中煤九鑫捣固配煤炼焦技术浅析.doc

中煤九鑫多配贫瘦煤捣固炼焦技术浅析作者:卫有存 鲍晓斌 赵岩龄 赵文军关键词：捣固 配煤 炼焦1、绪论焦炭是高炉炼铁的主要原料，随着钢铁产量的不断增加，对好的炼焦煤需求量加大。我国煤炭资源丰富，但炼焦煤贮量有限，能炼焦的是占37%，其中50%以上是高挥发分、粘结性差的气煤。炼焦煤资源与钢铁供求矛盾，发展炼焦新工艺、新技术，扩大炼焦煤资源是必经出路。捣固炼焦技术是近年来在生产实践中行有效的扩大炼焦煤煤源的好方法，实践表明，可以用非优质煤作基础煤炼出优质的冶金焦，且投资少、见效快。灵石县中煤九鑫焦化有限责任公司（以下简称中煤九鑫）200万吨/年捣固焦项目是由鞍山焦耐院设计的472孔JNDK4399D型宽炭化室，双联下喷单热式废气循环侧装煤炭化室高4.3米的捣固焦炉，一期100万吨/年已2005年4月25日投产，二期100万吨/年于2006年3月投产，投产后将形成200万吨/年焦碳，焦油6万吨/年，粗苯1.8万吨/年。2、捣固炼焦技术2.1原理煤料经捣固后，由于煤粒间的距离缩少，煤料（湿基）堆比重由通常0.70t/m3提高到0.95-1.15 t/m3，使入炉煤料粒间隙所需填充液态物的数量相对减少，热解气体产物不易逸出，并增加胶质体的不透气性和膨胀压力，从而可以相对地充分利用煤料的粘结性，增大焦炭气孔壁的强度，使焦炭结构致密，有利于焦炭质量的提高。捣固机凉焦台刮板机筛焦楼焦炭仓精煤煤 场受煤坑堆取料机配煤仓煤塔破碎机房熄焦车熄焦塔装煤车推焦车焦 炉荒煤气至化产2.2工艺流程 图1工艺流程中煤九鑫捣固机性能指标见表表1捣固机性能项目明细锤数18移动速度150mm/s捣固时间4min煤饼高宽比长13.25锤重439kg捣固锤行程450mm捣固频次70.8次/锤.分捣固机行程1100 mm3、配煤原则3.1煤源情况灵石地区主产肥煤、主焦煤、1/3焦煤。其中肥煤主要分布在英武、南焉、仁义等地，随着山西省煤焦业的发展，优质肥煤储量已日渐枯竭，现存肥煤灰、硫高，洗选困难。主焦煤分布于两渡、英武等地，普遍内灰高，洗选回收率低，成本偏高，采用重介选煤工艺较适宜，既能保证质量、又能提高回收率。1/3焦煤分布较广，主要在中煤九鑫周边的段纯、坛镇、王禹、梁家焉以及交口县、汾西县、霍州。灵石县附近产贫瘦煤多的地方主要集中在太原西山、古交、交城、汾阳、盂县、寿阳、中阳、柳林、沁源等地，以太原西山、古交、交城、沁源居多。灵石县附近产主焦煤多的地方主要集中在柳林、孝义、中阳、沁源、古县、乡宁。3.2配煤原则本着合理利用资源、降低成本、保证优质一级冶金焦，争取企业经济效益最大化原则，炼焦配煤以贫煤、贫瘦煤、瘦煤为基础煤，主焦煤和1/3焦煤为搭桥煤，少配肥煤。3.3进煤指标本着经济、合理、诚信原则，结合公司实际在灵石地区附近优选一定实力的精煤，作为中煤九鑫的稳定煤源，进煤指标表2表2原料精煤供应厂家质量指标编号产 地煤种质量指标Mt%Ad%Vdaf%St,d%GY1柳林焦煤79.518250.880182吉鑫焦煤79.518250.880183灵石一焦煤79.518250.880184灵石二焦煤79.518250.880185灵石三肥煤79.5330.790266灵石四肥煤79.5330.790267晋汾肥煤79.5330.790268洪洞1/3焦煤7928330.680189灌云1/3焦煤7928330.6801810洪洞1/3焦煤7928330.6801811华能1/3焦煤7928330.6801812鑫源1/3焦煤7928330.6801813吕梁优瘦煤79.518250.8801814灵石五瘦煤710220.85601215清徐贫瘦煤79.5180.83016佳泰贫瘦煤79.5180.83017太原贫瘦煤79.5180.81518西山贫瘦煤79.5180.81519亨元通贫瘦煤79.5180.81520亨元通特贫瘦7918115表3入炉煤指标项目Mt%Ad%Vdaf%St,d%GY(mm)细 度%0.5mm指标9.01.09.500.0523-260.7768-7211-1414-163mm 90-9340-50表4焦炭指标项目Ad%Vdaf%St,d%M40M10CRI%CSR%指标12.51.90.65807.530554、多配贫瘦煤捣固炼焦质量分析1、多配用低挥发份、弱粘结性PSM炼焦生产中煤九鑫处于山西煤源充足地带，焦煤、肥煤、PS煤多，有生产优质冶金焦的良好条件，因所处地区贫瘦煤价格低，煤质稳定，加热后粘结成块，G05，Y05 mm。