工业用煤的质量要求指南1Word格式文档下载.docx

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而用粒度大于某定值的块焦数量或块焦数量占试样总量的百分率表示抗碎强度。

各国的转鼓试验在装置尺寸、鼓内构造、试样粒度和质量、转鼓的转速和转数有依筛孔与表示方法等方面都有所不同。

目前，我国采用德国的米贡转鼓试验方法测定焦炭的强度。

抗碎强度用M40表示，是指经过转鼓试验之后大于40mm的块焦数量占试样总量的百分率。

M40愈大，表明焦炭的抗碎强度愈高。

耐磨强度用M10表示，是指转鼓试验之后小于10mm的碎焦数量占试样总量的百分率。

M10愈小，表明焦炭的耐磨强度越高。

焦炭强度的高低主要取决于煤的结焦性和粘结性，因此炼焦用煤要有较好的结焦性和粘结性。

此外，对煤的其他指标也有相应的规定。

1.灰分Ad（）在炼焦过程中，煤中的灰分几乎全部转入焦炭之中。

煤的灰分高焦炭的灰分必然也高。

由于灰分的主要成分是SiO2、Al2O3等酸性氧化物，熔点较高，在炼铁过程中只能靠加入石灰石等溶剂与它们生成低熔点化合物才能以熔渣形式由高炉排出，因而会使炉渣量增加。

焦炭在高炉内被加热到高于炼焦温度时，由于焦炭与灰分的热膨胀性不同，焦炭沿灰分颗粒周围产生裂纹并逐渐扩大，使焦炭碎裂或粉化。

此外，焦炭灰分高，则要求适当提高高炉炉渣碱度，高炉气中的钾、钠蒸气含量也相应增加，而这些均加速焦炭与CO2反应消耗大量焦炭。

一般焦炭灰分每升高1，高炉溶剂消耗量约增加4。

炉渣量约增加3，每吨生铁消耗焦炭量增加1.7-2.0，生铁产量约降低2.2-3.0。

因此，对炼焦用煤而言，灰分应尽可能低些。

炼焦精煤的灰分一般应在10.00以下，最高的不应超过12.5。

与某些工业发达国家相比，我国高炉焦的灰分是较高的，这是焦炭质量差的主要原因。

若能将焦炭灰分从14.5降至10.5，以年生产铁4000万吨的高炉计，即可节省溶剂130万吨、焦炭220万吨，同时增产生铁580万吨，还可大大减少铁路运输量。

炼焦精煤灰分要从煤炭资源特点（如煤的可选性、精煤的回收率）并结合选煤技术，中煤和矸石的合理利用等方面进行综合的技术经济分析加以确定。

2.硫分St,d（%）焦炭中的硫全部来自于煤,存在的形式主要有以下几种:

