配合煤进行70 kg小焦炉试验,比较了所炼焦炭的热性质与矿物质催化指数、煤岩显微组分和焦炭光学组织的关系。结果表明:当配合煤粘结结焦性指标相近时,焦炭热性质主要由灰成分中矿物质催化指数MCI决定;煤岩显微组分含量也是影响焦炭热性质的因素之一;焦炭热性质中CSR不仅受CRI影响,而且受焦炭中光学各向异性指数OTI及光学组织含量的影响。该结论对指导配煤生产,稳定和提高焦炭热性质具有实际意义。     

大中型高炉用冶金焦常规质量指标的相关性分析

整理了业内大中型高炉使用的430余组冶金焦样本的常规质量指标(灰分A、硫分S、挥发分V、抗碎强度M40、抗磨强度M10、反应性CRI、反应后强度CSR),并进行了相关性分析。分析结果显示:在冶金焦炭常规质量指标中,CRI与CSR有高度负相关性,M40与M10有显著的负相关性,其余指标之间不存在显著的线性相关。在此基础上,通过降维处理,对河钢邯钢高炉用的14种焦炭进行了聚类分析,进一步验证了通过因子分析提取出的4个公共因子对冶金焦炭质量的描述与评价是全面、科学的,可为大中型高炉用焦的分类、搭配和使用提供指导。     

武钢焦炭质量现状及其改善方向

对焦炭质量的评价既要求灰分、硫分、转鼓指数M40和M10等常规指标，更要求焦炭在高炉内有碱金属存在条件下的高温性能CRI和CSR及焦炭显微结构中的∑ISO等指标。分析了武钢焦炭质量的现状和差距，提出改善武钢焦炭质量的方向和主要途径。     

国内外关于提高焦炭质量研究的最新进展

通过新日铁、蒂森*克虏伯、法国索拉克等公司的研究结果,详细介绍了焦炭反应后强度CSR与反应性CRI对高炉操作的影响,介绍了美国钢铁协会确定的高炉对焦炭质量指标的要求,煤的性质对焦炭CSR、CRI等性能的影响以及焦炭稳定性和硬度与高温强度之间的关系、CSR的预测模型、高煤比高炉对焦炭质量的要求和国内外对提高焦炭质量的研究状况等,并分析了鞍钢在焦炭质量方面与世界先进高炉之间的差距.     

干熄焦焦炭质量特性研究

采用微观和宏观技术手段研究了焦炭质量特性,分析了在6m焦炉140t/h的条件下干熄焦与湿熄焦的质量差异。试验结果显示,干熄焦和湿熄焦相比,灰分略有升高,抗碎强度M40提高,耐磨强度M10降低,焦炭反应性CRI降低,而焦炭反应后强度CSR提高。干熄焦和湿熄焦之间灰成分无明显差异,干熄焦焦炭的气孔率比湿熄焦低,干熄焦焦炭的显微结构各项异性指数OTI提高。研究表明,气孔率和焦炭显微结构的变化是焦炭冷热强度变化的内在原因,其中焦炭气孔率变化达到8.8％,是引起焦炭反应后强度变化的主要原因。     

强粘煤对焦炭质量影响差异研究

考察了工业指标相近的两种强粘煤对配合煤焦炭质量影响差异.研究发现,A煤样和B煤样分别在其配比为20!和22!时配合煤焦炭的CRI和CSR指标最优,A煤样系列配煤方案的焦炭冷、热强度指标均优于B煤样.热重分析与坩埚焦显微强度实验进一步探寻了两种强粘煤对焦炭质量影响差异的原因,该方法可为鉴别强粘煤煤质提供参考.     

武钢焦炭转鼓强度和配合煤指标之间关系的探讨

根据２０ｋｇ小焦炉试验结果，对武钢焦炭转强度和配合指标之间关系进行了一元回归分析和多元回归分析。结果表明焦炭转鼓强度和配合煤指标存在显著的线性相关关系，配合煤可燃基挥发份、粘结指数与粉碎细度的乘积对抗碎强度有显著影响，配合煤可烯基挥发份，粘结指数，粉碎细度，粘结指数与粉碎细度的乘积对耐磨强度有显著影响。     

提高焦炭抗碎强度M_(40)的实践

随着高炉的大型化,焦炭抗碎强度M40高低对高炉生产影响越来越大。本文对影响焦炭抗碎强度的各种原因进行了详细分析,通过调整配合煤细度、降低焦炭灰分、改善配合煤质量等措施,使焦炭抗碎强度得到显著提高,为高炉稳定顺行创造了条件。     

瘦煤配比对焦炭热性能及微观结构的影响

基于河钢唐钢工业配比,选取了3种配煤方案,研究了瘦煤配比变化对焦炭热性能及微观结构的影响。结果表明,随着瘦煤配比的增加,配合煤的挥发分降低,主要导致胶质体的黏度发生变化,对胶质体的量影响不大;焦炭的反应性(CRI)随瘦煤配比的增加呈先降低后升高的趋势,而反应后强度(CSR)先升高后降低;焦炭光学组织的各向异性指数(OTI)稍有增加;焦炭气孔率总体变化不大,但大气孔数量增加。炼焦配煤时需选择适宜的瘦煤配比,使结焦过程中的活性和惰性组分适当,进而生产高质量的焦炭,在取得可观经济效益的同时,对我国资源的合理利用具有深远的意义。     

白煤在配煤炼焦中的应用

 在2 kg试验焦炉开展配白煤炼焦试验,研究了煤粉改性剂（zzz）对配合煤、焦炭质量的影响。确定出白煤的最佳配加粒度、最佳配加量以及zzz的最佳配加量。通过试验确定出最佳配煤方案：白煤配加量达到8%（粒度小于3 mm）,zzz量配加0.10%。由最佳试验方案炼得焦炭的冷态强度M40、M10和热态性质CRI、CSR都可以达到南钢生产焦炭质量的水平。试验方案在南钢40 kg试验焦炉中进行也取得了很好的效果。     

