中煤九鑫捣固配煤炼焦技术浅析.docx
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中煤九鑫捣固配煤炼焦技术浅析
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4×72孔JNDK43—99D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0.95-1.15t/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。
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
1100mm
3、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%
G
Y
1
柳林
焦煤
7
9.5
18～25
0.8
80
18
2
吉鑫
焦煤
7
9.5
18～25
0.8
80
18
3
灵石一
焦煤
7
9.5
18～25
0.8
80
18
4
灵石二
焦煤
7
9.5
18～25
0.8
80
18
5
灵石三
肥煤
7
9.5
33
0.7
90
26
6
灵石四
肥煤
7
9.5
33
0.7
90
26
7
晋汾
肥煤
7
9.5
33
0.7
90
26
8
洪洞
1/3焦煤
7
9
28～33
0.6
80
18
9
灌云
1/3焦煤
7
9
28～33
0.6
80
18
10
洪洞
1/3焦煤
7
9
28～33
0.6
80
18
11
华能
1/3焦煤
7
9
28～33
0.6
80
18
12
鑫源
1/3焦煤
7
9
28～33
0.6
80
18
13
吕梁
优瘦煤
7
9.5
18～25
0.8
80
18
14
灵石五
瘦煤
7
10
22
0.85
60
12
15
清徐
贫瘦煤
7
9.5
18
0.8
30
16
佳泰
贫瘦煤
7
9.5
18
0.8
30
17
太原
贫瘦煤
7
9.5
18
0.8
15
18
西山
贫瘦煤
7
9.5
18
0.8
15
19
亨元通
贫瘦煤
7
9.5
18
0.8
15
20
亨元通
特贫瘦
7
9
18
1
15
表3入炉煤指标
项目
Mt%
Ad%
Vdaf%
St,d%
G
Y（mm）
细度%
＜0.5mm
指标
9.0±1.0
9.50±0.05
23-26
0.77
68-72
11-14～14-16
≤3mm≥90-93
40-50
表4焦炭指标
项目
Ad%
Vdaf%
St,d%
M40
M10
CRI%
CSR%
指标
＜12.5
＜1.9
＜0.65
≥80
≤7.5
≤30
》55
4、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，G＝0－5，Y＝0－5mm。
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
Ad
Vdaf
St,d
G
Y（mm）
晋汾
FM
9.46
32.80
0.75
91
26
佳泰
PSM
9.20
17.09
0.78
63
8
凯源
ZJM
9.01
25.88
0.74
87
18
清徐
PSM
9.28
16.19
0.79
38
4
清徐
PSM
9.10
15.74
0.78
15
5
佳嵘
PSM
9.39
17.03
0.70
4
柳林
ZJM
9.42
24.99
0.82
79
18
吕梁
ZJM
9.48
25.11
0.81
87
16
鑫源
1/3JM
8.65
34.47
0.53
87
20
聚义
ZJM
9.37
23.73
0.84
88
22
洪洞
1/3JM
8.44
35.06
0.47
88
18
瑞城
YSM
9.34
24.10
0.73
80
16
九鑫
ZJM
9.44
24.09
0.87
90
18
太原
PSM
9.44
16.39
0.80
13
2
玉鑫
FM
9.86
34.35
0.66
91
27
西山
PSM
9.39
18.52
0.80
27
5
鑫基
1/3JM
8.13
35.01
0.57
86
18
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=87.00M10=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%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
PS40%、1/3JM30%、FM10%、ZJM20%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
肥煤
9.33
32.40
0.78
90
肥煤
9.22
31.92
0.74
92
主焦煤
9.42
24.35
0.80
85
主焦煤
9.28
24.8
0.79
88
贫瘦煤
9.16
17.14
0.81
26
贫瘦煤
9.24
16.97
0.75
16
1/3焦煤
7.82
33.62
0.5
85
1/3焦煤
7.60
33.99
0.47
88
配合煤
10.1
8.65
25.93
0.68
72
配合煤
9.5
8.73
24.68
0.68
67
17
46
90.69
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%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
PS40%、1/3JM10%、
FM15%、ZJM35%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
肥煤
9.34
32.3
0.76
91
肥煤
9.69
32.54
0.78
91
主焦煤
9.43
23.43
0.78
84
主焦煤
9.65
23.35
0.79
83
贫瘦煤
9.05
17.06
0.77
15
贫瘦煤
9.29
17.08
0.79
15
1/3焦煤
8.07
34.75
0.48
88
1/3焦煤
8.26
35.26
0.51
89
配合煤
9.8
9.09
22.77
0.73
62
16
38
91.31
配合煤
9.9
9.18
23.05
0.77
65
15
37
91.14
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%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
SPM30%、1/3JM10%、FM15%
ZJM35%、柳ZJM10%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
肥煤
9.71
32.07
0.77
90
肥煤
9.86
32.56
0.76
90
主焦煤
9.66
24.3
0.73
86
主焦煤
9.73
25.35
0.78
86
贫瘦煤
9.32
16.66
0.73
15
贫瘦煤
9.51
16.53
0.74
15
一类主焦煤
优瘦煤
1/3焦煤
8.25
35.15
0.52
88
1/3焦煤
8.15
35.12
0.49
88
配合煤
9.6
9.31
23.31
0.77
64
90.71
配合煤
9.7
9.39
23.73
0.73
68
13
37
91.03
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%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