（1）煤种矿物质转变而来的硫化物,如FeS2、CaS2、以及Fe与s固溶生长的：

FenSm；

（2）炼焦过程中部分硫化物被氧化生成的少量硫酸盐，如FeSO4、CaSO4；

（3）炼焦过程中生成的气态含硫化物在析出过程中与高温焦炭作用而进入焦炭生成碳硫复合物。

高炉内由炉料带入的硫分，仅5-200随高炉煤气逸出，其余的参加炉内硫循环，只能靠炉渣排出。

焦炭含硫高会使生铁含硫高，增大其热脆性，同时还会增加炉渣碱度，使高炉运行指标下降。

通常焦炭硫分每增加0.1，焦炭消耗量增加1.2-2.0，生铁产量减少2以上。

此外，焦炭中的硫含量高还会使冶炼过程的环境污染加剧。

炼焦用精煤的全硫含量一般应在1.50以下，个别稀缺煤种（如肥煤）最高也不超过2.50。

3.全水分Mt（）煤中水分的高低对于焦炭的质量没有直接影响，但水分含量过高，除了增加不必要的运输量之外，还会给实际生产带来一系列的问题。

炼焦精煤的水分含量过高，会使炼焦过程自身的能耗有所增加，也给严寒地区装卸车带来一定的困难，一般规定炼焦精煤的全水分应在12.0以下。

4.磷含量煤中所含的磷几乎全部残留在焦炭中，焦炭中的磷又全部转入生铁，会增大其冷脆性。

转炉炼钢不易除磷，要求生铁含磷量低于0.010.015。

我国炼焦精煤的磷含量普遍较低，一般都能满足要求。

（二）铸造焦用煤的质量要求铸造焦主要用于冲天炉熔炼。

冲天炉的工作原理和生产实践表明，铸造焦应具有下列特性。

1.块度较大且反应性较低从天炉内的主要反应有：

氧化带C+O2CO2+热还原带C+C2O2CO-热为提高冲天炉过热区的温度，使熔融金属的过热温度足够高，流动性好，应保持适宜的氧化带高度。

焦炭的粒度小或反应性高均会使氧化带的高度降低，以及炉气的最高温度降低，进而使过热区温度降低，影响正常操作。

如果焦炭的粒度过大，则会使燃烧区不集中，也会降低炉气温度。

铸造焦的粒度以50-150mm为好，并力求均匀。

2、硫含量要低硫是铸铁中的有害元素，通常应控制在0.1以下。

当冲天炉内焦炭燃烧时，焦炭中的硫一部分生成了SO2随炉气上升，在上升过程中与固态金属炉料作用，发生如下反应：

3Fe（固）+SO2FeS+2FeO因此，含硫低于0.1的原料铁，经气相增硫后，铁料的含硫量可高达0.45。

铁料熔化成铁水后，在流经底焦时硫还要进一步增加。

焦炭硫分高、粒度小、气孔率大，则铁水增硫量大。

一般在冲天炉内铁水增硫量约为焦炭含硫量的30，而在造渣脱硫过程中当炉渣碱度（CaO/SiO2）达1.5-2.0时，脱硫率不超过50。

所以铸造焦的硫分应严格控制，这就对铸造焦用煤的硫含量提出了较高的要求，一般不超过1.00，最高也不应超过1.5.此外，铸造焦用煤的灰分也应尽可能低，不应超过10.00。

全水分亦不应超过12.0。

在实际生产中，大多采取配煤炼焦。

在保证焦炭质量的前提下，对配煤中的单煤，特别是结焦性和粘结性均较好的焦煤和肥煤的要求可适当放宽些，以解决炼焦煤源不足的问题。

由于气化焦和电石焦的用量不大，且对煤的质量要求较低，此外不再赘述。

第二章发电用煤的质量要求我国发电厂是煤炭的最大用户，1997年全国发电用煤量近亿吨（1996年发电用煤量为4.7亿吨），发电量达11350亿度，发电装机总容量为2.5亿KW。

主要燃煤电厂的单机容量普遍在20-30万KW以上。

到1996年底全国正在运行和建设的装机容量在100万KW以上的大型发电厂已分别达36个和35个。

随着环保对燃煤排放SO2和粉尘的要求越来越高，发电用煤对煤质的要求也日益提高，如国务院于1998年颁发的国函字5号文中明确要求：

除以热定电的热电厂外，禁止在大中城市城区及近郊区新建燃煤火电厂。

新建、改造燃煤含硫量大于1的电厂，要在2000年前采取减排二氧化硫的措施，在2010年前分期分批建成脱硫设施或采取其他具有相应效果的减排二氧化硫的措施。

该文同时对煤矿供煤的硫分也提出了很高的要求。

即禁止新建煤层含硫分大于3的矿井，建成的生产煤层含硫分大于3的矿井，逐步实行限产或关停。

新建、改造含硫分大于1.5的煤矿，应当配套建设相应规模的煤炭洗选设施。

发电用煤对煤质的主要要求如下：

（一）发热量合适的发热量是发电用煤必须首先满足条件，一般来说，单机容量越大的火力发电厂对燃煤热值的要求也越高，如以30万KW的发电机组为例，其燃煤的发热量（Qnerar）应在5500Kcal/Kg左右，最好在6000Kcal/Kg以上，而对沸腾燃烧的小型坑口电厂来说，其发热量（Qnerar）在3000Kcal/Kg以上即能满足要求。

