專利名稱：一種使用1/3焦煤和非煉焦煤生產冶金焦的方法
技術領域：
本發明涉及生產冶金焦領域，特別是涉及利用1/3焦煤和非煉焦煤生產冶金焦的 方法。
背景技術：
我國煤炭資源，從低變質的泥炭、褐煤到高變質的貧煤、無煙煤，雖然品種齊全，但 是各煤種所占比例懸殊很大，分布很不平衡。在現有探明儲量中動力煤占73%，適用于煉 焦的煤只有27 %。在煉焦的原料煤中，氣煤占13. 3 %，肥煤占3. 3 %，焦煤占5. 9 %，瘦煤占 3. 9%，其他煤占0. 6%。黏結性較弱的氣煤占煉焦煤資源約50%，而強黏結性的肥煤和焦 煤則不足30%。優質易選的煉焦用煤更少，且集中分布在華北地區。資源分布及儲量與需 求不相適應的矛盾較為突出。烏海及其周邊地區是內蒙古自治區的主要煤炭生產基地，總儲量44. 3億噸，到 2002年初已具備開采能力600萬噸，主要煤種為1/3焦煤、貧煤、長焰煤、無煙煤等。其中， 烏海地區的1/3焦煤、神東地區的長焰煤、寧夏地區的無煙煤等主要煤種，儲量較大。從上 世紀60年代初開始，包鋼焦化廠曾進行了大量的試驗研究工作，但是認為100%用內蒙烏 海地區的煤炭為主要煤源、采用頂裝工藝煉出適合大型高爐冶煉用的冶金焦是不可能的。作為煉焦生產而言，最終獲得的焦炭質量優劣，其影響因素很多，但主要有兩大方 面一是原料煤的煤質和它的各種煤的配比，這是首要的，也是最基本的影響因素；二是煉 焦工藝及工藝控制條件。基于內蒙烏海及周邊地區的煤種有1/3焦煤、長焰煤、無煙煤等煤 種，并且分布廣泛，如何將這些煤種通過綜合配制和綜合利用，實現就地轉化深加工，生產 GB 二級冶金焦，變資源優勢為經濟優勢具有迫切的需要。
發明內容
針對以上技術缺陷，本發明目的是提供一種用1/3焦煤和非煉焦煤生產冶金焦的 工藝方法，該方法是通過在當地儲量豐富的含硫量和灰分含量較高的1/3焦煤中加入含硫 量和灰分含量較低的非煉焦煤，應用搗固煉焦工藝生產出GB 二級冶金焦。本發明提供一種生產冶金焦的方法，所述方法包括以下步驟1) 1/3焦煤和非煉 焦煤配制成灰分含量< 10.0%、揮發份含量<32.0%、硫分含量<0.9%、粘結指數>65的 煉焦配煤，2)用搗固煉焦工藝生產冶金焦，使得冶金焦中的灰分含量為< 13.5%，硫分含 量彡0.8%，揮發分含量彡1.8%，冶金焦強度M40彡76%、M25彡88%、M10彡8. 5%，反應 性CRI ^ 35%,反應后強度CSR彡50%。優選的是，所述1/3焦煤為內蒙烏海及周邊地區儲量較為豐富的1/3焦煤；非煉焦 煤是內蒙烏海及周邊地區的長焰煤和無煙煤。優選的是，所述1/3焦煤占配煤總重量的70 85%，優選為78_85%;非煉焦煤占 配煤總重量的15 30%，優選為15 22%。優選的是，所述冶金焦煤中含有以重量計，78-85 %的1/3焦煤，10-12%的長焰
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煤，和5-10%的無煙煤。優選的是，本發明所述1/3焦煤中的灰分含量10. 3 10. 55%，硫分含量0. 9 1. 1 %，揮發份含量29. 5 32. 5%，粘結指數80 92 ；所述長焰煤中的灰分含量3. 5 4. 3%，硫分含量0. 25 0. 3%，揮發份含量37 40%，粘結指數為0 ；所述無煙煤中的灰 分含量5. 5 7%，硫分含量0. 24 0. 29%，揮發份含量9 10%，粘結指數為0。優選的是，所述步驟1)中所述配制包括將無煙煤和長焰煤先分別單獨粉碎，粉 碎到粒徑彡1mm的顆粒占70%以上，其中< 0. 5mm的顆粒占50% ；然后再與1/3焦煤混合 并粉碎，粉碎到粒徑< 3mm的顆粒占85%以上。優選的是，本發明步驟2)中所述搗固包括控制煉焦配煤的水分含量為10士 1%， 用搗鼓機械將其搗固成堆積密度為1. 0 1. lt/m3煤餅(13200*450*4000)。優選的是，本發明步驟2)中所述煉焦包括結焦的時間為22小時30分，結焦的溫 度為1350°C，焦餅中心的溫度為1000-1050°C。無煙煤和長焰煤不是煉焦用煤，本發明應用搗固工藝，將其配入到煉焦用煤中，配 入的非煉焦煤與1/3焦煤緊密結合，在煉焦過程中熔為一體，1/3焦煤產生的膠質體分布到 不產生膠質體的非煉焦煤之中；在結焦過程中有效的熔融、粘結，形成結構緊密的焦塊，使 煉制的冶金焦達到國家標準的機械強度和熱態性能的指標要求。另外，低灰低硫的非煉焦 煤，配入1/3焦煤煉焦，可降低冶金焦的灰分和硫分并可減小煉焦過程中焦煤對焦爐的膨 脹壓力，以免發生推焦困難的現象。再有，無煙煤的巖相組分，可使煉焦過程中焦餅收縮時 減少收縮應力，使焦炭裂紋減少，提高機械強度，并且改善焦炭的熱反應性。總而言之，本發明通過搗固煉焦工藝，成功利用1/3焦煤和非煉焦煤生產二級冶 金焦；實現了當地煤炭資源的綜合利用和資源轉換，提升了當地煤炭資源的經濟價值。