PSM40%、1/3JM25%、FM5%
ZJM20%、YSM10%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
肥煤
9.70
33.42
0.73
92
肥煤
9.72
34.33
0.66
93
主焦煤
9.64
25.27
0.76
87
主焦煤
9.60
25.77
0.77
88
贫瘦煤
9.34
16.57
0.73
18
贫瘦煤
9.45
16.97
0.74
26
优瘦煤
9.41
24.76
0.69
89
优瘦煤
9.56
23.32
0.83
84
1/3焦煤
8.71
35.89
0.50
89
1/3焦煤
8.95
36.01
0.48
88
配合煤
9.5
9.39
24.58
0.72
75
15
37
90.76
配合煤
9.6
9.43
24.19
0.73
76
91.43
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%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
ZJM35%、1/3JM20%、
FM5%、PSM40%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
肥煤
9.72
33.25
0.75
90
肥煤
9.60
33.06
0.8
90
主焦煤
9.58
25.22
0.78
86
主焦煤
9.50
24.61
0.8
86
贫瘦煤
9.47
17.82
0.80
52
贫瘦煤
9.30
17.14
0.8
39
优瘦煤
9.37
23.03
0.83
81
1/3焦煤
8.57
34.93
0.54
87
1/3焦煤
8.87
35.27
0.52
87
优瘦煤
9.53
24.11
0.78
83
配合煤
9.9
9.30
24.69
0.72
74
150
42
90.45
配合煤
10.0
9.19
23.65
0.73
70
15
42
90.22
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%
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
Mt
Ad
Vdaf
St,d
Y
X
肥煤
10.03
33.37
0.78
89
主焦煤
9.73
24.21
0.75
85
贫瘦煤
9.88
16.88
0.76
24
1/3焦煤
8.67
35.10
0.53
88
配合煤
9.6
9.09
23.73
0.74
64
15
46
90
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
PS
1/3JM
FM
ZJM
YSM
柳林ZJM
Mt
Ad
Vdaf
St,d
G
Y
（mm）
细度
Ad
Vdaf
St,d
M40
M10
M25
M10
CRI
CSR
>80
80-60
60-40
1
30
35
20
15
8.98
25.98
0.67
74
11.89
1.00
0.57
87.20
2.40
1067—1107
2
35
35
10
20
10.1
8.65
25.93
0.68
72
11.58
1.09
0.55
89.00
5.73
95.50
3.50
1247—1325
3
40
30
10
20
9.5
8.73
24.68
0.68
67
17
90.69
11.48
1.03
0.55
88.67
6.64
89.21
5.99
40.20
28.07
22.67
1267—1325
4
45
10
15
30
9.8
9.09
22.77
0.73
62
16
91.31
11.71
1.09
0.62
86.11
8.08
89.93
7.50
38.87
26.52
23.84
1248—1293
5
40
10
15
35
9.9
9.18
23.05
0.77
65
14
91.14
11.93
1.12
0.63
87.10
8.51
89.30
9.10
1
59.13
20.93
13.17
1253—1245
6
35
10
15
40
10
9.6
9.39
23.73
0.73
70
13
90.71
11.99
1.07
0.62
89.76
7.86
15.20
30.30
43.50
7
40
10
15
35
10
9.7
9.39
24.58
0.72
75
15
91.03
12.05
1.10
0.60
89.17
7.12
92.77
5.73
24.92
28.02
26.78
8
40
10
15
25
10
9.5
9.43
24.19
0.73
76
90.43
12.21
1.11
0.58
90.30
6.06
91.90
6.10
32.27
33.63
22.80
9
40
25
5
20
9.63
9.30
24.69
0.72
74
15
90.45
12.26
1.17
0.62
89.92
6.29
28.57
64.56
32.31
31.03
25.40
10
45
20
5
30
9.88
9.19
23.65
0.73
70
15
90.22
11.67
1.19
0.61
89.09
6.87
23.53
71.99
11
40
20
5
35
10.0
9.23
24.50
0.74
68
15
90.43
11.75
1.14
0.64
85.79
10.2
12
30
20
5
45
9.70
9.31
24.91
0.73
74
14
91.34
11.73
1.10
0.63
89.87
7.02
方案4、5贫瘦煤配入达40、45%，降低1/3JM10%、FM15%，提高ZJM30—35%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G＜85，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%，ZJM25—30%，变化趋势：
焦炭M40＞88%，变化很小；当ZJMG＞85，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30—45%，强粘性煤25%—30%，但FM降5%，1/3JM20—25%，ZJM20—45%其变化趋势：
M40＞88，M10＜7.02%，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
PS
1/3JM
FM
ZJM
YS
柳JM
M40
M10
3
.20
2.40
4
.67
6.64
4
.10
8.51
30
20
5
45
15
89.87
7.02
4
90.30
6.06
4
9.92
6.29
45
20
5
30
39
89.09
6.87
45
10
15
30
15
86.11
8.08
40
20
5
35
29
85.79
10.20
35
10
15
40
10
89.76
7.86
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G《65时，耐磨指标变坏，M10》8。
4.4配煤对捣固炼焦的影响
M10M40M10M40
1590M40
M401590
7.5
M108510
5
5M10
2.580
05101520010203040
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