一般中小型电厂的燃煤发热量（Qnerar）多在45005500Kcal/Kg左右。

有些燃用褐煤的电厂，燃煤热值（Qnerar）在2500Kcal/Kg以上的也可以使用。

但总的来说，发电用煤的发热量以符合电厂在锅炉设计时的要求为好，发热量过低或过高都会影响电厂的正常运行。

（二）挥发分我国的大部分火力发电厂用煤以烟煤为主，因此对供电厂用煤的挥发分（Vdaf）要求一般应在10以上，其中以Vdaf大于20的较好，Vdaf大于3036的则更易于燃烧。

至于燃用褐煤的一些电厂（其中不少为坑口电厂）的挥发分一般都在40以上。

少数燃用无烟煤的电厂如重庆铬瑝电厂和阳泉电厂等则多用原煤挥发分介于812之间的年轻无烟煤。

但总的来说，电厂用煤的挥发分也应符合各厂在锅炉设计时的要求为好。

如广西合山电厂在设计时系使用合山的贫煤，挥发分在15左右，因此供该厂煤的挥发分也就不宜过高或过低。

（三）灰熔融性对固态排渣的发电厂煤粉锅炉来说，通常以燃煤的灰熔融性软化温度（ST）大于1350为最好，但由于我国晚第三纪的褐煤和华北及西北地区的一些侏罗纪煤（如大同弱粘煤、东胜神府的不粘煤、长焰煤）的灰熔融性软化温度（ST）普遍在1250左右或以下，而这些煤目前普遍作为发电用煤，因此实际上发电用煤对灰熔融性软化温度也就没有十分严格要求，但总的来说，ST值越高越好。

对少数液态排渣的电厂锅炉来说，则要求燃煤的灰熔融性流动温度（FT）越低越好，一般以FT小于1200为最好，必要时还可添加助溶剂以降低灰渣的流动温度。

（四）硫分如单从对燃烧的影响来看，发电用煤对硫分没有严格的要求，但由于硫分会腐蚀锅炉和管道，影响设备寿命；

而更重要的是由于燃煤排放出的SO2会严重污染大气质量，产生酸雨，破坏生态平衡，损坏名胜古迹。

因此从环保的角度看，燃煤的硫分以低于1%为最好，而从我过发电用煤的实际情况只要硫分不超过3的均可使用。

至于燃烧后排出的大量SO2则可以采用烟气脱硫的方法予以脱除，一般SO2脱除率可达90左右，但这种方法的不足之处是基建投资大（约占电厂总投资的30左右），运行费用高。

此外。

电厂也可采用循环流化床锅炉（CFBC）燃用高硫煤，用石灰石来固定SO2,其SO2和NOX的排放率比一般煤粉锅炉减少50，且投资又相对较低。

（五）可磨性对中小型电厂来说，由于普遍采用煤粉燃烧，若发电用煤的可磨性太差，就会增大其磨煤电耗，从而使发电成本增高。

因此，总的来说，发电用煤的哈氏可磨性指数（HGI）越高越好，对烟煤来说，其HGI值以大于50较好，至少也应在45以上。

至于褐煤和无烟煤的哈氏可磨性指数则另行考虑。

（六）灰分发电用煤的灰分一般不宜太高，否则不仅会增高磨煤电耗（尤其是黄铁矿的硬度更大），而且还会增加排灰量和增大堆灰场地，同时还增加了入厂原煤的运输量，从而增大发电的综合成本。

不过，为了充分利用我国的低质煤资源如洗煤厂的洗中煤和部分洗矸，对某些小型坑口电厂来说，也可就近采用灰分不超过46的廉价高灰分煤作为燃料。

（七）全水分发电用煤的全水分（Mt）增高不仅会降低其收到基低位发热量（Qnerar）,而且还会影响其可磨性。

这是由于水分越大的煤，在磨煤机中会互相粘连而增加磨煤时间，从而增大磨煤电耗。

因此，除褐煤以外，一般发电用煤的水分以不超过15为宜，且以不超过10最好，此外，发电用煤的品种以粒度13mm（或25mm）的磨煤或粉煤（37Ad25C/H1.0R0max%0.3-0.7惰性组含量10一般宜采用挥发分产率较高的年轻煤（如褐煤、长焰煤和Vdaf大于37的气煤等）作液化用煤。

