马金鹏
酒钢宏兴钢铁股份有限公司焦化厂 甘肃省嘉峪关市 735100
摘要：该文首先分析了煤炭的基本性质，接着运用实验对比的方法，研究了炼焦煤灰成分对焦炭质量的影响，有利于生产技术人员优化配煤比例，提升资源利用效率，有效降低交谈中碱金属的含量，保证焦炭的质量，创造更多的经济利益，减少对周围环境的污染。
关键词：炼焦煤；灰成分；焦炭质量；影响
炼焦煤灰成分会对焦炭生产对企业生产效益和产品质量产生十分重要的影响。但是从实际生产现状来看，由于灰成分自身的性质，导致焦炭出现质量问题，减少了企业生产效益的产出，不利于企业的长远发展。
在进行炼焦煤生产过程中，其中的灰成分具有不收缩和不容易软化熔融的特点，技术人员一旦没有进行处理，就会降低炼焦煤的黏性，导致焦炭出现裂纹，抗碎强度和耐磨强度不断降低，会最终影响煤炭的质量。通过分析炼焦煤灰成分对焦炭质量的影响，技术人员可以对整个生产过程的灰成分进行分析，做出合理的评价，然后采取相应的处理措施，提升焦炭的质量。因此，该文主要运用实验对比的方法，针对炼焦煤灰成分对焦炭质量的影响进行分析和论述。
1炼焦煤灰成分对焦炭影响原理
炼焦煤灰成分含有有害物质，会对焦炭反应产生十分重要的影响。根据实际生产的情况，灰成分会对焦炭热性能产生的影响，主要是通过热氧化碳反应性催化作用来进行的。在灰成分中，氧化钠、氧化钾、氧化钙等，在实际生产过程中，会产生负催化作用，对二氧化碳反应具有一定的抑制作用。并且不同的灰成分会对二氧化碳反应性催化作用产生不同的影响。因此，为了更好地反映灰成分对二氧化碳反应性的影响，技术人员可以把催化作用赋予不同的数值，从而对催化作用进行区分，获得相应的催化指数。
2实验数据分析
掌握炼焦煤灰分中有害元素的含量，分析其对煤质、焦质的影响，提供炼焦煤新的评价依据，可指导炼焦煤采购，稳定焦炭质量［3］。
2．1焦煤灰成分分析
焦煤中的灰成分组成。在焦煤催化指数排序中，山西金家庄焦煤催化指数最低，作为大焦炉骨架煤种使用，对稳定焦炭质量起到了较好的巩固作用。太阳石催化指数较好，但其锌含量较高，由于锌不参与催化指数的计算，对催化指数没有影响，但对高炉影响较大，应控制其配入量。丰德能源焦煤的Fe2O3含量较高，相对而言SiO2、Al2O3含量较少，催化指数较高，但其K2O、CaO含量并不高，对高炉影响不大。对比天安田庄与天安地区整合矿，整合矿中起负催化作用的成分含量较高，正催化作用的SiO2、Al2O3含量较低，所以整合矿的催化指数高达8．55%，在生产中使用整合矿后，焦炭指标出现明显下滑。
经过脱灰处理以后，不同煤种挥发分和G值没有出现明显的变化。根据实际实验的结果，同2种类型的煤种，如果灰成分、黏结性和结焦性没有明显的差异，但是粒焦反应性存在很大的差别，主要是由于灰成分导致的。如果煤炭中碱金属的比例过高，在催化作用下，就会加剧二氧化碳在高温条件的反应。
高含量碱金属会对煤焦炭热态产生明显的影响，西北煤配方案设计过程中，技术人员需要合理搭配煤中的气、焦、瘦比例，控制好胶质体和惰性物质的数量，减少有害物质的影响，提升产品生产质量。在该次实验中，主要对炼焦配煤得到焦炭的强度、块焦反应性以及反应以后的强度等性质进行了深入的分析。在进行西北煤配置古城中，冷态强度没有降低，反而有所提升。
通过分析配煤替代后焦炭的反应性变化和配煤替代焦炭反应后强度变化，焦炭的反应性呈现出不同程度的增加，经过反应以后的强度有所减少。经过分析配煤体态焦炭灰催化指数，会随着西北煤配入有一定程度的提升，在配入量不断增加的前提下，灰催化指数就会出现增加。通过分析MBI焦炭反应性、反应后强度的关系，灰催化指数会呈现出明显的线性特点。在进行西北煤配煤的过程中，灰成分存在比较明显的差异，配煤的结焦性和灰成分含量变化不会出现明显的变化。经过高温碳化以后的焦炭冷态强度也没有明显的变化，但是对焦炭热反应性和反应后强度产生极为不利的影响。
2.2实验测定
为了保证实验质量，实验人员要把脱灰前后的煤试样粒径控制在3mm以下，入炉煤水分要控制在8%，坩埚炉温度加热到400℃，然后升温速度要调整为每分钟上升3℃，保证焦饼中心的温度达到950℃，在保温40min以后，然后通入氮气，在坩埚炉壁的温度冷却到200℃以下，实验人员可以取出焦炭。坩埚焦焦炭反应性测定要在粒焦反应性装置上进行测定，然后取出一定量的、经过干燥后的焦样，以20℃/min~25℃/min的速度进行升温，在上升到400℃以后，再通入氮气进行保护。然后升温到1100℃，再切换成二氧化碳，流量控制在0.5L/min，整个反应的时间大约为120min。最后通入氮气进行冷却保护，温度降到室温，通过反应前后焦样损失质量百分比作为粒焦反应性指标。在整个焦炭光学组织和纤显微结构分析过程中，按照一定的标准进行焦炭试样的制备工作，实验人员主要采用NIKON-Ⅱ偏反光光学显微镜，对煤的显微组分和矿物进行测定，然后利用焦炭光学组织指数分析焦炭光学组织各向异性程度。
3实验结果分析
煤的灰成分以及灰成分分析通过对单种煤基本性质进行分析，西北煤和东部煤的灰成分差别不大，挥发分适中，但是西北煤的黏结指数的G值同类的东北煤高。作为肥煤的西北煤比东部煤的G值也要高。根据表1统计的数据，东部煤的硅铝含量比较高，从总量上讲，都超过了80%，但是碱金属含量比较低。在分析西北煤灰成分过程中，内部酸性氧化物含量存在较为明显的差异，碱性氧化物含量很高，是东部煤含量的3~4倍。另外，通过对内部含量分析，西北煤中含有大量的锰、稀土金属元素等。通过以上分析，西北煤中矿物质硅铝含量比较低，但是具有催化作用的矿物质含量比较高。
4结论
将灰成分纳入炼焦煤评价体系，与煤的常规指标、焦炉数据参与炼焦煤评价，可使评价更客观全面。对于催化指数特别高的煤种，在生产使用中应与催化指数低的煤种配合使用，且配入量不能过高。焦炉炼焦生产中，焦炭的灰分完全是炼焦煤带入的，因此应控制炼焦煤中的灰分，选择更适合高炉需求的炼焦煤资源。
参考文献
［1］周师庸，赵俊国．炼焦煤性质与高炉焦炭质量［M］．北京:冶金工业出版社，2005:230－232．
［2］乔国强．灰成分对焦炭热性能影响的研究［D］．武汉:武汉科技大学，2006．
［3］张伟林．灰成分对焦炭热性能的影响及结果预报［J］．新疆钢铁，2008，14(3):5－7．