炼焦工艺条件：炭化室宽mm，结焦时间平均小时，配煤比及焦炭质量如下表5进厂煤质量分析名 称牌号AdVdafSt,dGY(mm)晋汾FM9.4632.800.759126佳泰PSM9.2017.090.78638凯源ZJM9.0125.880.748718清徐PSM9.2816.190.79384清徐PSM9.1015.740.78155佳嵘PSM9.3917.030.704柳林ZJM9.4224.990.827918吕梁ZJM9.4825.110.818716鑫源1/3JM8.6534.470.538720聚义ZJM9.3723.730.848822洪洞1/3JM8.4435.060.478818瑞城YSM9.3424.100.738016九鑫ZJM9.4424.090.879018太原PSM9.4416.390.80132玉鑫FM9.8634.350.669127西山PSM9.3918.520.80275鑫基1/3JM8.1335.010.578618结果表明，在生产条件下，当配用贫瘦煤）30%，强粘结性煤（1/3JM+FM）配入量55%时可获得M40=87.00 M10=2.40的优质冶金焦；当配用35%的贫瘦煤时，强粘结性煤配入量45%，可获得M40=89、M10=5.73优质冶金焦，M40提高2个单位，M10提高3个单位，耐磨强度略有下降；当强粘结煤煤种（1/3JM、FM、 ZJM）的比例和为60%时其中1/3JM+FM=40%，当配用40%贫瘦煤，焦炭强度M40=88.67、M10=6.64，抗碎强度变化不大，耐磨强度有下降趋势，焦炭灰分Ad=11.48左右, St,d=0.55，仍能获得优质冶金焦。表6中煤九鑫入炉煤单种煤质量分析煤样名称(方案1)工业分析G胶质层细度煤样名称(方案2)G胶质层细度 PS35%、1/3JM35%、FM10%、ZJM20%MtAdVdafSt,dYX PS40%、1/3JM30%、 FM10%、ZJM20%MtAdVdafSt,dYX 肥 煤9.3332.400.7890肥 煤9.2231.920.7492主焦煤9.4224.350.8085主焦煤9.2824.80.7988贫瘦煤9.1617.140.8126贫瘦煤9.2416.970.75161/3焦煤7.8233.620.5851/3焦煤7.6033.990.4788配合煤10.18.6525.930.6872配合煤9.58.7324.680.6867174690.69煤样名称(方案3)工业分析G胶质层细度煤样名称(方案4)工业分析G胶质层细度PS45%、1/3JM10%、FM15%、ZJM30%MtAdVdafSt,dYX PS40%、1/3JM10%、FM15%、ZJM35%MtAdVdafSt,dYX 肥 煤9.3432.30.7691肥 煤9.6932.540.7891主焦煤9.4323.430.7884主焦煤9.6523.350.7983贫瘦煤9.0517.060.7715贫瘦煤9.2917.080.79151/3焦煤8.0734.750.48881/3焦煤8.2635.260.5189配合煤9.89.0922.770.7362163891.31配合煤9.99.1823.050.7765153791.14煤样名称(方案5)工业分析G胶质层细度煤样名称(方案6)工业分析G胶质层细度PS35%、1/3JM10%、FM15%、ZJM40%MtAdVdafSt,dYX SPM30%、1/3JM10%、 FM15%ZJM35%、柳ZJM10 %MtAdVdafSt,dYX 肥 煤9.7132.070.7790肥 煤9.8632.560.7690主焦煤9.6624.30.7386主焦煤9.7325.350.7886贫瘦煤9.3216.660.7315贫瘦煤9.5116.530.7415一类主焦煤优瘦煤1/3焦煤8.2535.150.52881/3焦煤8.1535.120.4988配合煤9.69.3123.310.776490.71配合煤9.79.3923.730.7368133791.03煤样名称(方案7)工业分析G胶质层细度煤样名称(方案8)工业分析G胶质层细度PSM40%、1/3JM10%、FM15%、ZJM25%、YSM10%MtAdVdafSt,dYX