基于催化指數的煉焦配煤方法

專利名稱：：基于催化指數的煉焦配煤方法
技術領域：
：本發明涉及煉焦配煤
技術領域：
，特別是煉焦配煤方法。
背景技術：
：焦炭是高爐煉鐵生產的主要原料之一，焦炭質量的好壞直接影響高爐冶煉的過程和冶煉效果。所以生產能滿足高爐要求的焦炭是高爐順行的保證，生產出優質焦炭是高爐高效的保證。科學研究和生產實踐均表明，焦炭質量主要取決于配合煤的質量和備煤、煉焦生產工藝條件。在工藝條件一定的情況下，焦炭質量主要取決于配合煤的質量。而配合煤是由氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等多種煤配合而成。因此，各單種煤的選擇、單種煤性質的深入研究、配煤比的選擇、配合煤質量參數的選擇和確定至關重要。傳統的煉焦配煤方法中，一般只考慮Ad、Vdaf、St,d、G、Y配煤指標，只使用這些配煤指標作為配煤參數，配出的配合煤質量波動較大，從而影響了焦炭的質量。另外，人們在研究單種煤的煤質特征時，除考慮常規煤質指標(Ad、Vdaf、St,d、G、Y)夕卜，還包括通過單種煤的煤灰成分計算單種煤的煤灰成分的催化指數。例如某單種煤灰成分見表l:表l某單種煤灰成分煤灰成分(單位％)催化指數Si02A1203Fe2()3Ca0Mg0K20歸Ti02Mn0BaOMCI31.1618.3910.3619.650.910.440.410.570.120.2314.17其催化指數為:7一爿Fg2Q3+1.85《2(9+2.2油2<9+1.600+1.90.83Mg(9十O督"O，:'—rf(100-。(&'O2+0.4L4/2O3+2.577。2)X=14.17式中MCI——單種煤的灰成分催化指數；Ad——單種煤的干基灰分，單位％;Fe203——單種煤的灰成分中Fe203的質量含量，單位％;K20——單種煤的灰成分中K20的質量含量，單位％;Na20~~單種煤的灰成分中Na20的質量含量，單位％;Ca0~~單種煤的灰成分中Ca0的質量含量，單位％;Ba0——單種煤的灰成分中Ba0的質量含量，單位％;Mg0~~單種煤的灰成分中Mg0的質量含量，單位％;Mn0——單種煤的灰成分中Mn0的質量含量，單位％;Si02——單種煤的灰成分中Si02的質量含量，單位％;A1203——單種煤的灰成分中Al203的質量含量，單位％;Ti02——單種煤的灰成分中Ti02的質量含量，單位Vd——單種煤的干基揮發分，單位％。目前，催化指數只用于單種煤的煤質特征研究上，并沒有用在煉焦配煤方法的生產實踐中。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種基于催化指數的煉焦配煤方法，該煉焦配煤方法選擇合適的配合煤質量參數參與配煤，進一步提高了配合煤質量的穩定性，從而進一步提高焦炭的質量。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是基于催化指數的煉焦配煤方法，其具體步驟為(1)分別檢測可參與配煤的單種煤灰成分的步驟；該步驟至少獲得各單種煤的Fe203、K20、Na20、CaO、BaO、MgO、MnO、Si02、A1A、Ti02的質量含量；(2)分別檢測可參與配煤各單種煤的干基灰分和干基揮發分的步驟；(3)選定參與配煤的單種煤的步驟；(4)設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量的步驟；(5)計算的步驟，具體為計算配合煤的煤灰成分的催化指數(Fe203)A+1.85(K20)6+2.2(，)6+1+1.9,6>)t+0.83(順)6+0.9(腳)*，,駕4^[100-(。6][(&02)*+0.41G4/2O3)6+2.5(7702)6]式中MCIb——配合煤的灰成分催化指數；(Ad)b——配合煤的干基灰分，單位％;(Ad)b=2仏(FeA)b——配合煤的灰成分中Fe203的質量含量，單位％;5(FeA)b=2Xi(FeA)i(K20)b——配合煤的灰成分中K20的質量含量，單位％;(K20)b=2Xi(K20)i(Na20)b——配合煤的灰成分中Na20的質量含量，單位％;(Na20)b=SXi(Na抓(Ca0)b——配合煤的灰成分中Ca0的質量含量，單位％;(CaO)b=2Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的質量含量，單位％;(BaO)b=2Xi(BaO)i(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的質量含量，單位％;(MgO)b=2Xi(MgO)i(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的質量含量，單位％;(MnO)b=SXi(MnO)i(Si02)b——配合煤的灰成分中Si02的質量含量，單位％;(Si02)b=2Xi(Si02)i(Al203)b——配合煤的灰成分中A1A的質量含量，單位％;(Al203)b=SXi(Al203)i(Ti02)b——配合煤的灰成分中Ti02的質量含量，單位％;(Ti02)b=2Xi(Ti02)i(Vd)b——配合煤的干基揮發分，單位％;(Vd)b=2XiVdi其中Xi——單種煤i在配合煤中的質量含量，單位％;Adi——單種煤i的干基灰分，單位％;(FeA)i——單種煤i的灰成分中Fe203的質量含量，單位(K20)i——單種煤i的灰成分中K20的質量含量，單位％;(Na20)i——單種煤i的灰成分中Na20的質量含量，單位％;(CaO)i——單種煤i的灰成分中CaO的質量含量，單位％;(BaO)i——單種煤i的灰成分中BaO的質量含量，單位％;(MgO)i——單種煤i的灰成分中MgO的質量含量，單位％;(MnO)i——單種煤i的灰成分中MnO的質量含量，單位％;(SiO丄——單種煤i的灰成分中Si02的質量含量，單位-%;(Al203)i——單種煤i的灰成分中八1203的質量含量，單位％;(Ti02)i——單種煤i的灰成分中Ti02的質量含量，單位％;Vdi——單種煤i的干基揮發分，單位％。(6)判斷的步驟，具體為MCIb《4為合格，否則不合格。上述煉焦配煤方法還包括(7)根據步驟(6)獲得的結果作以下選擇合格，結束；或，不合格，重新選定參與配煤的單種煤，重復步驟(3);或，不合格，重新設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量，重復步驟(4)。本發明煉焦配煤方法的原理灰成分是焦炭碳溶損反應的催化劑，不同灰成分有著不同的催化性能。研究結果表明K20、Na20、MgO、CaO、BaO、VA、Mn02、Fe203、CuO、Pb02、ZnO是碳溶損反應的正催化劑；B203、Ti02是碳溶損反應的負催化劑，即鈍化劑；A1A、Si02對碳溶損反應幾乎不起作用。催化指數表示灰成分的綜合催化作用，用焦炭的反應性CRI和反應后強度CSR表征焦炭的碳溶損反應程度(即焦炭的熱態性能)。催化指數對焦炭的熱態性能(反應性CRI和反應后強度CSR)影響顯著。催化指數與CRI正相關，與CSR負相關。因此控制煤灰成分的催化指數可以顯著影響焦炭的熱態性能。不同煤種的礦物組成也各不相同，灰成分變化范圍很寬，直接影響焦炭的質量，并進而影響高爐冶煉。如煤中的堿金屬含量高將增加高爐的堿負荷，加劇焦炭在高爐爐身部位的粒度降解；煤中氧化鋁含量高會增加高爐的渣量和使爐渣的流動性變差，不僅可能使爐渣在水泥工業中應用時產生問題，還會影響到高爐的順行；高爐鐵水的硫含量高低與煤中的硫也有直接關系；煤中的磷灰石等磷酸鹽礦物對高爐鐵水的磷含量會有影響等。本發明煉焦配煤方法在煉焦配煤方法中增加催化指數指標，可進一步提高了配合煤質量的穩定性，從而進一步提高焦炭的質量。具體實施例方式本發明基于催化指數的煉焦配煤方法實施例，其具體步驟為(1)分別檢測可參與配煤的單種煤灰成分的步驟；該步驟至少獲得各單種煤的Fe203、K20、Na20、CaO、BaO、MgO、MnO、Si02、A1203、Ti02的質量含量(檢測方法GB/T1574煤灰成分分析方法)；見表2:(2)分別檢測可參與配煤各單種煤的干基灰分和干基揮發分的步驟(檢測方法GB/T212煤的工業分析方法)；(3)選定參與配煤的單種煤的步驟；見表3;<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>MCIb——配合煤的灰成分催化指數；(Ad)b——配合煤的干基灰分，單位％;(Ad)b=SXiAdi，以方案l為例(Ad)b=5*8.66+10*7.73+15*9.8+10*7.44