煉焦配煤(煉焦配合用煤的一般標(biāo)準(zhǔn)要求!)
1、單種煉焦煤的結(jié)焦特性及其在配煤中的作用
(1)氣煤:氣煤在加熱時(shí)能產(chǎn)生較多的膠質(zhì)體。但這種膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性差,容易分解。氣煤由半焦轉(zhuǎn)變?yōu)榻固繒r(shí),產(chǎn)生大量揮發(fā)物,因此收縮度大,形成焦炭縱裂紋多,塊度小,機(jī)械強(qiáng)度較低。但在配煤中配入氣煤,可以增加化工產(chǎn)品的回收率,降低煤的膨脹壓力。
(2)肥煤:肥煤在加熱時(shí)能產(chǎn)生大量膠質(zhì)體,熱穩(wěn)定性較好,所以成焦時(shí)熔融性良好;但是由于肥煤成焦時(shí),其內(nèi)部應(yīng)力未及松弛,會(huì)產(chǎn)生較多的橫裂紋。肥煤在配煤中的作用很重要,被認(rèn)為是基礎(chǔ)煤,因?yàn)樗哂泻軓?qiáng)的粘結(jié)力,可以粘結(jié)一部分弱粘煤煉成強(qiáng)度較好的冶金焦炭。
(3)焦煤(通常稱主焦煤):煉焦煤具有中等揮發(fā)分與中等膠質(zhì)層,單獨(dú)煉焦時(shí)形成熱穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體,能煉制成塊大,裂紋少,耐磨性好的焦炭。在工業(yè)不發(fā)達(dá)時(shí)常用它單獨(dú)煉焦。但在現(xiàn)代室式焦?fàn)t中用焦煤單獨(dú)煉焦時(shí),由于收縮小,膨脹壓力大,造成推焦困難,甚至損壞焦?fàn)t。在配煤中它可以起到提高焦炭強(qiáng)度的作用。
(4)瘦煤:瘦煤在加熱時(shí)產(chǎn)生的膠質(zhì)體量少,形成的焦炭塊度大,裂紋少,但不耐磨。在配煤中配入瘦煤可以增加焦炭的塊度。
2、焦炭在高爐煉鐵中的作用
高爐煉鐵使用的爐料包括鐵礦石(天然礦石,燒結(jié)礦或球團(tuán)礦),溶劑(石灰石或白云石),和焦炭,爐料從爐頂依次分批裝入爐內(nèi)。焦炭在高爐煉鐵中的作用可以概括為:
(1)提供熱量:焦炭在焦?fàn)t風(fēng)口前的回旋區(qū)內(nèi)激烈燃燒,燃燒產(chǎn)生的熱能是高爐冶煉過程中的主要熱源。
(2)還原作用:焦炭在回旋區(qū)內(nèi)燃燒生成的高溫煤氣,在上升過程中將熱能傳給爐料,使之與焦炭發(fā)生吸熱反應(yīng),生成CO和H2,隨后CO與鐵礦石中的鐵氧化物發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為金屬鐵。
(3)骨架作用:高爐冶煉過程都發(fā)生在煤氣上升和爐料下降的相向運(yùn)動(dòng)和相互作用之中,整個(gè)料柱的透氣性是高爐運(yùn)行的關(guān)鍵。在料柱上部,焦炭起煤氣流分配層的作用;在料柱中部,焦炭起骨架作用,支撐著已經(jīng)熔融的鐵礦石,使煤氣正常上升;在料柱下部,高溫下仍以固態(tài)塊狀存在的焦炭與已經(jīng)成為液態(tài)的鐵水和熔渣混在一起,成為煤氣上升與鐵水、爐渣下降的疏松骨架。
3、焦炭的部分概念及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):
抗碎機(jī)械強(qiáng)度(M40):指焦炭在轉(zhuǎn)鼓中轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間后,大于40mm的重量所占式樣總量的百分?jǐn)?shù)。
抗耐磨械強(qiáng)度(M10)指焦炭在轉(zhuǎn)鼓中轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間后,小于10mm的重量所占式樣總量的百分?jǐn)?shù)。
4、焦炭質(zhì)量對(duì)高爐煉鐵的影響
(1)抗碎強(qiáng)度M40、抗磨強(qiáng)度M10的影響:M40每降1%,高爐利用系數(shù)降低3%-4%,焦比(冶煉1噸生鐵所消耗的焦炭的重量)增加1。3%-5%;M10每降低0。1%,高爐生產(chǎn)能力提高0。3%-1。3%,焦比降低0。2%-0。6%。
(2)硫分:煉焦時(shí),煤中的硫分約60%轉(zhuǎn)入焦炭,硫是焦炭中的有害雜質(zhì),能使生鐵變脆。為了脫除焦炭過高的硫分,需增加溶劑石灰石和焦炭的用量,從而降低了高爐的利用系數(shù),使生鐵產(chǎn)量下降。焦炭的硫分每提高0。1%,石灰石和焦炭的用量將分別增加3。7%和1。8%,高爐生產(chǎn)能力降低2%-2。5%。冶金焦的硫分規(guī)定不大于0.8%。
