專利名稱：一種使用1/3焦煤和非煉焦煤生產(chǎn)冶金焦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)冶金焦領(lǐng)域，特別是涉及利用1/3焦煤和非煉焦煤生產(chǎn)冶金焦的 方法。
背景技術(shù)：
我國煤炭資源，從低變質(zhì)的泥炭、褐煤到高變質(zhì)的貧煤、無煙煤，雖然品種齊全，但 是各煤種所占比例懸殊很大，分布很不平衡。在現(xiàn)有探明儲量中動力煤占73%，適用于煉 焦的煤只有27 %。在煉焦的原料煤中，氣煤占13. 3 %，肥煤占3. 3 %，焦煤占5. 9 %，瘦煤占 3. 9%，其他煤占0. 6%。黏結(jié)性較弱的氣煤占煉焦煤資源約50%，而強(qiáng)黏結(jié)性的肥煤和焦 煤則不足30%。優(yōu)質(zhì)易選的煉焦用煤更少，且集中分布在華北地區(qū)。資源分布及儲量與需 求不相適應(yīng)的矛盾較為突出。烏海及其周邊地區(qū)是內(nèi)蒙古自治區(qū)的主要煤炭生產(chǎn)基地，總儲量44. 3億噸，到 2002年初已具備開采能力600萬噸，主要煤種為1/3焦煤、貧煤、長焰煤、無煙煤等。其中， 烏海地區(qū)的1/3焦煤、神東地區(qū)的長焰煤、寧夏地區(qū)的無煙煤等主要煤種，儲量較大。從上 世紀(jì)60年代初開始，包鋼焦化廠曾進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究工作，但是認(rèn)為100%用內(nèi)蒙烏 海地區(qū)的煤炭為主要煤源、采用頂裝工藝煉出適合大型高爐冶煉用的冶金焦是不可能的。作為煉焦生產(chǎn)而言，最終獲得的焦炭質(zhì)量優(yōu)劣，其影響因素很多，但主要有兩大方 面一是原料煤的煤質(zhì)和它的各種煤的配比，這是首要的，也是最基本的影響因素；二是煉 焦工藝及工藝控制條件?；趦?nèi)蒙烏海及周邊地區(qū)的煤種有1/3焦煤、長焰煤、無煙煤等煤 種，并且分布廣泛，如何將這些煤種通過綜合配制和綜合利用，實(shí)現(xiàn)就地轉(zhuǎn)化深加工，生產(chǎn) GB 二級冶金焦，變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢具有迫切的需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明目的是提供一種用1/3焦煤和非煉焦煤生產(chǎn)冶金焦的 工藝方法，該方法是通過在當(dāng)?shù)貎α控S富的含硫量和灰分含量較高的1/3焦煤中加入含硫 量和灰分含量較低的非煉焦煤，應(yīng)用搗固煉焦工藝生產(chǎn)出GB 二級冶金焦。本發(fā)明提供一種生產(chǎn)冶金焦的方法，所述方法包括以下步驟1) 1/3焦煤和非煉 焦煤配制成灰分含量< 10.0%、揮發(fā)份含量<32.0%、硫分含量<0.9%、粘結(jié)指數(shù)>65的 煉焦配煤，2)用搗固煉焦工藝生產(chǎn)冶金焦，使得冶金焦中的灰分含量為< 13.5%，硫分含 量彡0.8%，揮發(fā)分含量彡1.8%，冶金焦強(qiáng)度M40彡76%、M25彡88%、M10彡8. 5%，反應(yīng) 性CRI ^ 35%,反應(yīng)后強(qiáng)度CSR彡50%。優(yōu)選的是，所述1/3焦煤為內(nèi)蒙烏海及周邊地區(qū)儲量較為豐富的1/3焦煤；非煉焦 煤是內(nèi)蒙烏海及周邊地區(qū)的長焰煤和無煙煤。優(yōu)選的是，所述1/3焦煤占配煤總重量的70 85%，優(yōu)選為78_85%;非煉焦煤占 配煤總重量的15 30%，優(yōu)選為15 22%。優(yōu)選的是，所述冶金焦煤中含有以重量計(jì)，78-85 %的1/3焦煤，10-12%的長焰