容易液化的煤岩显微组分的顺序是：

壳质组、镜质组、半镜质组和半丝质组，丝炭几乎不能液化。

研究工作表明，液化用煤的惰质组含量以低于10为宜，最高也不要超过15，否则由于未反应的煤太多而影响液化效果。

镜质组平均最大反射率小于0.7的煤大多适于液化，但也有某些达到0.9的煤也颇适于液化。

从煤的化学成分来看，一般以含碳量Cdaf小于85、碳氢质量比小于16的煤较为适宜。

氧含量高的煤，由于煤结构中的氧大都以羰基形态存在，液化加氢时会消耗大量的氢变成水。

高硫分煤在液化时也会消耗大量的氢生成硫化氢析出。

含氮量高的煤在液化变成氨，因而也使氢耗量增大。

如采用含氧量较低的年轻烟煤进行液化，虽然氢的消耗量较小，但反映速度要比含氧量高的褐煤慢。

从上述分析可以看出，在液化用煤的一系列煤质要求中，有许多是互相矛盾的，看来液化用煤也可以采用配煤的方法较为合适。

第五章蒸汽机车用煤的质量要求蒸汽机车锅炉的构造比较特殊，对煤质要求较高，一般须使用Vdaf大于20的长焰煤、弱粘煤、气煤、1/3焦煤和不适于炼焦的肥煤，以便于点燃。

这些煤的火焰长，能使锅炉在短时间内达到额定产气量，保证机车的行驶速度和牵引力。

蒸汽机车用煤的灰分Ad应小于24.00，Qnerar就大于20.91MJ/Kg，由于蒸汽机车锅炉的通风力强，煤粉易被吹跑或从炉条间隙漏掉，所以必须使用粒度大于6-50mm之间的块煤。

此外，ST要大于1200，略有粘结性，硫分Std以不超过1为宜。

蒸汽机车用煤对煤质的要求详见GB4063蒸汽机车用煤质量。

第六章水泥回转窑用煤的质量要求水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石灰等建筑材料都要经过各种窑焙烧、煅烧甚至熔化等高温处理。

而煤炭是主要燃料。

其中水泥工业用煤要求较高。

水泥生产的方法不同，对煤炭品种和质量的要求也不同。

回转窑要求灰分Ad小于27、发热量（Qnerar）大于21.00MJ/Kg的挥发分较高的烟煤煤粉作燃料，而立窑则要求发热量（Qnerar）大于25.09MJ/Kg的无烟块煤作燃料。

为减轻对水泥配方的影响，水泥用煤的质量保持稳定。

烧砖瓦、石类窑（土窑）用煤的质量要求不高，甚至煤矸石、石煤亦可使用。

水泥回转窑用煤对煤炭质量的要求详见GB7563水泥回转窑用煤质量。

第七章高炉喷吹用煤的质量要求

（一）高炉喷吹无烟煤粉技术近年来，为降低焦炭消耗，增加生铁产量，改善生铁质量，将无烟煤粉或重油从风口随热风喷入高炉的喷吹技术得到了大力发展。

采用喷吹技术后，焦炭作为热源和还原剂的作用可在一定程度上由喷吹燃料所取代（但喷吹燃料无法取代焦炭的疏松骨架作用）。

但随着石油资源的日益短缺、价格不断上涨，喷吹重油受到一定的限制，喷吹无烟煤粉技术得到了发展。

我国自20世纪60年代起开始对高炉喷吹无烟煤粉技术进行研究，现在这方面已达到国际先进水平。

宝钢、鞍钢、本钢、首钢、宝钢、武钢、马钢、湘钢、太钢、梅山冶金公司、宣化钢铁公司和攀枝花钢铁公司都已采用了这一技术，并取得了显著的成效。

此外，像杭州钢厂等、邯郸钢厂、石家庄钢厂、辽宁北台钢厂、甘肃酒泉钢铁公司等一些中小型钢铁企业也采用或拟采用这一技术。

现在我国高炉喷吹年用煤量已达400万吨，按置换比0.8计，每年便可节约冶金焦320万吨，节约资金1亿多元。

高炉喷吹无烟煤粉后，在节约焦炭的同时，还会使高炉的有效容积相对有所增加，从而增加生铁的产量并可改善高炉的冶炼状况和操作条件，便于高炉顺利运行，使生铁的质量也有所提高。

