專利名稱：：基于催化指數(shù)的煉焦配煤方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及煉焦配煤
技術領域：
，特別是煉焦配煤方法。
背景技術：
：焦炭是高爐煉鐵生產的主要原料之一，焦炭質量的好壞直接影響高爐冶煉的過程和冶煉效果。所以生產能滿足高爐要求的焦炭是高爐順行的保證，生產出優(yōu)質焦炭是高爐高效的保證?？茖W研究和生產實踐均表明，焦炭質量主要取決于配合煤的質量和備煤、煉焦生產工藝條件。在工藝條件一定的情況下，焦炭質量主要取決于配合煤的質量。而配合煤是由氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等多種煤配合而成。因此，各單種煤的選擇、單種煤性質的深入研究、配煤比的選擇、配合煤質量參數(shù)的選擇和確定至關重要。傳統(tǒng)的煉焦配煤方法中，一般只考慮Ad、Vdaf、St,d、G、Y配煤指標，只使用這些配煤指標作為配煤參數(shù)，配出的配合煤質量波動較大，從而影響了焦炭的質量。另外，人們在研究單種煤的煤質特征時，除考慮常規(guī)煤質指標(Ad、Vdaf、St,d、G、Y)夕卜，還包括通過單種煤的煤灰成分計算單種煤的煤灰成分的催化指數(shù)。例如某單種煤灰成分見表l:表l某單種煤灰成分煤灰成分(單位％)催化指數(shù)Si02A1203Fe2()3Ca0Mg0K20歸Ti02Mn0BaOMCI31.1618.3910.3619.650.910.440.410.570.120.2314.17其催化指數(shù)為:7一爿Fg2Q3+1.85《2(9+2.2油2<9+1.600+1.90.83Mg(9十O督"O，:'—rf(100-。(&'O2+0.4L4/2O3+2.577。2)X=14.17式中MCI——單種煤的灰成分催化指數(shù)；Ad——單種煤的干基灰分，單位％;Fe203——單種煤的灰成分中Fe203的質量含量，單位％;K20——單種煤的灰成分中K20的質量含量，單位％;Na20~~單種煤的灰成分中Na20的質量含量，單位％;Ca0~~單種煤的灰成分中Ca0的質量含量，單位％;Ba0——單種煤的灰成分中Ba0的質量含量，單位％;Mg0~~單種煤的灰成分中Mg0的質量含量，單位％;Mn0——單種煤的灰成分中Mn0的質量含量，單位％;Si02——單種煤的灰成分中Si02的質量含量，單位％;A1203——單種煤的灰成分中Al203的質量含量，單位％;Ti02——單種煤的灰成分中Ti02的質量含量，單位Vd——單種煤的干基揮發(fā)分，單位％。目前，催化指數(shù)只用于單種煤的煤質特征研究上，并沒有用在煉焦配煤方法的生產實踐中。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于催化指數(shù)的煉焦配煤方法，該煉焦配煤方法選擇合適的配合煤質量參數(shù)參與配煤，進一步提高了配合煤質量的穩(wěn)定性，從而進一步提高焦炭的質量。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是基于催化指數(shù)的煉焦配煤方法，其具體步驟為(1)分別檢測可參與配煤的單種煤灰成分的步驟；該步驟至少獲得各單種煤的Fe203、K20、Na20、CaO、BaO、MgO、MnO、Si02、A1A、Ti02的質量含量；(2)分別檢測可參與配煤各單種煤的干基灰分和干基揮發(fā)分的步驟；(3)選定參與配煤的單種煤的步驟；(4)設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量的步驟；(5)計算的步驟，具體為計算配合煤的煤灰成分的催化指數(shù)(Fe203)A+1.85(K20)6+2.2(，)6+1+1.9,6>)t+0.83(順)6+0.9(腳)*，,駕4^[100-(。