+10*9.76+20*9.42+10*9.69+5*9.56+5*9.77+10*9.87(Fe203)b——配合煤的灰成分中Fe203的質量含量，單位％;(Fe203)b=2Xi(Fe203)i(K20)b——配合煤的灰成分中K20的質量含量，單位％;(K20)b=2Xi(K20)i(Na20)b——配合煤的灰成分中Na20的質量含量，單位％;(Na20)b=SXi(Na20)i(CaO)b——配合煤的灰成分中CaO的質量含量，單位％;(CaO)b=2Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的質量含量，單位％;(BaO)b=SXi(BaOh(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的質量含量，單位％;(MgO)b=SXi(MgO)!(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的質量含量，單位％;(MnO)b=SXi(MnO)i(Si02)b——配合煤的灰成分中Si02的質量含量，單位％;(Si02)b=2Xi(Si02)i(Al203)b——配合煤的灰成分中Al203的質量含量，單位％;(Al203)b=2Xi(AlA)i(Ti02)b——配合煤的灰成分中Ti02的質量含量，單位％;(Ti02)b=SXi(Ti02)i(Vd)b——配合煤的干基揮發分，單位％;(Vd)b=2XiVdi其中Xi——在配合煤中單種煤i在配合煤中的質量含量，單位％;Adi——單種煤i的干基灰分，單位％;(Fe203)i——單種煤i的灰成分中Fe203的質量含量，單位％;(K20)i——單種煤i的灰成分中K20的質量含量，單位％;(Na20)i——單種煤i的灰成分中Na20的質量含量，單位％;(Ca0)r——單種煤i的灰成分中CaO的質量含量，單位％;(Ba0)r——單種煤i的灰成分中Ba0的質量含量，單位％;(MgOh-——單種煤i的灰成分中Mg0的質量含量，單位％;(MnO)r——單種煤i的灰成分中Mn0的質量含量，單位%;(SiO^——單種煤i的灰成分中Si02的質量含量，單位%;(A1A)i——單種煤i的灰成分中A!203的質量含量，單位》(Ti02)——單種煤i的灰成分中Ti02的質量含量，單位％;vdi一單種煤i的干基揮發分，單位％。(6)判斷的步驟，具體為MCIb《4為合格，否則不合格。方案1的催化指數MCIb=3.37。生產所得焦炭質量抗碎強度M40=87.2%，耐磨強度M10=6.2%，反應性CRI=24.1%，反應后強度CSR-67.5%。方案2的催化指數MCIb=3.44。實際生產所得焦炭質量抗碎強度i(40=87.0%，耐磨強度M胸.3鬼，反應性CRI=24.5%，反應后強度CSR=67.1%。方案3的催化指數MCIb=3.60。實際生產所得焦炭質量抗碎強度M40=86.8%,耐磨強度M10=6.4%，反應性CRI=24.6%，反應后強度CSR=66.8%。方案4的催化指數MCIh=3.82。實際生產所得焦炭質量抗碎強度M40=86.5%，耐磨強度似10=6.5%，反應性CRI-24.9V反應后強度CSR=66.1%。方案5的催化指數MCIb=5.24。實際生產所得焦炭質量抗碎強度M40=83.5%，耐磨強度10=7.3%，反應性CRI=29.2%，反應后強度CSR=59.2%。方案1-4的MCIb均合格，實際生產所得焦炭質量也合格。方案5的MCIb不合格，實際生產所得焦炭質量中的反應性CRI，反應后強度CSR指標不合格。(7)根據步驟(6)獲得的結果作以下選擇合格，結束；或，不合格，重新選定參與配煤的單種煤，重復步驟(3);或，不合格，重新設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量，重復步驟(4)。