(3)灰分:煉焦時(shí),煤中的灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭,如精煤灰分8%,焦炭灰分就會(huì)達(dá)到12%左右。焦炭灰分每提高1%,焦炭用量增加2%-2。5%,溶劑石灰石的用量增加4%,高爐生鐵產(chǎn)量降低3%,焦炭強(qiáng)度下降2。2%。
(4)揮發(fā)分:根據(jù)焦炭的揮發(fā)分可以判斷焦炭的成熟程度,揮發(fā)分大于1。5%的焦炭為生焦,小于0。5%-0。7%,表示煉焦過火,一般成熟適度的焦炭揮發(fā)分在1%左右。
(5)水分:焦炭水分一般為3%-7%,水分變動(dòng),影響計(jì)量并引起高爐爐況波動(dòng)。
5、主要煉焦工藝介紹
(1)配煤煉焦:是將氣、肥、焦、瘦不同煤種的煤,按一定比例進(jìn)行配比,在自然狀態(tài)下由焦?fàn)t頂部裝入焦?fàn)t進(jìn)行煉焦的工藝。一般配比為氣煤25%,肥煤15%,瘦煤10%,主焦煤和1/3焦煤50%,配合后可燃基揮發(fā)分在25%左右,我國武漢鋼鐵公司、萊蕪鋼鐵公司、馬鞍山鋼鐵公司、上海焦化廠等許多大型鋼鐵焦化企業(yè)均采用配煤煉焦工藝。
(2)搗固煉焦,即將配煤在搗固機(jī)內(nèi)搗實(shí)成體積略小于炭化室的煤餅后,推入炭化室爐進(jìn)行煉焦。煤料搗固后,一般堆比重可由散裝煤的0。72t/m3提高到0。95-1。15t/m3,因而煤粒接觸致密,使結(jié)焦過程中膠質(zhì)體充滿程度大,并減少氣體析出速度,從而提高膨脹壓力和粘結(jié)性,使焦炭結(jié)構(gòu)致密。但隨著粘結(jié)性的提高,煤料結(jié)焦過程中的收縮應(yīng)力加大,因此,對(duì)粘結(jié)性較好的配煤,所得焦炭裂紋增加,塊度和強(qiáng)度均要下降。據(jù)此,對(duì)于氣煤配量較多的配煤,在粉碎配入適當(dāng)數(shù)量的瘦化組分(焦粉或瘦煤等)和少量焦、肥煤的條件下,可以得到抗碎和耐磨指標(biāo)均較好的焦炭。
搗固煉焦是近幾年發(fā)展起來的一種新的煉焦工藝,可增加氣煤或弱粘煤配比,氣煤配比可配到65%以上,配合后干燥無灰基揮發(fā)分可在29%-34%之間,水分在 9%-11%之間,焦炭的強(qiáng)度較好。搗固煉焦適合我國強(qiáng)粘結(jié)煤緊缺的國情,近幾年發(fā)展較快。如青島管道煤氣公司、蒙西焦化及近幾年新上的焦?fàn)t多采用這種工藝。
6、煉焦用煤對(duì)焦炭質(zhì)量的總體要求
煉鐵高爐對(duì)焦炭質(zhì)量提出了較高的質(zhì)量要求,為了煉出符合質(zhì)量要求的冶金焦炭,對(duì)于冶煉精煤主要質(zhì)量指標(biāo)有以下要求:
(1)配煤灰分:配煤中的灰分在煉焦后全部殘留于焦炭中,成為生產(chǎn)冶金焦的主要質(zhì)量指標(biāo)之一,因此應(yīng)當(dāng)控制配煤的灰分。煤的成焦率一般在75%左右。由于配煤中灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭中,所以焦炭的灰分要比配煤灰分高1。3倍左右。在生產(chǎn)上要求配煤灰分小于10%。
(2)配煤硫分:硫分煤中通常以黃鐵礦、硫酸鹽和硫的有機(jī)化合物三種形式存在。通常洗選一般只能除去黃鐵礦硫,而配煤中的硫約有85%-90%殘留于焦炭中。因此配煤中的硫分越低越好,煉焦配煤的硫分一般應(yīng)小于1。0%。
(3)配煤揮發(fā)分:為了滿足鋼鐵工業(yè)對(duì)冶金焦的需要,又能盡量多生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品,頂裝機(jī)焦配煤干燥無灰基揮發(fā)分一般在25%-30%。受資源限制,我國煉鋼焦配煤中的氣煤用量一般較高,有的焦化廠配煤揮發(fā)分達(dá)到32%。近幾年來,根據(jù)我國肥煤、主焦煤緊俏的資源情況,大力推廣搗固煉焦新工藝,氣煤配比可以達(dá)到 75%,配煤干燥無灰基揮發(fā)分超過34%。
(4)配煤的膠質(zhì)層厚度:膠質(zhì)層是表示煤在加熱時(shí)產(chǎn)生液體的數(shù)量的指標(biāo)。配煤中必須具有一定的液體物質(zhì)來粘結(jié)其他不能熔融的物質(zhì),使之成為堅(jiān)固的冶金焦炭。配煤對(duì)膠質(zhì)層的要求厚度為15-20毫米。但某大型焦化廠多配氣煤后的配煤膠質(zhì)厚度僅為13-14毫米,也煉出了比較好的冶金焦炭。