安钢3~#高炉对焦炭质量的要求探讨

结合安钢3#高炉生产实践,分析了焦炭冷态强度、热态强度、灰分和硫分对高炉冶炼的影响。结果显示,对于安钢3#高炉,焦炭M40保持在89以上,CRI和CSR分别控制在小于22.5%和大于67%时,焦比能够长期稳定在较低水平,对高炉顺行有促进作用。     

太钢7．63m超大容积焦炉配煤结构研究

试验充分利用山西地区炼焦煤资源特点,采用7．63m焦炉制备了4350m^3特大型高炉应用的高质量焦炭。研究了单种煤常规煤质指标、煤岩参数与相应40kg焦炉焦炭质量的关系,探讨了5种炼焦煤煤岩参数等与40kg焦炉所炼焦炭冷态和热态强度。结果表明,在配合煤最大镜质组平均反射率约为1．34、活惰比约为1．7-1．8时,40kg焦炉所炼焦炭的M40和M10分别达到84％和6％左右,热态性能CRI和CSR分别达到19％和72％左右,并在7．63m超大容积焦炉上进行了相关工业实验研究。     

炼焦煤和焦炭特性

ALS Coal(前身是澳大利亚煤炭工业研究实验室(ACIRL))从事焦煤试验已有30余年,拥有2座350kg级中试规模和2座8kg级实验室规模的焦炉,主要开展炼焦煤的质量控制、新型炼焦煤资源的评估和澳大利亚煤炭工业资助的研究项目。研究表明,影响焦炭反应性的煤的特性包括煤阶、微观组分、灰分以及各种灰的化学成分。从焦炭反应性指数(CRI)和反应后焦炭强度(CSR)的试验结果可看出,大多数澳大利亚煤的这些特性在影响焦炭反应性变化的主要因素中占绝大部分比例(高达70%),而在焦炭反应性试验中观察到的其余变量影响程度很难量化。阐述了ALSCoal最近开展的一些研究项目的结果,项目测试了惰质体的可熔性、焦炭中未熔惰质体的尺寸分布、焦炭与CO2的反应对焦炭结构的影响,以及焦炭颗粒的形状和尺寸对焦炭反应性指数的影响。将这些项目的结果添加到焦炭试验结果的庞大数据库中,可以让ALSCoal更加全面地了解某种煤的性能是如何影响焦炭性质的,反过来焦炭的性质是如何影响焦炭固有的反应性和强度的。     

唐钢南区高炉3200m~3应对焦炭质量波动的生产实践

结合唐钢南区高炉的生产数据,分析焦炭冷态强度M40和M10、热性能CSR和CRI对高炉指标的影响。通过采取合理降低焦炭负荷、调整操作制度和热制度、加强原料和生产管理以及保持稳定的布料制度等措施,有效降低焦炭质量波动对炉况的影响。     

在配煤中添加煤粉改性剂对焦炭质量的影响

在南钢40kg实验焦炉开展配加非炼焦煤炼焦实验,研究了在配煤中添加煤粉改性剂(zzz)对配合煤、焦炭质量的影响。采取不同配量的改性剂添加方案进行配煤炼焦实验,通过实验确定出最佳配煤方案:非炼焦煤配加量达到15%(粒度小于3mm),煤粉改性剂添加量为0.10%。最佳配煤方案中添加改性剂与未添加改性剂炼出的焦炭质量相比,灰分、硫分基本保持不变,抗碎强度M40增加14.35%,耐磨强度M10下降6.00%,反应性降低5.5%,反应后强度提高5.93%,实验结果表明:焦炭冷态强度与热态性能指标均接近于南钢生产配煤焦炭质量。     

山钢1880 m3高炉用冶金焦性价模型研究及应用

已有生产实践表明，用评价顶装焦的方法评价捣固焦适用性较差。为了准确掌握捣固焦真实热态性能，实现捣固焦和顶装焦在高炉中的安全、经济使用，在研究现有焦炭评价方法及捣固焦结构特性的基础上开发了山钢高炉用冶金焦性价模型。该模型采用数据归纳分析和模糊综合评价的方法，将焦炭的10项常规指标(平均粒径、焦末(粒径小于25 mm)比例、全水分、挥发分、灰分、硫分、冷热态性质(M40、M10、CRI、CSR))和捣固焦的6项结构性指标(高温反应后强度CSR₁₃₀₀、光学组织指数OTI、显微强度MSI、结构强度SSI、假相对密度d、碳化学结构d₀₀₂)纳入模型，通过构建捣固焦6项结构性指标与冷热态4项性质指标(M40、M10、CRI、CSR)间的相互关系模型，对捣固焦冷热态4项性质指标进行修正，实现了捣固焦、顶装焦评价方法的统一。该模型已在山钢1 880 m³高炉进行应用，模型给出的预测结果对各类型焦炭的科学使用起到了指导作用。     

结焦时间对冶金焦热态性能的影响

焦炭的质量主要取决于配合煤质量和炼焦操作。配合煤质量和炼焦加热温度对焦炭质量的影响已有详尽论述，但结焦时间对焦炭质量的影响还没有深入的研究。塔塔钢厂的实验表明．焖炉可提高焦炭的平均尺寸和焦炭结构的致密性。焦炭经重大的结构变化．使其各向同性结构减少．粗粒和细粒镶嵌结构的数量增加。孔径减小。随着结焦时间的延长，焦炭的热态性能。即焦炭反应性（CRI）和反应后强度（CSR），均得到提高。