常磊
铜陵泰富特种材料有限公司，安徽 铜陵 245200
摘 要：基于国内煤炭市场紧缺,同等品质进口煤价格往往较国内煤炭低,进口煤在国内应用的种类和比例越来越多。本文从公司所用进口主焦煤的工艺指标、黏结性指标、镜质组反射率、小焦炉成焦实验等方面，对所用主焦煤进行煤质分析评价。并通过配煤炼焦实验研究，优化配煤使用方案，稳定焦炭质量。
关键词：黏结性；结焦性；煤质分析；配煤炼焦
1、引言
铜陵泰富特种材料有限公司（以下简称铜陵泰富）是拥有2座4.3m捣固焦炉和2座7m顶装焦炉及其配套设施，年产干熄焦炭240万吨的独立焦化企业。主要为集团内江阴兴澄特钢3200m3大高炉和1280m3中高炉生产优质的冶金焦炭，因此需要使用优质炼焦煤资源。而国内煤炭资源日益减少特别是优质炼焦煤资源更是出现短缺。因此进口炼焦煤将是我国近阶段解决煤炭紧缺的主要方式，此次研究的进口煤炭是澳大利亚主焦煤，澳大利亚已探明的具有经济意义的烟煤达到39.7x109t。
2、煤质特性
2.1 单种煤煤质分析
此次研究的进口煤来自于澳大利亚海格力克，其单种煤的煤质检测结果如表。
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海格力克主焦煤具有中高灰、低硫的特点，挥发分适中，该煤G、Y值较高，均具有强黏结性煤的特征，且胶质层曲线程微波形，说明这种主焦煤的结焦性能较好。
2.2 单种煤的塑性指标
基式流动度表征煤在热解过程中所生成的胶质体的流动性质、反映煤在干馏时形成胶质体的粘度、表征煤的塑性，是表征煤的粘结性的重要手段；奥亚膨胀度是通过测定煤在加热过程中形成胶质体时的膨胀特性来表征煤的黏结性。对中、强黏结性煤的区分能力较强，不仅能反映胶质体的数量，还能反映胶质体的质量，最大膨胀度b值能表征煤的黏结性和结焦性。
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海格力克主焦煤的塑性温度区间适中，均具有较大的流动度，且膨胀度大，说明其在配煤炼焦过程中能够提供大量多余的胶质体来黏结外部惰性组分，有较好的容惰能力。
2.3单种煤镜质组反射率
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从镜质组反射率分布图看，该种主焦煤均为严格意义上的主焦煤，Rran分布集中，单一性很好，变质程度中等。
2.4单种煤的碱金属含量
煤中的矿物质在炼焦过程中转化成焦炭中的矿物质,对焦炭碳溶反应的催化作用分两类:一类是正催化作用,一类是零催化或负催化作用。正催化作用是指矿物质可加速焦炭的溶损反应,提高焦炭的反应性，主要为K2O、Na2O、MgO、CaO、Fe2O3。
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由上表可知，穆村主焦煤和屯兰主焦煤碱金属含量均不高，尤其是CaO和Fe2O3低于国内煤炭的平均水平，这与该主焦煤的焦炭热态强度较好相吻合。
2.5单种煤的结焦性能
我公司使用北京煤化工研究分院设计的MHJ-40-Ⅲ型40kg底装式实验焦炉对入厂单种煤进行小焦炉实验，用来确定各单种煤的结焦性能。小焦炉试验条件：入炉煤水分8%～11%；细度82%～85%；干基堆密度0.9t/m3；结焦时间：800℃入炉，19小时升温至1050℃，保温3小时，焦饼中心温度1000℃左右，水熄焦；按国标法检测焦炭反应性和反应后强度，并模拟高炉反应条件，制定了焦炭热性能高温测试法，测定焦炭在模拟高炉反应条件下的高温反应性。
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该主焦煤炼出的焦炭，整体收缩不明显，与铁箱边缘间隙小，裂纹较少，焦炭块度整体偏大，致密度较高，焦炭呈银灰色，表面气孔较少，撞击声音清脆，焦根部分无明显蜂窝焦，机械强度很高，焦煤特征比较明显，结焦性能非常好。且在模拟高炉反应条件下仍能保持70%以上的强度，说明在高炉中有较好的抵抗高温下的碳溶损反应的能力。
3、配煤炼焦实验研究
根据海格力克主焦煤的各项煤质特性，结合国内其他炼焦煤资源和生产配比，开展配煤炼焦实验，采用40kg小焦炉实验和炉孔实验相结合的方式进行配煤炼焦实验研究。其他炼焦煤主要煤质指标如下。
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3.1 40kg荷重小焦炉实验
实验条件：40kg小焦炉实验；配合煤细度（小于3mm）大于85%；采用捣固装煤方式，堆密度0.9t/m3；荷重压力：0.15MPa；配合煤水分10%～11%；结焦时间19h升温+3h保温；熄焦方式：干熄焦；除尘焦粉取用焦场综合样。
3.2.1 配煤方案选择
主焦煤B为山西主焦煤，也是一种优质的主焦煤，其各项煤质指标与海格力克主焦煤基本接近，现考虑用海格力克主焦煤替代主焦煤B，考察焦炭强度的变化。
3.2.2 小焦炉实验配煤方案
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方案A0作为铜陵泰富实际生产顶装一级定制焦配煤方案，其质量要求为Ad≤12.5%；St,d≤0.80%；CRI≤25%；CSR≥68%。前期经过大量实验证明，按照3.1 40kg荷重小焦炉试验的实验条件进行顶装配合煤小焦炉实验得到的焦炭工业分析与顶装焦炉生产的焦炭工业分析基本相同，焦炭反应性高1.0%-2.0%，反应后强度低1.0%-2.0%。我们认为小焦炉焦炭CRI≤26%，CSR≥67%则满足质量要求。因此，由表4可知，所有方案得到的焦炭均能满足质量要求，可以在原有基础上进行优化调整或直接进行炉孔实验。
3.2.3 7m炉孔试验方案
根据40kg小焦炉实验结果，直接以A1、A2、A3三个方案为顶装炉孔试验配煤方案，进行8小时炉孔生产试验，焦炭产量约1500吨，得到的焦炭各项指标具体如下：
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由表5可知，方案A0是顶装焦炉实际生产的一级定制焦各项指标，方案A1进行炉孔试验得到的焦炭机械强度略有上升，热态强度明显提高；方案A2进行炉孔实验得到的焦炭的各项指标均能满足铜陵泰富一级定制焦的质量指标，同时还能使一级定制焦的吨焦配煤成本下降约62元。
4、结 论
（1）该进口主焦煤是十分优质的主焦煤资源，具有低硫、黏结性强、碱金属含量低、结焦性能非常好的特点。
（2）配煤过程中使用该种主焦煤能够起到提高焦炭质量或在稳定焦炭质量的条件下降低配煤成本的作用。
（3）该种主焦煤能缓解国内优质主焦煤炭紧缺情况，满足国内钢铁企业发展需求。
参考文献：
[1]姚昭彰，郑明东.炼焦学[M].北京.冶金工业出版社，2018（3）.
[2]裴贤丰，王晓磊.配煤炼焦[M].北京.中国石化出版社，2014（12）.
作者简介：常磊（1991-），男，安徽铜陵，铜陵泰富特种材料有限公司技术员，学士，2013年毕业于安徽工业大学化学工程专业，现从事炼焦配煤技术工作。