喷吹设备远比炼焦设备简单，其投资只相当于同等能力焦炉投资的20-25，加工煤粉的能耗也远比炼焦工艺低得多，因而喷吹煤粉在设备投资、成本、运行、维护及节能等方面的效益都很显著。

国外对喷吹煤粉技术也比较重视，英、法、美等国家已先后采用了这一技术。

在日本，已有16座高炉采用了喷吹煤粉技术。

除了将煤粉直接喷入高炉外，还可以将其与油混合制成“油煤浆”或与焦油混合抽制“焦油煤浆”喷入高炉，目前这项技术在日本已得到了应用。

高炉喷吹无烟煤粉工艺过程如下所述：

原料煤经给料斗通过胶带传送到煤仓，再经喂料器送入球磨机进行研磨。

粒度达到要求的煤粉（小于160目或小于200目）通过惯力传送到旋风除尘器，粒度达不到要求的煤粉再重新进入球磨机进行研磨，粒度的大小是通过风力的大小来控制的。

在球磨的同时，用鼓风机向球磨机内吹入热风以除去煤中的水分。

煤粉从旋风除尘器的下部依次进入贮料仓和给料仓。

从旋风除尘器上部跑出的煤粉再进入布袋尘器进行除尘，收集下来的煤粉从布袋除尘器的下部依次进入贮料仓和给料仓。

最后用压缩空气（或氮气）将煤粉从高炉的风口直接喷入高炉回旋区。

喷入的煤粉在回旋区内剧烈燃烧，产生的热能是高炉冶炼过程的主要热源，燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的主要还原剂。