PSM40%、1/3JM25%、FM5%ZJM20%、YSM10%MtAdVdafSt,dYX肥 煤9.7033.420.7392肥 煤9.7234.330.6693主焦煤9.6425.270.7687主焦煤9.6025.770.7788贫瘦煤9.3416.570.7318贫瘦煤9.4516.970.7426优瘦煤9.4124.760.6989优瘦煤9.5623.320.83841/3焦煤8.7135.890.50891/3焦煤8.9536.010.4888配合煤9.59.3924.580.7275153790.76配合煤9.69.4324.190.737691.43煤样名称(方案9)工业分析G胶质层细度煤样名称(方案10)工业分析G胶质层细度JM30%、1/3JM20%、FM5%、PSM45%MtAdVdafSt,dYX ZJM35%、1/3JM20%、FM5%、PSM40%MtAdVdafSt,dYX 肥 煤9.7233.250.7590肥 煤9.6033.060.890主焦煤9.5825.220.7886主焦煤9.5024.610.886贫瘦煤9.4717.820.8052贫瘦煤9.3017.140.839优瘦煤9.3723.030.83811/3焦煤8.5734.930.54871/3焦煤8.8735.270.5287优瘦煤9.5324.110.7883配合煤9.99.3024.690.72741504290.45配合煤10.09.1923.650.7370154290.22煤样名称(方案11)工业分析G胶质层细度煤样名称(方案12)工业分析G胶质层细度 ZJM45%、FM5%、1/3JM20%、SM30%MtAdVdafSt,dYX MtAdVdafSt,dYX 肥 煤10.0333.370.7889主焦煤9.7324.210.7585贫瘦煤9.8816.880.76241/3焦煤8.6735.100.5388配合煤9.69.0923.730.746415469017表7中煤九鑫多配贫煤、贫瘦煤质量分析2005年序号配煤比(%)配合煤质量焦炭质量筛分平均标准火道温度PS1/3JMFMZJMYSM柳林ZJMMtAdVdafSt,dGY (mm)细度AdVdafSt,dM40M10M25M10CRICSR8080-6060-401303520158.9825.980.677411.891.000.5787.202.401067110723535102010.18.6525.930.687211.581.090.5589.005.7395.503.50124713253403010209.58.7324.680.68671790.6911.481.030.5588.676.6489.215.9940.2028.0722.67126713254451015309.89.0922.770.73621691.3111.711.090.6286.118.0889.937.5038.8726.5223.84124812935401015359.99.1823.050.77651491.1411.931.120.6387.108.5189.309.10159.1320.9313.1712531245635101540109.69.3923.730.73701390.7111.991.070.6289.767.8615.2030.3043.50740101535109.79.3924.580.72751591.0312.051.100.6089.177.1292.775.7324.9228.0226.78840101525109.59.4324.190.737690.4312.211.110.5890.306.0691.906.1032.2733.6322.80940255209.639.3024.690.72741590.4512.261.170.6289.926.