6][(&02)*+0.41G4/2O3)6+2.5(7702)6]式中MCIb——配合煤的灰成分催化指數(shù)；(Ad)b——配合煤的干基灰分，單位％;(Ad)b=2仏(FeA)b——配合煤的灰成分中Fe203的質量含量，單位％;5(FeA)b=2Xi(FeA)i(K20)b——配合煤的灰成分中K20的質量含量，單位％;(K20)b=2Xi(K20)i(Na20)b——配合煤的灰成分中Na20的質量含量，單位％;(Na20)b=SXi(Na抓(Ca0)b——配合煤的灰成分中Ca0的質量含量，單位％;(CaO)b=2Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的質量含量，單位％;(BaO)b=2Xi(BaO)i(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的質量含量，單位％;(MgO)b=2Xi(MgO)i(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的質量含量，單位％;(MnO)b=SXi(MnO)i(Si02)b——配合煤的灰成分中Si02的質量含量，單位％;(Si02)b=2Xi(Si02)i(Al203)b——配合煤的灰成分中A1A的質量含量，單位％;(Al203)b=SXi(Al203)i(Ti02)b——配合煤的灰成分中Ti02的質量含量，單位％;(Ti02)b=2Xi(Ti02)i(Vd)b——配合煤的干基揮發(fā)分，單位％;(Vd)b=2XiVdi其中Xi——單種煤i在配合煤中的質量含量，單位％;Adi——單種煤i的干基灰分，單位％;(FeA)i——單種煤i的灰成分中Fe203的質量含量，單位(K20)i——單種煤i的灰成分中K20的質量含量，單位％;(Na20)i——單種煤i的灰成分中Na20的質量含量，單位％;(CaO)i——單種煤i的灰成分中CaO的質量含量，單位％;(BaO)i——單種煤i的灰成分中BaO的質量含量，單位％;(MgO)i——單種煤i的灰成分中MgO的質量含量，單位％;(MnO)i——單種煤i的灰成分中MnO的質量含量，單位％;(SiO丄——單種煤i的灰成分中Si02的質量含量，單位-%;(Al203)i——單種煤i的灰成分中八1203的質量含量，單位％;(Ti02)i——單種煤i的灰成分中Ti02的質量含量，單位％;Vdi——單種煤i的干基揮發(fā)分，單位％。(6)判斷的步驟，具體為MCIb《4為合格，否則不合格。上述煉焦配煤方法還包括(7)根據(jù)步驟(6)獲得的結果作以下選擇合格，結束；或，不合格，重新選定參與配煤的單種煤，重復步驟(3);或，不合格，重新設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量，重復步驟(4)。本發(fā)明煉焦配煤方法的原理灰成分是焦炭碳溶損反應的催化劑，不同灰成分有著不同的催化性能。研究結果表明K20、Na20、MgO、CaO、BaO、VA、Mn02、Fe203、CuO、Pb02、ZnO是碳溶損反應的正催化劑；B203、Ti02是碳溶損反應的負催化劑，即鈍化劑；A1A、Si02對碳溶損反應幾乎不起作用。催化指數(shù)表示灰成分的綜合催化作用，用焦炭的反應性CRI和反應后強度CSR表征焦炭的碳溶損反應程度(即焦炭的熱態(tài)性能)。催化指數(shù)對焦炭的熱態(tài)性能(反應性CRI和反應后強度CSR)影響顯著。催化指數(shù)與CRI正相關，與CSR負相關。因此控制煤灰成分的催化指數(shù)可以顯著影響焦炭的熱態(tài)性能。不同煤種的礦物組成也各不相同，灰成分變化范圍很寬，直接影響焦炭的質量，并進而影響高爐冶煉。如煤中的堿金屬含量高將增加高爐的堿負荷，加劇焦炭在高爐爐身部位的粒度降解；煤中氧化鋁含量高會增加高爐的渣量和使爐渣的流動性變差，不僅可能使爐渣在水泥工業(yè)中應用時產生問題，還會影響到高爐的順行；高爐鐵水的硫含量高低與煤中的硫也有直接關系；煤中的磷灰石等磷酸鹽礦物對高爐鐵水的磷含量會有影響等。本發(fā)明煉焦配煤方法在煉焦配煤方法中增加催化指數(shù)指標，可進一步提高了配合煤質量的穩(wěn)定性，從而進一步提高焦炭的質量。具體實施例方式本發(fā)明基于催化指數(shù)的煉焦配煤方法實施例，其具體步驟為(1)分別檢測可參與配煤的單種煤灰成分的步驟；該步驟至少獲得各單種煤的Fe203、K20、Na20、CaO、BaO、MgO、MnO、Si02、A1203、Ti02的質量含量(檢測方法GB/T1574煤灰成分分析方法)；見表2:(2)分別檢測可參與配煤各單種煤的干基灰分和干基揮發(fā)分的步驟(檢測方法GB/T212煤的工業(yè)分析方法)；(3)選定參與配煤的單種煤的步驟；見表3;<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>MCIb——配合煤的灰成分催化指數(shù)；(Ad)b——