權利要求1、基于催化指數的煉焦配煤方法，其具體步驟為(1)分別檢測可參與配煤的單種煤灰成分的步驟；該步驟至少獲得各單種煤的Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、BaO、MgO、MnO、SiO2、Al2O3、TiO2的質量含量；(2)分別檢測可參與配煤各單種煤的干基灰分和干基揮發分的步驟；(3)選定參與配煤的單種煤的步驟；(4)設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量的步驟；(5)計算的步驟，具體為計算配合煤的煤灰成分的催化指數式中MCIb——配合煤的灰成分催化指數；(Ad)b——配合煤的干基灰分，單位％；(Ad)b＝∑XiAdi(Fe2O3)b——配合煤的灰成分中Fe2O3的質量含量，單位％；(Fe2O3)b＝∑Xi(Fe2O3)i(K2O)b——配合煤的灰成分中K2O的質量含量，單位％；(K2O)b＝∑Xi(K2O)i(Na2O)b——配合煤的灰成分中Na2O的質量含量，單位％；(Na2O)b＝∑Xi(Na2O)i(CaO)b——配合煤的灰成分中CaO的質量含量，單位％；(CaO)b＝∑Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的質量含量，單位％；(BaO)b＝∑Xi(BaO)i(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的質量含量，單位％；(MgO)b＝∑Xi(MgO)i(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的質量含量，單位％；(MnO)b＝∑Xi(MnO)i(SiO2)b——配合煤的灰成分中SiO2的質量含量，單位％；(SiO2)b＝∑Xi(SiO2)i(Al2O3)b——配合煤的灰成分中Al2O3的質量含量，單位％；(Al2O3)b＝∑Xi(Al2O3)i(TiO2)b——配合煤的灰成分中TiO2的質量含量，單位％；(TiO2)b＝∑Xi(TiO2)i(Vd)b——配合煤的干基揮發分，單位％；(Vd)b＝∑XiVdi其中Xi——在配合煤中單種煤i在配合煤中的質量含量，單位％；Adi——單種煤i的干基灰分，單位％；(Fe2O3)i——單種煤i的灰成分中Fe2O3的質量含量，單位％；(K2O)i——單種煤i的灰成分中K2O的質量含量，單位％；(Na2O)i——單種煤i的灰成分中Na2O的質量含量，單位％；(CaO)i——單種煤i的灰成分中CaO的質量含量，單位％；(BaO)i——單種煤i的灰成分中BaO的質量含量，單位％；(MgO)i——單種煤i的灰成分中MgO的質量含量，單位％；(MnO)i——單種煤i的灰成分中MnO的質量含量，單位％；(SiO2)i——單種煤i的灰成分中SiO2的質量含量，單位％；(Al2O3)i——單種煤i的灰成分中Al2O3的質量含量，單位％；(TiO2)i——單種煤i的灰成分中TiO2的質量含量，單位％；Vdi——單種煤i的干基揮發分，單位％。(6)判斷的步驟，具體為MCIb≤4為合格，否則不合格。2、如權利要求1所述的煉焦配煤方法，其特征在于它還包括(7)根據步驟(6)獲得的結果作以下選擇合格，結束；或，不合格，重新選定參與配煤的單種煤，重復步驟(3);或，不合格，重新設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量，重復步驟(4)。全文摘要本發明涉及基于催化指數的煉焦配煤方法，其具體步驟為(1)分別檢測可參與配煤的單種煤灰成分的步驟；該步驟至少獲得各單種煤的Fe₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、BaO、MgO、MnO、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂的質量含量；(2)分別檢測可參與配煤各單種煤的干基灰分和干基揮發分的步驟；(3)選定參與配煤的單種煤的步驟；(4)設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量的步驟；(5)計算的步驟，具體為計算配合煤的煤灰成分的催化指數；(6)判斷的步驟，具體為MCI_b≤4為合格，否則不合格。本發明煉焦配煤方法在煉焦配煤方法中增加催化指數指標，可進一步提高了配合煤質量的穩定性，從而進一步提高焦炭的質量。文檔編號C10B57/00GK101451070SQ20081024636公開日2009年6月10日申請日期2008年12月31日優先權日2008年12月31日發明者史世莊,梁尚國申請人:武漢鋼鐵(集團)公司