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煤，和5-10%的無煙煤。優(yōu)選的是，本發(fā)明所述1/3焦煤中的灰分含量10. 3 10. 55%，硫分含量0. 9 1. 1 %，揮發(fā)份含量29. 5 32. 5%，粘結(jié)指數(shù)80 92 ；所述長焰煤中的灰分含量3. 5 4. 3%，硫分含量0. 25 0. 3%，揮發(fā)份含量37 40%，粘結(jié)指數(shù)為0 ；所述無煙煤中的灰 分含量5. 5 7%，硫分含量0. 24 0. 29%，揮發(fā)份含量9 10%，粘結(jié)指數(shù)為0。優(yōu)選的是，所述步驟1)中所述配制包括將無煙煤和長焰煤先分別單獨(dú)粉碎，粉 碎到粒徑彡1mm的顆粒占70%以上，其中< 0. 5mm的顆粒占50% ；然后再與1/3焦煤混合 并粉碎，粉碎到粒徑< 3mm的顆粒占85%以上。優(yōu)選的是，本發(fā)明步驟2)中所述搗固包括控制煉焦配煤的水分含量為10士 1%， 用搗鼓機(jī)械將其搗固成堆積密度為1. 0 1. lt/m3煤餅(13200*450*4000)。優(yōu)選的是，本發(fā)明步驟2)中所述煉焦包括結(jié)焦的時(shí)間為22小時(shí)30分，結(jié)焦的溫 度為1350°C，焦餅中心的溫度為1000-1050°C。無煙煤和長焰煤不是煉焦用煤，本發(fā)明應(yīng)用搗固工藝，將其配入到煉焦用煤中，配 入的非煉焦煤與1/3焦煤緊密結(jié)合，在煉焦過程中熔為一體，1/3焦煤產(chǎn)生的膠質(zhì)體分布到 不產(chǎn)生膠質(zhì)體的非煉焦煤之中；在結(jié)焦過程中有效的熔融、粘結(jié)，形成結(jié)構(gòu)緊密的焦塊，使 煉制的冶金焦達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械強(qiáng)度和熱態(tài)性能的指標(biāo)要求。另外，低灰低硫的非煉焦 煤，配入1/3焦煤煉焦，可降低冶金焦的灰分和硫分并可減小煉焦過程中焦煤對焦?fàn)t的膨 脹壓力，以免發(fā)生推焦困難的現(xiàn)象。再有，無煙煤的巖相組分，可使煉焦過程中焦餅收縮時(shí) 減少收縮應(yīng)力，使焦炭裂紋減少，提高機(jī)械強(qiáng)度，并且改善焦炭的熱反應(yīng)性。總而言之，本發(fā)明通過搗固煉焦工藝，成功利用1/3焦煤和非煉焦煤生產(chǎn)二級冶 金焦；實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)孛禾抠Y源的綜合利用和資源轉(zhuǎn)換，提升了當(dāng)?shù)孛禾抠Y源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)通過以下實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不受限于此。1、制定配煤方案1.1煤的種類產(chǎn)自于內(nèi)蒙烏海及周邊的1/3焦煤，具有較好的結(jié)焦性能，灰高硫高難洗，一般洗 精煤灰分含量達(dá)10. 55%，硫含量達(dá)1. 1%。由于灰分及硫分都偏高，因此單獨(dú)煉焦時(shí)，生產(chǎn) 不出合格的GB 二級冶金焦。內(nèi)蒙烏海附近的平羅產(chǎn)太西無煙煤具有特低灰、特低硫等優(yōu)點(diǎn)，煉焦時(shí)配入適量 有利于改善焦炭總體質(zhì)量，但應(yīng)注意對其破碎細(xì)度。內(nèi)蒙烏海附近的神府產(chǎn)長焰煤也具有特低灰、特低硫等優(yōu)點(diǎn)，并且價(jià)格低，但由于 其揮發(fā)份較高，配入過多配合煤的揮發(fā)份將超標(biāo)，并影響成品焦炭的強(qiáng)度和耐磨性特性，從 而影響焦炭質(zhì)量，故應(yīng)適量配入。1. 2配煤的原理和原則無煙煤和長焰煤不是煉焦用煤，本發(fā)明應(yīng)用搗固工藝，將其配入到煉焦用煤中，配 入的非煉焦用煤與1/3焦煤緊密結(jié)合，在煉焦過程中熔為一體，1/3焦煤產(chǎn)生的膠質(zhì)體分布 到不產(chǎn)生膠質(zhì)體的非煉焦煤之中；在結(jié)焦過程中有效的熔融、粘結(jié)，形成結(jié)構(gòu)緊密的焦塊， 使煉制的焦炭達(dá)到二級冶金焦的機(jī)械強(qiáng)度和熱態(tài)性能的指標(biāo)要求。另外，低灰低硫的非煉