具體實施例方式現通過以下實例對本發明作進一步的說明，但本發明并不受限于此。1、制定配煤方案1.1煤的種類產自于內蒙烏海及周邊的1/3焦煤，具有較好的結焦性能，灰高硫高難洗，一般洗 精煤灰分含量達10. 55%，硫含量達1. 1%。由于灰分及硫分都偏高，因此單獨煉焦時，生產 不出合格的GB 二級冶金焦。內蒙烏海附近的平羅產太西無煙煤具有特低灰、特低硫等優點，煉焦時配入適量 有利于改善焦炭總體質量，但應注意對其破碎細度。內蒙烏海附近的神府產長焰煤也具有特低灰、特低硫等優點，并且價格低，但由于 其揮發份較高，配入過多配合煤的揮發份將超標，并影響成品焦炭的強度和耐磨性特性，從 而影響焦炭質量，故應適量配入。1. 2配煤的原理和原則無煙煤和長焰煤不是煉焦用煤，本發明應用搗固工藝，將其配入到煉焦用煤中，配 入的非煉焦用煤與1/3焦煤緊密結合，在煉焦過程中熔為一體，1/3焦煤產生的膠質體分布 到不產生膠質體的非煉焦煤之中；在結焦過程中有效的熔融、粘結，形成結構緊密的焦塊， 使煉制的焦炭達到二級冶金焦的機械強度和熱態性能的指標要求。另外，低灰低硫的非煉
4焦煤，配入1/3焦煤煉焦，可降低冶金焦的灰分和硫分并可減小煉焦過程中焦煤對焦爐的 膨脹壓力，以免發生推焦困難的現象。再有，無煙煤的巖相組分，可使煉焦過程中焦餅收縮 時減少收縮應力，使焦炭裂紋減少，提高機械強度，并且改善焦炭的熱反應性。在確定煉焦配煤方案時，在能保證焦炭質量滿足二級冶金焦要求的前提下，最大 限度利用當地及周邊的煤炭資源，以降低煉焦生產的原料成本和運輸成本，將資源優勢轉 化為經濟優勢。1.3配煤方案的制定首先，對當地原料煤進行了試驗分析，保證配合煤灰分、揮發分、硫分及粘結指數 指標的基礎上，同時，考慮所配非煉焦煤對焦炭機械性能的影響，然后根據原料煤的分析結 果設計配煤方案，以上試驗分析所用方法均采用相關煤炭及煉焦行業項目檢測方法標準。優選的是，本發明所述1/3焦煤中的灰分含量10. 3 10. 55%，硫分含量0. 9 1.1%,揮發份含量29. 5 32. 5%，粘結指數80 92 ；所述長焰煤中的灰分含量3. 5 4.3%,硫分含量0. 25 0. 3 %，揮發份含量37 40 %，粘結指數為0 ；所述無煙煤中的灰 分含量5. 5 7 %，硫分含量0. 24 0. 29 %，揮發份含量9 10 %，粘結指數為0。根據所進1/3焦煤的具體灰分、硫分含量，按照配合煤成灰分含量< 10. 0%、硫分 含量< 0. 9%、揮發份含量< 32. 0%、粘結指數> 65的原則，兼顧非煉焦煤加入對焦炭機械 性能的影響，同時考慮各種煤的成本差異在保證上述要求的基礎上靈活掌握。保證以低的 成本煉出GB 二級冶金焦。其中，所述1/3焦煤占配合煤總重量的70 85%，優選為78_85 % ；長焰煤占 10-12%，無煙煤占5-10%，兩種混合煤占總重量的15 30% ；優選為15 22%。2、搗固煉焦工藝搗固煉焦工藝原理是通過增加煤料堆比重來改善配合煤粘結性，從而提高焦炭質 量，其特點是可以多配高揮發煤、弱粘結性甚至無粘性煤，在裝煤推焦車的煤箱內用搗固機 將已配合好的煤搗成煤餅后，從焦爐機側推入炭化室內進行高溫干餾的煉焦技術。采用搗固煉焦工藝生產冶金焦的具體過程就如下。1)配煤將無煙煤和長焰煤先分別單獨粉碎，粉碎到粒徑< 1mm的顆粒占70%以 上，其中< 0. 5mm的顆粒占50% ；然后再與1/3焦煤混合并粉碎，粉碎到粒徑彡3mm的顆 粒占85%以上。控制煉焦配煤的水分含量為10士 1%，用搗鼓機械將其搗固成堆積密度為 1. 0 1. It/m3 煤餅(13200*450*4000)。2)煉焦采用TJL4350D型寬炭化室、雙聯下噴、廢氣循環、單熱式側裝煤搗固焦 爐，濕法熄焦。3)煉焦工藝條件結焦的時間為22小時30分，結焦的溫度控制為1350°C，焦餅中 心的溫度為1000-1050°C。4)篩儲焦采用刮板放焦機放焦，雙層振動篩加單層篩分，帶式輸送機運輸。3、煉焦結果用以上配煤方案和以上工藝過程煉制出的焦炭，灰分含量< 13.5%，硫分含量 彡0.8%，揮發分含量彡1.8%，冶金焦強度M40彡76%、M25彡88%、M10彡8. 5%，反應性 CRI ^ 35%，反應后強度CSR彡50%。符合冶金焦炭質量標準(GB/T1996-2003)中二級冶