随着喷吹技术的不断提高，目前国内有些大型钢铁公司已开始采用单独喷吹烟煤粉或无烟煤粉的混合喷吹技术，进一步扩大了喷吹用煤的资源。

（二）高炉喷吹用煤对煤炭质量的要求高炉喷吹用煤对煤的质量要求较高，煤质的好坏对喷吹的经济效益和高炉的正常操作都有直接影响，一般认为，高炉喷吹用煤的质量要求如下：

1.灰分要低灰分高，喷入的有效成分的量就相对地降低。

煤的发热量和固定碳含量也有所下降，喷入的煤粉作为高炉冶炼的热源和还原剂的作用将会减弱，节焦效果变差。

其次，灰分高还会使高炉的渣量增加，酸性物质的含量增高，影响造渣。

因为为了保持炉渣的脱硫能力，必须维持一定的炉渣碱度（CaO/SiO2）,而煤灰带入的SiO2要靠碱性物质CaO来平衡，因而做成渣量增加。

这不仅多消耗了热量，而且影响高炉内料柱的透气性，使生铁的产量下降，质量降低。

生产实践表明，燃料（包括焦炭和煤粉）灰分每升高1，燃料消耗增加2，生铁产量下降2。

高炉喷吹用煤的灰分一般不应超过12，最高不应超过17。

2.硫含量要低高炉喷吹用煤的硫含量应尽可能低。

高炉内由炉料带入的硫分仅有5-20随高炉煤气逸出，其余的均参加炉内硫循环，只能靠炉渣排出。

入炉煤粉含量高导致生铁硫含量增高，降低生铁质量，使高炉操作指标下降，同时降低生铁产量。

硫分每增加0.1，生铁产量降低2，燃料比升高1.5。

高炉喷吹用煤的硫含量以小于0.7为宜，最高不应超过1.10。

3.水分含量要低水分含量不但会使煤的发热量有所降低，还会使干燥系统的能耗增高，给球磨带来困难，使球磨机不能正常工作。

高炉喷吹用煤的水分一般以小于8为宜，最高不应超过12。

4.挥发分要合适目前我国除太原钢铁公司用Vdaf为14左右的贫瘦煤外，其他钢铁厂多用无烟煤或将高变质烟煤与无烟煤配合使用。

一般说来，挥发分的高低对高炉喷吹的影响不是很大，但当Vdaf较高时，在制粉及喷吹过程中容易引起爆炸。

我国目前基本上是以无烟煤作为喷吹的原料煤，挥发分均在10以下。

烟煤也可以作为喷吹的原料煤，但由于其爆炸的危险性较大，喷吹需在惰性气体（一般为氮气）中进行，设备相当复杂些，成本也略有增高，尽管近年来国内外烟煤喷吹技术已有了很大的发展，但从我国的实际情况及煤炭资源特点来考虑，将无烟煤作为高炉喷吹用煤是比较适宜的。

5.其他方面的质量要求高炉喷吹用煤的固定碳含量应高些，一般以大于75为宜。

哈氏可磨性指数HGI也应高些，虽然HGI的大小对高炉喷吹的效果没有直接影响，但HGI过小，表明煤的硬度大，会给制粉工艺带来一定的困难，增加动力消耗，同时使喷吹设备（特别是喷枪）的寿命降低。

煤灰成分对高炉喷吹也有一定的影响，钒和钛的含量越低越好，因为中两种元素会增加炼铁过程中灰渣的粘度，致使铁水和炉渣较难分离。

煤灰中二氧化硅与氧化钙之比（SiO2/CaO2）小越好，因为CaO含量的增高有助于降低酸性炉渣的粘度。

另外，如煤灰中的氧化铁含量高，相当在高炉中增多了矿石中铁的成分。

我国无烟煤资源比较丰富，其储量约占全国煤炭总储量的13左右（截止1996年底），其绝对储量达千亿吨以上。

在我国除新疆、青海等少数省（直辖市、自治区）尚未发现无烟煤资源外，其余各省（区）均或多或少的有无烟煤资源。

河南省的郑州矿务局，永夏矿区、焦作矿务局，山西省的阳泉矿务局、晋城矿务局，宁夏的石炭井矿务局等其他一些地方矿基本上都能提供一定数量的满足上述质量要求的高炉喷吹无烟煤。

因此，发展高炉喷吹无烟煤粉技术在我国有广阔的前景。

近年来，由于煤炭开采方式的改变和机械化水平的提高，煤炭的质量受到较大影响，特别是灰分和硫分上升的较多，这给钢铁企业的经济效益带来了极不利的影响。

若各矿都能将原煤入选，向用户提供优质的无烟洗精煤，则供需双方都能获得较好的经济效益。

随着钢铁工业的发展，喷吹用煤量将会逐年增加。

将优质无烟粉煤作为高炉喷吹的原料必将是无烟煤利用的有效途径之一。

第八章其他工业用煤质量要求

（一）烧结矿用无烟煤的质量要求我国的铁矿石有许多是贫矿。

如果把贫矿直接作为高炉冶炼的原料，不仅高炉的利用系数降低，生产能力下降，炼铁时的焦比也会大幅度上升，所以这种贫矿通常都要进行精选。

但选后的精铁粉不能直接送入高炉冶炼，必须把它在高温下烧结（熔融）成块。

烧结时，过去多用焦粉作燃料，因此对烧结燃料的要求也是低灰、低硫和高发热量。

为了节约焦炭，目前已多用无烟煤粉来代替。

烧结用无烟煤的灰分应小于15，硫分小于0.7（最高也不应超过1），否则会增高生铁的含硫量而影响烧结质量。

此外，小于0.5mm的煤粉量要少。

（二）电石炉用无烟煤的质量要求电石炉可以用焦炭，也可以用无烟煤作原料。

开启式电炉可全部用无烟煤，但在密闭式电石炉中需要焦炭和无烟煤掺混使用。

这两种电石炉对烟煤的质量要求如下表：

煤质指标开启式炉密闭式炉Ad76Vdaf810Mt52Pd0.040.04Std1.51.451.6粒度/mm3-403-40