專利名稱：利用基氏流動度指標進行配煤煉焦的方法
技術領域：
本發明涉及一種配煤煉焦方法，特別涉及一種利用基氏流動度指標進行配煤煉焦的方法。
背景技術：
隨著高爐的大型化、富氧噴吹等技術的開發應用，高爐生產對焦炭質量的要求越來越高，穩定和改善焦炭質量已成為焦化工業所面臨的主要課題之一。配煤是一個相對復雜的過程，目前煉焦配煤方法一般有三種，即經驗配煤法、多指標配煤法和專家系統配煤法。經驗配煤法，是在經驗配比的基礎上，采用性質相近煤種替代已使用過的煤種。這種配煤方法遇到新煤種的品種增加時，或相同煤種質量出現較大波動時，往往難于適應，致使焦炭質量出現波動。經驗配煤根據煤分類進行，控制較為粗獷，難于適應煉焦煤質量波動及煤種的變化。多指標配煤法，該方法在氣、肥、焦、瘦等煤的質量百分比大致確定的基礎上，控制配合煤指標使之滿足一定要求，從而得到合適的焦炭強度。一般考慮配煤指標是煤化度指標和粘結性指標，目前最常用的是Vdaf-G法，如申請號為CN200710139600. 6、名稱為“一種焦炭配煤比及其煉焦炭的方法”的中國專利申請披露，采用肥煤、焦煤、1/3焦煤及瘦煤四種成分按大致比例配合，使配合煤質量滿足灰分、硫分、揮發分、G值、Y值和X值在一定范圍， 可煉出高強度焦炭。多指標配煤法涉及到的指標通常較多，難以同時兼顧，且需要同時完成大量的檢測實驗，比較耗時耗力。專家系統配煤法是將焦炭質量指標模型和專家經驗相結合，為焦炭質量的預測和控制搭建了一個平臺。如專利200610039375. 4《焦炭熱性質預測與控制方法》首先對企業生產用煤歷史數據進行分析，或者對可能利用的單種煤煤源數據進行分析，獲得煤資源數據庫的相關信息；其次，對當前使用或者以后可能采用的單種煤進行單種焦煉焦試驗研究， 獲得單種煤結焦性以及對焦炭質量貢獻率等評價信息；第三，在煉焦配煤專家系統的構架下，建立涉及煤資源狀況、配煤與煉焦工藝、運輸、焦炭質量目標、配煤成本等的專家系統知識庫內容；第四，根據專家知識庫確定各單種煤使用的約束條件；第五，利用非線性規劃以及模擬進化算法確定最優化配比，最優化目標函數為保證焦炭質量的前提下的配煤成本最小；第六，由焦炭質量預測模型計算最優化配比下的焦炭質量預測，再經過配煤專家系統或專家確認，生成生產最優化配比；第七，采用計算機自動控制配煤槽操作，控制配煤；第八， 根究生產實績實現模型的自學習和控制模型的修正。專家系統配煤法是結合歷史數據，為生產提供最優化配比。但由于其模型的建立需要長期的積累，系統相對復雜，在一般企業難以實現，因此有條件采用的企業并不多。綜上所述，目前的配煤方法中，經驗配煤控制較為粗獷，難于適應煉焦煤質量波動及煤種的變化；多指標配煤同時涉及多個自變量，在應用中存在工作量大、試驗周期長等缺點；專家系統配煤法是因模型的建立需要長期的積累，系統相對復雜，在一般企業難以實現。配煤煉焦是將幾種單種煤料，按適當比例均勻配合，裝入焦爐干餾得到產品的過程。為得到質量合格的焦炭，需要對配合煤的質量指標加以控制。對配合煤的主要質量指標要求包括三類化學成分指標即灰分、硫分，工藝性質指標即變質程度、黏結性，工藝條件指標即水分、細度、堆密度。其中化學成分指標可以通過單種煤的化學成分指標加和計算得到配合煤的化學成分，工藝條件指標一般根據各廠的煤資源和生產工藝條件制定，變化不大，最難確定的是工藝性質指標，作為影響焦炭質量的重要因素，工藝性質指標是配煤煉焦的最關鍵的技術。工藝性質指標即變質程度、粘結性。通常用粘結指數G、膠質層厚度Y以及表征配合煤的粘結性，粘結指數G只反映煤生成膠質體的質量，膠質層厚度只反映煤生成膠質體的數量，而基氏流動度的對數值LgMF能夠同時反映膠質體的數量和質量，用來進行煉焦配煤控制，具有一定的優越性。