金焦質量要求。
經以上煉制工藝，雖然有些煉焦用煤的灰分含量較高，高達10. 55%，硫分含量也 較高，高達1. 1%，但是經過事先對煉焦煤和非煉焦煤的灰分、硫分等含量的化驗，掌握原料 煤的情況，然后在滿足配合煤要求指標的前提下，兼顧經濟的原則，設計配煤方案，并按照 規定的工藝過程，就能夠煉制出符合GB 二級冶金焦。
權利要求
一種生產冶金焦的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)用1/3焦煤和非煉焦煤配制成灰分含量≤10.0％、硫分含量≤0.9％、揮發份含量≤32.0％、粘結指數≥65的煉焦配合煤；2)用搗固煉焦工藝生產GB二級冶金焦。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述1/3焦煤占配合煤總重量的70 85%，優選為78-85% ；非煉焦煤占配合煤總重量的15 30% ；優選為15 22%。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述非煉焦煤為無煙煤和長焰煤。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述煉焦配煤中含有以重量計，78-85% 的1/3焦煤，10-12%的長焰煤，和5-10%的無煙煤。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，以質量計，所述1/3焦煤灰分含量10.3 10. 55%，硫分含量0.9 1. 1%，揮發份含量29. 5 32.5%，粘結指數80 92 ；所述長焰 煤中的灰分含量3. 5 4. 3 %，硫分含量0. 25 0. 3 %，揮發份含量37 40 %，粘結指數為 0 ；所述無煙煤中的灰分含量5. 5 7%，硫分含量0. 24 0. 29%，揮發份含量9 10%， 粘結指數為0。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中配制包括將無煙煤和長 焰煤先分別單獨粉碎，粉碎到粒徑< 1mm的顆粒占70%以上，其中< 0. 5mm的顆粒占50%; 然后再與1/3焦煤混合并粉碎，粉碎到粒徑< 3mm的顆粒占85%以上。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述搗固包括控制煉焦配煤 的水分含量為10士 1%，用搗鼓機械將其搗固成堆積密度為1. 0 1. lt/m3的煤餅。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述煉焦包括結焦的時間為 22小時30分，結焦的溫度為1350°C，焦餅中心的溫度為1000-1050°C。
全文摘要
本發明提供了一種用1/3焦煤和非煉焦煤生產冶金焦的方法，所述方法包括以下步驟1)用1/3焦煤和非煉焦煤配制成灰分含量≤10％、硫分含量≤0.9％、揮發份含量≤32.0％、粘結指數≥65的煉焦配合煤；2)用搗固煉焦工藝生產GB二級冶金焦。本發明通過搗固煉焦工藝，成功利用1/3焦煤和非煉焦煤生產GB二級冶金焦；實現了當地煤炭資源的綜合利用和資源轉換，提升了當地煤炭資源的經濟價值。
文檔編號C10B57/04GK101870875SQ20091008291
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月22日 優先權日2009年4月22日
發明者倪天祥, 趙利勝, 陳建康 申請人:中國神華能源股份有限公司;神華蒙西煤化股份有限公司