在進行煉焦配煤操作時,對配合煤的主要質量指標要求包括: 化學成分指標即灰分、硫分、和磷含量,工藝性質指標即煤化度和粘結性,煤巖組分指標和工藝條件指標即水分、細度、堆密度等。
1、配合煤的灰分
煤中灰分在煉焦后全部殘留于焦炭中。
不同用途的焦炭對灰分的要求各不相同,一般認為,煉冶金焦和鑄造焦時,配合煤灰分為7%~8%比較合適。煉氣化焦時,則為15%左右。
2、 配合煤的硫分
隨焦炭帶入高爐中的硫占全部爐料中硫的大部分,因此,煉焦配合煤的硫分應控制在規定的指標以下。煤中硫分約為60%~70%轉入焦炭。因配合煤的產焦率為70%~80%,故焦炭硫分約為配合煤硫分的80%~90%。由此可根據焦炭對硫分的要求計算出配合煤硫分的上限。
3、配合煤的磷含量
由于含磷高的焦炭將使生鐵冷脆性變大,因此生產中要求配合煤的含磷量低于0.05%。中國的冶金焦合鑄造焦出口時,外商對磷含量的要求十分嚴格,氣化焦對磷含量一般沒有特殊要求。
4、 配合煤的煤化度
配合煤的煤化度控制應從需要、可能、合理利用資源、經濟實效等方面綜合權衡。
配合煤的揮發分對焦炭的最終收縮量、裂紋度及化學產品的質量、質量有直接影響。
從兼顧焦炭質量以及焦爐煤氣合煉焦化學產品產率出發,各國通常將裝爐煤揮發分控制在28%~32%范圍內。制取大型高爐用焦炭的常規煉焦配合煤,煤化度指標控制的適意范圍時平均最多反射率=1.2%~1.3%,相當于揮發分=26%~28%。但還應視具體情況,并結合粘結性指標的適宜范圍一并考慮。氣化焦用煤的揮發分應大于30%。
5、配合煤的黏結性
配合煤的黏性指標是影響焦炭強度的重要因素。
各國用來表征結黏性的指標各不相同。常用的黏結性指標有煤的膨脹度b、煤的流動度MF、膠質層指數y、X和黏結指數G,這些指數值大,表示黏結性強。多數室式煉焦配合煤黏結性指標的適宜范圍有以下數值:最多流動度MF值為70(或100)~103ddpm:
奧-阿膨脹度≥50%,最多膠質層厚度y為17~22㎜,G為58~72。氣化焦對配煤的黏結性指標要求較低。配合煤的黏結性指標一般不能用單種煤的黏結性指標按加和性計算
6、配合煤的煤巖組分
配合煤中煤巖組分的比例要恰當,配合煤的顯微組分中的活性組分占主要部分,但也應有適當的惰性組分作為骨架,以利于形成致密的焦炭,同時也可緩解收縮應力,減少裂紋的形成。惰性組分的適宜比例因煤化度不同而異,當配煤的最大反射率<1.3時,以30%~32%較好;當最大反射率>1.3時,以25%~30%為好。
采用高揮發分煤時,尚需考慮穩定組含量。
7、配合煤的水分
無論煉制何種焦炭,配合煤的水分一般要求在7%~10%之間,并保持穩定,以免影響焦爐加熱制度的穩定。對生產來說,水分高將延長結焦時間,配合煤的水分每增加1%,結焦時間需延長20min,從而降低產量。其次配煤水分過高,產生的酚水量增加。此外,在一般細度的條件下,當配合煤水分為7%~8%時,堆密度最小,對煤進行干燥可使堆密度增加,從而改善煤料的黏結性。
8、配合煤的細度
細度是度量煉焦煤粉碎成度的一種指標,用小于3㎜粒級煤占全部配合煤的質量百分率來表示。各國焦化廠都根據本廠煤源的煤質和裝爐煤的工藝特征確定細度控制目標。將煤粉碎到一定細度,可以保證混合均勻,從而改善焦炭內部結構的均勻性,但是,粉碎過細會降低裝爐煤的黏結性和堆密度,以致于降低焦炭的質量和產量。在配合煤中,弱黏結性煤應細粉碎(如氣煤預破碎或選擇粉碎工藝),強黏結性煤細度不要過高,有利于提高焦炭的質量和產量。一般對配合煤細度控制范圍為:常規煉焦時,小于3㎜粒級量為72%~80%,配型煤煉焦時為85%左右搗固煉焦時為90%以上。
.com 控制配合煤細度的措施主要有:正確選用煤粉碎機;在粉碎前篩出粒度小于3㎜的煤,以免影響粉碎。
9、配合煤的堆密度
該質量控制指標是指焦爐炭化室中單位容積煤的質量,常以㎏/m3表示。配合煤堆密度大,不僅可以增加焦炭產率,而且有利于改善焦炭質量。但隨著堆密度的增加,膨脹壓力也增大,而配合煤膨脹壓力過大會引起焦爐爐體破壞。因此,提高配合煤堆密度以改善焦炭質量的同時,嚴格防止膨脹壓力超過極限值,一些國家對膨脹壓力極限值視試驗條件不同而不同,其范圍波動在10~24Kpa范圍內。
提高堆密度的途徑主要有:合理控制煤的水分和粒度分布、采用煤搗固工藝,煤壓實工藝、煤干燥工藝、煤預熱工藝或配型煤工藝等。