2928.5764.5632.3131.0325.401045205309.889.1923.650.73701590.2211.671.190.6189.096.8723.5371.9911402053510.09.2324.500.74681590.4311.751.140.6485.7910.21230205459.709.3124.910.73741491.3411.731.100.6389.877.02方案4、5贫瘦煤配入达40、45%，降低1/3JM10%、FM15%，提高ZJM3035%的变化趋势:抗碎强度变化不大，仍可达到优质冶金焦指标，耐磨强度不达标。结果表明ZJM的粘结性下降G85，强粘结性FM（G=91），1/3JM（G=89），配入量降为25%，焦炭强度质量下降。方案6、7、8，贫瘦煤配入量由30%扩大40%。粘结性（FM15、1/3JM10）配成25%，ZJM2530%，变化趋势：焦炭M4088%，变化很小；当ZJMG85，再配入少量优瘦煤（G=55）及柳林二类主焦煤（G=78）， M10=7.01仍能满足优质冶金焦要求，且焦炭筛分组成更均匀。方案9、10、11、12，贫瘦煤配入量由3045%，强粘性煤25%30%，但FM降5%，1/3JM2025%，ZJM2045%其变化趋势： M4088，M107.02%，变化幅度不大。4.2 贫瘦煤的配用效果表8配煤比贫 瘦煤粘结焦炭质量PS1/3JMFMZJMYS柳JMM40M10303520151587.202.40403010201688.676.64401015351687.108.5130205451589.877.0240101525102690.306.064025520105289.926.2945205303989.096.87451015301586.118.0840205352985.7910.20351015401089.767.86当配入的贫瘦煤粘结下降时（由52降24），ZJM配入量增大（20%到45%），当贫瘦煤G为15左右，在没有其他焦煤配入时，强焦煤配入量要达到45%，且随强焦煤配入加大， M10改善不大（表8）。4.3 配合煤粘结指数的影响表8可见当配合煤G值低向几个单位，在配有大量贫瘦煤煤种下，抗碎强度变化不大，耐磨强度呈下降趋势，当配合煤的G65时，耐磨指标变坏，M108。4.4 配煤对捣固炼焦的影响M10 M40 M10 M40 15 90 M40 M40 15 907.5 M10 85 10 5 5 M102.5 800 5 10 15 20 0 10 20 30 40 肥煤配入量% （图2） 1/3JM配入量%（图3） M10 M40 M40 M10 M40 90 M40 1015 M40 90 M1010 85 585M10 805 80 00 10 20 30 40 40 50 60 70 JM配入量% （图4） 强粘结性煤配入量%（图5）从各配煤方案看，贫瘦煤配入量从3045%，其他煤种配入量不同，从捣固炼焦情况看，焦炭耐磨强度M4088如图，呈平稳趋势。耐磨指标随着配煤组分中强粘结性煤（1/3JM、FM）配入量不同而不同（如图2图3），随着FM、1/3JM等强粘结性配入量增大，M10指标变好，变化幅度达2个单位（见图5），强焦煤配入量增大（从1545%），M10几乎是平稳趋势，变化幅度不大，大幅度提高ZJM配入，M10下降不明显（图4）。4.5 煤料堆放的影响表9煤场按VG分堆如下名 称指 标强焦煤V=2224 G85焦 煤V=2023 G72肥 煤V=2633 G851/3焦煤V=3033 G75贫、贫瘦煤、瘦煤 V=1518 G=1619优瘦煤V=1518 G55九鑫煤场小，炼焦煤全部是汽运，堆放有限（表9）来煤质量有波动，表现为同一牌号的G差异大，再加上取煤缺乏有效的煤质混匀方法，生产出来冶金焦强度指标波动很大，同样的配比会出现有的指标合适，有的强度指标坏。5结论5.1已有经验表明捣固炼焦工艺最适合以高挥发份、粘结性偏差的煤（气、气肥、弱粘煤等）为主的配煤炼焦，但中煤九鑫充分利用周边地区煤源，用捣固炼焦技术配入大量低价的贫瘦煤，获得了满意的效果，取得了成功的经验，所产焦炭为优质一级冶金焦。实践经验证