通常用干燥無灰基揮發分Vdaf和鏡質組最大反射率 Rmax來表示，申請人在研究大量試驗數據基礎上，證實了基氏流動度最大溫度MFT與鏡質組最大反射率Rmax有很好的相關性，能夠表征煤的變質程度。且由于基氏流動度最大溫度 MFT不受煤的組成及灰分含量的影響，所以能更為客觀反映煤的變質程度。綜上所述，基氏流動度實驗可以同時獲得且是目前唯一能同時得到煤的變質程度和粘結性能的試驗，利用基氏流動度指標進行配煤煉焦具有一定的可行性，通過試驗探索才能得到滿足大高爐生產的焦炭所需配合煤的控制指標。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用基氏流動度指標進行配煤煉焦的方法，最終得到高強度焦炭。主要解決多指標配煤同時涉及多個自變量、測試工作量大、試驗周期長等技術問題。上述基氏流動度指標是通過基氏流動度測定儀得到的指標，包括煉焦煤的最大流動度的對數值(LGMF)和煉焦煤的最大流動度溫度(MFT)。最大流動度的對數值是表征煉焦煤在加熱熔融的過程中，煉焦煤的流動性能指標，也即煉焦煤的粘結性指標。最大流動度溫度是表征煉焦煤在加熱熔融的過程中，煉焦煤的流動性最高時的溫度，該溫度與煤的變質程度成比例關系，也即變質程度指標。本發明的技術方案為一種利用基氏流動度指標進行配煤煉焦的方法，包括以下步驟第一步、按以下質量百分比配煤1/3 焦煤 10-15%，氣煤 22-30%，肥煤 20-25%，焦煤 30-38%，瘦煤 0-5 %。第二步、配合煤質量控制，使得配合煤灰分9-10 %，硫分0. 8-0. 9 %，最大流動度的對數值(LGMF) 2. 2-3.0，基氏流動度最大流動度溫度(MFT) 437°C -442°C ；第三步、混合煤破碎，將上一步配煤后的混合煤破碎(宜使粒徑小于3mm的混合煤顆粒占其總質量的75-80% )；第四步、煉焦，將破碎后的混合煤送入煤焦爐煉焦，焦餅中心溫度控制在 1000士50°C，結焦時間控制在19士2小時;第五步、出焦后冷卻，進行焦炭質量檢測，測定焦炭灰分、焦炭硫分、焦炭抗碎強度 (M40)及耐磨強度(MlO)等指標檢測。
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上述的配煤煉焦是指將煉焦煤在普通頂裝焦爐上進行的。上述的高強度焦炭是指能夠滿足滿足1250m3及以上高爐冶煉的需要的二級冶金焦。本發明的有益效果采用本發明的上述技術方案后，配合煤的其他宏觀指標如粘結指數 G (表征煉焦煤的粘結自身和惰性物的能力)均大于80，最大膠質層厚度Y (表征煉焦煤的煉焦過程中產生膠質體數量)均大于14mm;得到焦炭的抗碎強度M40大于85%，耐磨強度小于6.8%，因此能夠滿足1250m3及以上高爐冶煉的需要。其優點具體表現在1、能夠控制配煤煉焦質量通過對煉焦煤的基氏流動度指標的控制，實現了對煉焦配煤質量的控制，進而實現了對焦炭質量的控制。煉焦配煤一般需要控制煉焦煤的變質程度和粘結性能，而基氏流動度的兩個指標正好能夠反映這兩方面，因此能夠控制煉焦煤的質量，得到質量合格的冶金焦。2、能夠減少試驗檢測項目目前煉焦配煤的方法研究中，往往都用到2-5個自變量，根據表征煉焦煤性質的不同，這些自變量可分為變質程度、粘結性指標兩大類。如V-G 法需要進行工業分析和粘結指數測定兩次實驗，R-Y法需要煤巖測定和膠質層厚度測定兩次試驗，煤巖測定如鏡質組最大反射率Rmax，檢測周期較長，難于適應生產的節奏。基氏流動度實驗是目前唯一能同時得到煤的變質程度和粘結性能的試驗，并且通過探索得到配合煤的控制指標，在獲得滿足大高爐生產的焦炭的同時，可節省傳統配煤試驗中多個指標耗費大量人力、物力。3、能夠提高檢測控制精度與其它指標相比，基氏流動度指標的檢測采用全自動檢測儀器，減少了人為操作的誤差，更具有科學性。而粘結指數和膠質層厚度都需要人工檢測，其波動性往往較大，難于進行有效煉焦配煤控制。4、首次提出流動性最高時的溫度表征變質程度配煤的變質程度一般用干燥無灰基揮發分Vdaf和鏡質組最大反射率 Rmax來表征，其中揮發分指標各煤種之間的重疊較多，區分性差，而煤巖反射率指標Rmax 更為經典。本專利首次提出了以最高流動度時的溫度作為煤化度指標，由于基氏流動度最大溫度不受煤的組成及灰分含量的影響，所以能更為客觀反映煤的變質程度。