配合煤的干基灰分，單位％;(Ad)b=SXiAdi，以方案l為例(Ad)b=5*8.66+10*7.73+15*9.8+10*7.44+10*9.76+20*9.42+10*9.69+5*9.56+5*9.77+10*9.87(Fe203)b——配合煤的灰成分中Fe203的質量含量，單位％;(Fe203)b=2Xi(Fe203)i(K20)b——配合煤的灰成分中K20的質量含量，單位％;(K20)b=2Xi(K20)i(Na20)b——配合煤的灰成分中Na20的質量含量，單位％;(Na20)b=SXi(Na20)i(CaO)b——配合煤的灰成分中CaO的質量含量，單位％;(CaO)b=2Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的質量含量，單位％;(BaO)b=SXi(BaOh(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的質量含量，單位％;(MgO)b=SXi(MgO)!(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的質量含量，單位％;(MnO)b=SXi(MnO)i(Si02)b——配合煤的灰成分中Si02的質量含量，單位％;(Si02)b=2Xi(Si02)i(Al203)b——配合煤的灰成分中Al203的質量含量，單位％;(Al203)b=2Xi(AlA)i(Ti02)b——配合煤的灰成分中Ti02的質量含量，單位％;(Ti02)b=SXi(Ti02)i(Vd)b——配合煤的干基揮發(fā)分，單位％;(Vd)b=2XiVdi其中Xi——在配合煤中單種煤i在配合煤中的質量含量，單位％;Adi——單種煤i的干基灰分，單位％;(Fe203)i——單種煤i的灰成分中Fe203的質量含量，單位％;(K20)i——單種煤i的灰成分中K20的質量含量，單位％;(Na20)i——單種煤i的灰成分中Na20的質量含量，單位％;(Ca0)r——單種煤i的灰成分中CaO的質量含量，單位％;(Ba0)r——單種煤i的灰成分中Ba0的質量含量，單位％;(MgOh-——單種煤i的灰成分中Mg0的質量含量，單位％;(MnO)r——單種煤i的灰成分中Mn0的質量含量，單位%;(SiO^——單種煤i的灰成分中Si02的質量含量，單位%;(A1A)i——單種煤i的灰成分中A!203的質量含量，單位》(Ti02)——單種煤i的灰成分中Ti02的質量含量，單位％;vdi一單種煤i的干基揮發(fā)分，單位％。(6)判斷的步驟，具體為MCIb《4為合格，否則不合格。方案1的催化指數(shù)MCIb=3.37。生產所得焦炭質量抗碎強度M40=87.2%，耐磨強度M10=6.2%，反應性CRI=24.1%，反應后強度CSR-67.5%。方案2的催化指數(shù)MCIb=3.44。實際生產所得焦炭質量抗碎強度i(40=87.0%，耐磨強度M胸.3鬼，反應性CRI=24.5%，反應后強度CSR=67.1%。方案3的催化指數(shù)MCIb=3.60。實際生產所得焦炭質量抗碎強度M40=86.8%,耐磨強度M10=6.4%，反應性CRI=24.6%，反應后強度CSR=66.8%。方案4的催化指數(shù)MCIh=3.82。實際生產所得焦炭質量抗碎強度M40=86.5%，耐磨強度似10=6.5%，反應性CRI-24.9V反應后強度CSR=66.1%。方案5的催化指數(shù)MCIb=5.24。實際生產所得焦炭質量抗碎強度M40=83.5%，耐磨強度10=7.3%，反應性CRI=29.2%，反應后強度CSR=59.2%。方案1-4的MCIb均合格，實際生產所得焦炭質量也合格。方案5的MCIb不合格，實際生產所得焦炭質量中的反應性CRI，反應后強度CSR指標不合格。(7)根據(jù)步驟(6)獲得的結果作以下選擇合格，結束；或，不合格，重新選定參與配煤的單種煤，重復步驟(3);或，不合格，重新設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量，重復步驟(4)。