无烟煤与添加剂炼焦实验研究.pdf

第35卷第1期
煤炭转化
Vol 35 No
2012年1月
COAL CONVERSION
Jan.2012
无烟煤与添加剂炼焦实验研究
诸荣孙伊廷锋徐华炜2
摘要采用马钢炼焦原料研究了无烟煤与添加剂配煤炼焦新工艺.用无烟煤取代部分焦煤
的炼焦实验结果表明,在黏结剂PRT和CMC分别为0.5%条件下,无烟媒配入量为14%时所炼
出的焦炭的粒焦反应性比9%无烟煤时所炼的焦更低,而反应后强度则高于加入9%无烟煤时所炼
的焦,与不加无烟煤所炼的焦的差距很小;此外,在无烟煤配入量为14%时,改变添加剂配比的炼
焦实验结果表明,对3-2,3-3及3-5号配方所炼的焦,具有比较好的落下强度与转鼓指数、较低的粒
焦反应性和较高的反应后强度,比較接近不加无烟渫的基准焦配方3-1
关键词无烟渫,添加剂,炼焦,反应后强度
中图分类号TQ520.6
表1的工业分析
言
Table 1 Proximate analysis of coal
随着高炉大型化及喷煤量的增加,对焦炭质量 Sample M/%As/%Va/%S.a/%G
7,10
36.750,67
的要求越来越高,需要焦炭具有更高的强度、粒度均
I,uling coal
0,36
匀性和化学稳定性.世界范围内存在着炼焦煤紧缺
,engquan coa
问题,积极采取措施扩大炼焦用煤资源已是当务之 Zhaozhuang coal9,409.8635,.721,75100
急.为了降低焦炭成本和焦炭含硫量,获取更大的经 Qinglongshan coa201028184
9
济效益,众多钢铁公司的焦化企业开始寻找开发价 Mucun coal8.6010.5382.1730.5589
格低廉的非焦煤种配煤炼焦新技术以改善冶金焦性
表2单种媒在混合媒中的含量(%)
能指标,其中在焦炉现有条件下扩大配煤煤种炼焦Tle2 Content of single species coal in the mixed coal(%)
添加剂技术是既可节省投资、降低焦炭反应性又能
I/ 3 coking coal
提高焦炭热态性能的好办法.这种新技术就是通过
ling Lengquan Zhaozhuang
al
向配煤煤粉中加人适宜的多元炼焦添加剂?,可以
,,。,,,,,,,,,,,,,
扩大配煤煤种和降低配煤成本,改善煤焦化的动力
表3混合煤的性质
学条件和焦炉炉况,从而达到提高焦炭质量和高炉
Table 3 Property of the mixed coa
炼铁增效的目的,本研究采用添加剂直接配人炼焦M/%
V/%
混煤中生产焦炭,以提高无烟煤的炼焦煤配量,改善
9,2840
9.7623
28,6565
0.7521
81,29
配煤质量,提高焦炭质量技术,以期扩大炼焦煤
由表3可知,混合煤的G值是不在最佳配煤区
资源
58到72之间,有点偏高,因为G值的加和性存在偏
实验方法
差;而挥发分大于28%,处于最佳配煤区(Va
28%~32%),说明这个配比是比较适合的
煤样的分析与坩锅焦实验骨干配煤比
1.2坩埚电阻炉炼焦方法与焦炭的分析方法
单种煤的工业分析、硫含量分析和煤的G值分1.2.1采用坩埚电阻炉炼焦法
析等分别按照有关国家标准进行,其结果见表1.本
按配煤比称取粒度小于3mm的各煤样,混合
坩锅焦实验配煤比见表2.混合煤的灰分、硫分、煤总质量为220g,外加水分10%,混合均匀,装入
挥发分及G值加和计算结果见表3.
坩锅,然后煤样上方加铁块适度压料到堆密度为
1)教授;2)硕士生,安徽工业大学化学与化工学院,243002安徽马鞍山
收稿日期:2011-01-24;修回日期:2011-03-20
第1期
诸荣孙等无烟煤与添加剂炼焦实验研究
0.88g/mm3,略大于通常0.75g/mm3,在煤样上方反应时间为120min,反应后降温过程中通N2保护
加铁块,盖好坩锅盖子(注意密封),放进坩锅电阻炉冷却至室温,以反应前后焦样失质量分数作为粒焦
加热,升温速度开始以5C/min,当炉膛温度达到反应性指标(PRI,平均实验结果误差小于25%
400C,升温速度改为3C/min,直至焦饼中心温度
反应后强度测定是用反应后大于1mm的焦
达到950℃,保温30min后切断电源,自然冷却到样,放入内径25.4mm,长305mm不锈钢转鼓内,
炉膛温度为200C,取出焦炭经脱落细沙等处理后同时装入8个直径12mm钢球,以(25土0.5)r/
即为所炼焦样.
min速度转16min(400r),以转鼓后大于1mm焦
当加添加剂时,则按比例加入粒度小于200目炭质量分数作为反应后强度指标(PSR)
的添加剂,混合均匀,重复操作,取出焦炭经脱落细
沙等处理后即为添加多元添加剂的焦样.
2结果与讨论
1.2.2坩锅焦落下强度及筛分组成的测定
坩锅焦落下实验在文献上报道很少,因而按照
2.1胶质黏綪剂筛选结果与分析
GB4511.2-84规定自制一套人工落下装置.将坩
PRT和GLT是无机矿物质粉末,作为商品,其
锅焦饼自规定的1.83m高度往10mm钢板上重复粒度通常小于200目,具有较好的黏结性能.采用自
落下4次,以焦饼直径大于25mm的质量分数作为
行设计的黏度装置测试一定质量分数PRT或GI.T
落下强度指标,焦末与筛分组成也是以焦饼落下后泥浆的相对黏度,其结果见表4.由表4中PRT通
的筛分指数来确定.按照GB/T2005-94规定采用
过马氏漏斗的清水(自来水)体积为215mL所用的
25mm_仅以小于3mm的质量分数作为焦末含量
时间为78.97s.
1.2.3焦炭冷转鼓指数的测定方法
表4相对黏度的窦验结果
Table 4 Experimental result of the relative viscosity
坩锅焦量少,同时焦饼质量相差不大,因此作冷
g Water/g Time/s Relative viscosity
转鼓指数时,取炼好的焦饼经过落下实验后,将大于
PRT
1.115
25mm的焦块,称重后,全部放置在长200mm,直GLT80.0030080.63
1,021
径130mm的转鼓内,以20r/min转速转600r(即
由表4可知,PRT的黏结性比GLT好,相对黏
30min),将鼓内全部焦炭取出,并清扫干净,然后用度高出8%;其次,PRT比GLT粒度细,密度小,具
10m筛子筛分,称重,将大于10mm焦粒的质量有更大的膨胀容.因此,选择PRT作为胶质黏结剂.
占总样品的质量分数,作为成品焦的转鼓指数,焦炭
CMC是有机高分子化合物黏结剂,少量CMC
重量必须经过核实,待结果计算无误时才能处理残在水中溶解后,其黏度太大,无法用同一装置测试
焦.转戴指数按式(1)计算
但高质量的CMC是粉末,可以通过进一步磨细应
710
×100
用,因而也可以作为胶质黏结剂
式中:M1。为冷转鼓指数,%;G1为大于10mm级焦2.2对焦炭溶损起抑制