具體實施例方式利用基氏流動度指標進行配煤煉焦，采用6m頂裝煤焦爐煉焦，出焦后用氮氣冷卻，要求得到較高強度的冶金焦炭。總體配煤方案1/3焦煤10-15%，氣煤22-30%，肥煤 20-25%，焦煤30-38%，瘦煤0-5%。具體確定了如表1所示的1至4號配煤方案。要求得到配合煤灰分9-10%，硫分0. 8-0. 9%，LGMF值2. 2-3. 0，最大流動度溫度437°C -442°C，得到的焦炭抗碎強度M40在85%以上，耐磨強度在6. 8%以下。煉焦過程包括以下步驟第一步、按表1所示質量百分比配煤，使之均勻混合。第二步、取配合煤樣進行工藝檢測，適當調整配比使得配合煤符合灰分9_10%，硫分0. 8-0. 9%, LGMF值2. 2-3. 0，最大流動度溫度437°C -442°C的要求。第三步、混合煤破碎，將混合煤用皮帶送入破碎機破碎，使粒徑小于3mm的混合煤占其總質量的75-80%。第四步、配煤煉焦，將破碎后的混合煤送入6m頂裝煤焦爐煉焦(JN60)，焦餅中心溫度控制在1000°c，結焦時間20h。第五步、出焦后用氮氣冷卻(又稱干熄焦冷卻)焦炭。第六步、在焦倉后皮帶進行焦炭質量檢測，測定焦炭灰分、焦炭硫分、焦炭抗碎強度M40，耐磨強度MlO等指標，測定結果見表1。
表1煉焦配煤(質量百分比)及焦炭質量數據表
權利要求
1.一種利用基氏流動度指標進行配煤煉焦的方法，其特征是包括以下步驟 第一步、按以下質量百分比配煤1/3 焦煤 10-15% 氣煤22-30%肥煤20-25%焦煤30-38%瘦煤0-5% ；第二步、配合煤質量控制，使得配合煤灰分9-10%，硫分0. 8-0. 9%，最大流動度的對數值2. 2-3. 0，基氏流動度最大流動度溫度437°C -442°C ； 第三步、混合煤破碎，將上一步配煤后的混合煤破碎；第四步、煉焦，將破碎后的混合煤送入煤焦爐煉焦，焦餅中心溫度控制在1000士50°C， 結焦時間控制在19士2小時；第五步、出焦后冷卻，進行焦炭質量檢測，測定焦炭灰分、焦炭硫分、焦炭抗碎強度及耐磨強度指標檢測。
2.根據權利要求1所述的一種利用基氏流動度指標進行配煤煉焦的方法，其特征是混合煤破碎后，粒徑小于3mm的混合煤顆粒占其總質量的75-80%。
全文摘要
本發明涉及一種配煤煉焦方法，特別涉及一種利用基氏流動度指標進行配煤煉焦的方法。主要解決多指標配煤同時涉及多個自變量，在應用中存在工作量大、試驗周期長等技術問題。包括以下步驟第一步、按以下質量百分比配煤，1/3焦煤10-15％，氣煤22-30％，肥煤20-25％，焦煤30-38％，瘦煤0-5％；第二步、配合煤質量控制，使得配合煤灰分9-10％，硫分0.8-0.9％，最大流動度的對數值2.2-3.0，基氏流動度最大流動度溫度437℃-442℃；第三步、混合煤破碎，將上一步配煤后的混合煤破碎；第四步、煉焦，將破碎后的混合煤送入煤焦爐煉焦，焦餅中心溫度控制在1000±50℃，結焦時間控制在19±2小時；第五步、出焦后冷卻，進行焦炭質量檢測。
文檔編號C10B57/00GK102559227SQ20101058545
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者任學延, 張文成, 王春花 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司