4焦煤，配入1/3焦煤煉焦，可降低冶金焦的灰分和硫分并可減小煉焦過程中焦煤對焦?fàn)t的 膨脹壓力，以免發(fā)生推焦困難的現(xiàn)象。再有，無煙煤的巖相組分，可使煉焦過程中焦餅收縮 時(shí)減少收縮應(yīng)力，使焦炭裂紋減少，提高機(jī)械強(qiáng)度，并且改善焦炭的熱反應(yīng)性。在確定煉焦配煤方案時(shí)，在能保證焦炭質(zhì)量滿足二級冶金焦要求的前提下，最大 限度利用當(dāng)?shù)丶爸苓叺拿禾抠Y源，以降低煉焦生產(chǎn)的原料成本和運(yùn)輸成本，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn) 化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。1.3配煤方案的制定首先，對當(dāng)?shù)卦厦哼M(jìn)行了試驗(yàn)分析，保證配合煤灰分、揮發(fā)分、硫分及粘結(jié)指數(shù) 指標(biāo)的基礎(chǔ)上，同時(shí)，考慮所配非煉焦煤對焦炭機(jī)械性能的影響，然后根據(jù)原料煤的分析結(jié) 果設(shè)計(jì)配煤方案，以上試驗(yàn)分析所用方法均采用相關(guān)煤炭及煉焦行業(yè)項(xiàng)目檢測方法標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選的是，本發(fā)明所述1/3焦煤中的灰分含量10. 3 10. 55%，硫分含量0. 9 1.1%,揮發(fā)份含量29. 5 32. 5%，粘結(jié)指數(shù)80 92 ；所述長焰煤中的灰分含量3. 5 4.3%,硫分含量0. 25 0. 3 %，揮發(fā)份含量37 40 %，粘結(jié)指數(shù)為0 ；所述無煙煤中的灰 分含量5. 5 7 %，硫分含量0. 24 0. 29 %，揮發(fā)份含量9 10 %，粘結(jié)指數(shù)為0。根據(jù)所進(jìn)1/3焦煤的具體灰分、硫分含量，按照配合煤成灰分含量< 10. 0%、硫分 含量< 0. 9%、揮發(fā)份含量< 32. 0%、粘結(jié)指數(shù)> 65的原則，兼顧非煉焦煤加入對焦炭機(jī)械 性能的影響，同時(shí)考慮各種煤的成本差異在保證上述要求的基礎(chǔ)上靈活掌握。保證以低的 成本煉出GB 二級冶金焦。其中，所述1/3焦煤占配合煤總重量的70 85%，優(yōu)選為78_85 % ；長焰煤占 10-12%，無煙煤占5-10%，兩種混合煤占總重量的15 30% ；優(yōu)選為15 22%。2、搗固煉焦工藝搗固煉焦工藝原理是通過增加煤料堆比重來改善配合煤粘結(jié)性，從而提高焦炭質(zhì) 量，其特點(diǎn)是可以多配高揮發(fā)煤、弱粘結(jié)性甚至無粘性煤，在裝煤推焦車的煤箱內(nèi)用搗固機(jī) 將已配合好的煤搗成煤餅后，從焦?fàn)t機(jī)側(cè)推入炭化室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾的煉焦技術(shù)。采用搗固煉焦工藝生產(chǎn)冶金焦的具體過程就如下。1)配煤將無煙煤和長焰煤先分別單獨(dú)粉碎，粉碎到粒徑< 1mm的顆粒占70%以 上，其中< 0. 5mm的顆粒占50% ；然后再與1/3焦煤混合并粉碎，粉碎到粒徑彡3mm的顆 粒占85%以上?？刂茻捊古涿旱乃趾繛?0士 1%，用搗鼓機(jī)械將其搗固成堆積密度為 1. 0 1. It/m3 煤餅(13200*450*4000)。2)煉焦采用TJL4350D型寬炭化室、雙聯(lián)下噴、廢氣循環(huán)、單熱式側(cè)裝煤搗固焦 爐，濕法熄焦。3)煉焦工藝條件結(jié)焦的時(shí)間為22小時(shí)30分，結(jié)焦的溫度控制為1350°C，焦餅中 心的溫度為1000-1050°C。4)篩儲焦采用刮板放焦機(jī)放焦，雙層振動篩加單層篩分，帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。3、煉焦結(jié)果用以上配煤方案和以上工藝過程煉制出的焦炭，灰分含量< 13.5%，硫分含量 彡0.8%，揮發(fā)分含量彡1.8%，冶金焦強(qiáng)度M40彡76%、M25彡88%、M10彡8. 5%，反應(yīng)性 CRI ^ 35%，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR彡50%。符合冶金焦炭質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T1996-2003)中二級冶