權利要求1、基于催化指數(shù)的煉焦配煤方法，其具體步驟為(1)分別檢測可參與配煤的單種煤灰成分的步驟；該步驟至少獲得各單種煤的Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、BaO、MgO、MnO、SiO2、Al2O3、TiO2的質量含量；(2)分別檢測可參與配煤各單種煤的干基灰分和干基揮發(fā)分的步驟；(3)選定參與配煤的單種煤的步驟；(4)設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量的步驟；(5)計算的步驟，具體為計算配合煤的煤灰成分的催化指數(shù)式中MCIb——配合煤的灰成分催化指數(shù)；(Ad)b——配合煤的干基灰分，單位％；(Ad)b＝∑XiAdi(Fe2O3)b——配合煤的灰成分中Fe2O3的質量含量，單位％；(Fe2O3)b＝∑Xi(Fe2O3)i(K2O)b——配合煤的灰成分中K2O的質量含量，單位％；(K2O)b＝∑Xi(K2O)i(Na2O)b——配合煤的灰成分中Na2O的質量含量，單位％；(Na2O)b＝∑Xi(Na2O)i(CaO)b——配合煤的灰成分中CaO的質量含量，單位％；(CaO)b＝∑Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的質量含量，單位％；(BaO)b＝∑Xi(BaO)i(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的質量含量，單位％；(MgO)b＝∑Xi(MgO)i(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的質量含量，單位％；(MnO)b＝∑Xi(MnO)i(SiO2)b——配合煤的灰成分中SiO2的質量含量，單位％；(SiO2)b＝∑Xi(SiO2)i(Al2O3)b——配合煤的灰成分中Al2O3的質量含量，單位％；(Al2O3)b＝∑Xi(Al2O3)i(TiO2)b——配合煤的灰成分中TiO2的質量含量，單位％；(TiO2)b＝∑Xi(TiO2)i(Vd)b——配合煤的干基揮發(fā)分，單位％；(Vd)b＝∑XiVdi其中Xi——在配合煤中單種煤i在配合煤中的質量含量，單位％；Adi——單種煤i的干基灰分，單位％；(Fe2O3)i——單種煤i的灰成分中Fe2O3的質量含量，單位％；(K2O)i——單種煤i的灰成分中K2O的質量含量，單位％；(Na2O)i——單種煤i的灰成分中Na2O的質量含量，單位％；(CaO)i——單種煤i的灰成分中CaO的質量含量，單位％；(BaO)i——單種煤i的灰成分中BaO的質量含量，單位％；(MgO)i——單種煤i的灰成分中MgO的質量含量，單位％；(MnO)i——單種煤i的灰成分中MnO的質量含量，單位％；(SiO2)i——單種煤i的灰成分中SiO2的質量含量，單位％；(Al2O3)i——單種煤i的灰成分中Al2O3的質量含量，單位％；(TiO2)i——單種煤i的灰成分中TiO2的質量含量，單位％；Vdi——單種煤i的干基揮發(fā)分，單位％。(6)判斷的步驟，具體為MCIb≤4為合格，否則不合格。2、如權利要求1所述的煉焦配煤方法，其特征在于它還包括(7)根據(jù)步驟(6)獲得的結果作以下選擇合格，結束；或，不合格，重新選定參與配煤的單種煤，重復步驟(3);或，不合格，重新設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量，重復步驟(4)。全文摘要本發(fā)明涉及基于催化指數(shù)的煉焦配煤方法，其具體步驟為(1)分別檢測可參與配煤的單種煤灰成分的步驟；該步驟至少獲得各單種煤的Fe₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、BaO、MgO、MnO、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂的質量含量；(2)分別檢測可參與配煤各單種煤的干基灰分和干基揮發(fā)分的步驟；(3)選定參與配煤的單種煤的步驟；(4)設計參與配煤的各單種煤在配合煤中質量含量的步驟；(5)計算的步驟，具體為計算配合煤的煤灰成分的催化指數(shù)；(6)判斷的步驟，具體為MCI_b≤4為合格，否則不合格。本發(fā)明煉焦配煤方法在煉焦配煤方法中增加催化指數(shù)指標，可進一步提高了配合煤質量的穩(wěn)定性，從而進一步提高焦炭的質量。文檔編號C10B57/00GK101451070SQ20081024636公開日2009年6月10日申請日期2008年12月31日優(yōu)先權日2008年12月31日發(fā)明者史世莊,梁尚國申請人:武漢鋼鐵(集團)公司