金焦質(zhì)量要求。
經(jīng)以上煉制工藝，雖然有些煉焦用煤的灰分含量較高，高達(dá)10. 55%，硫分含量也 較高，高達(dá)1. 1%，但是經(jīng)過事先對煉焦煤和非煉焦煤的灰分、硫分等含量的化驗(yàn)，掌握原料 煤的情況，然后在滿足配合煤要求指標(biāo)的前提下，兼顧經(jīng)濟(jì)的原則，設(shè)計(jì)配煤方案，并按照 規(guī)定的工藝過程，就能夠煉制出符合GB 二級冶金焦。
權(quán)利要求
一種生產(chǎn)冶金焦的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)用1/3焦煤和非煉焦煤配制成灰分含量≤10.0％、硫分含量≤0.9％、揮發(fā)份含量≤32.0％、粘結(jié)指數(shù)≥65的煉焦配合煤；2)用搗固煉焦工藝生產(chǎn)GB二級冶金焦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述1/3焦煤占配合煤總重量的70 85%，優(yōu)選為78-85% ；非煉焦煤占配合煤總重量的15 30% ；優(yōu)選為15 22%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述非煉焦煤為無煙煤和長焰煤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述煉焦配煤中含有以重量計(jì)，78-85% 的1/3焦煤，10-12%的長焰煤，和5-10%的無煙煤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，以質(zhì)量計(jì)，所述1/3焦煤灰分含量10.3 10. 55%，硫分含量0.9 1. 1%，揮發(fā)份含量29. 5 32.5%，粘結(jié)指數(shù)80 92 ；所述長焰 煤中的灰分含量3. 5 4. 3 %，硫分含量0. 25 0. 3 %，揮發(fā)份含量37 40 %，粘結(jié)指數(shù)為 0 ；所述無煙煤中的灰分含量5. 5 7%，硫分含量0. 24 0. 29%，揮發(fā)份含量9 10%， 粘結(jié)指數(shù)為0。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中配制包括將無煙煤和長 焰煤先分別單獨(dú)粉碎，粉碎到粒徑< 1mm的顆粒占70%以上，其中< 0. 5mm的顆粒占50%; 然后再與1/3焦煤混合并粉碎，粉碎到粒徑< 3mm的顆粒占85%以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述搗固包括控制煉焦配煤 的水分含量為10士 1%，用搗鼓機(jī)械將其搗固成堆積密度為1. 0 1. lt/m3的煤餅。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述煉焦包括結(jié)焦的時(shí)間為 22小時(shí)30分，結(jié)焦的溫度為1350°C，焦餅中心的溫度為1000-1050°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用1/3焦煤和非煉焦煤生產(chǎn)冶金焦的方法，所述方法包括以下步驟1)用1/3焦煤和非煉焦煤配制成灰分含量≤10％、硫分含量≤0.9％、揮發(fā)份含量≤32.0％、粘結(jié)指數(shù)≥65的煉焦配合煤；2)用搗固煉焦工藝生產(chǎn)GB二級冶金焦。本發(fā)明通過搗固煉焦工藝，成功利用1/3焦煤和非煉焦煤生產(chǎn)GB二級冶金焦；實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)孛禾抠Y源的綜合利用和資源轉(zhuǎn)換，提升了當(dāng)?shù)孛禾抠Y源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號C10B57/04GK101870875SQ20091008291
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者倪天祥, 趙利勝, 陳建康 申請人:中國神華能源股份有限公司;神華蒙西煤化股份有限公司