一种配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭及炼焦方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种焦炭及炼焦方法，特别涉及一种配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭 及炼焦方法，属于煤化工技术领域。
[0003]
【背景技术】
[0004] 中国的煤炭资源比较丰富，低变质程度烟煤(长焰煤、弱黏煤、1/2中粘煤和不粘 煤)的储量非常大，约占中国煤炭总储量的32. 6% ;但炼焦煤资源相对较少，中等变质程度烟 煤(肥煤、焦煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤和瘦煤）的储量约占中国煤炭总储量的26. 3% ;-方 面，炼焦煤资源紧缺，特别是优质炼焦煤更是少之又少；肥煤、气肥煤和焦煤等强粘结性煤 储量总体较低，另一方面，中国低煤化度煤资源较丰富，其中低阶不粘烟煤约占中国煤炭储 量的30% ;随着焦炭产能、优质煤资源及焦炭质量需求之间矛盾的日益加深，迫使人们把炼 焦用煤资源扩大到低灰、低硫、价廉和储存相对丰富的低阶不粘烟煤。因此合理利用低变质 程度的高挥发份不粘煤可以有效解决炼焦煤资源匮乏的紧张状态，研究中低温预处理方法 改质低阶不粘烟煤，改善其某些结构和性能，提高其利用价值，扩大炼焦煤资源和稳定焦炭 质量成为配煤炼焦研究的新方向。
[0005] 现有技术中，低阶不粘烟煤的预处理改质配煤炼焦方法研究主要有以下几类：1、 不粘煤直接配煤炼焦工艺。配煤的成焦机理可主要是以中等程度烟煤的大分子结构及其热 解过程中由于胶质状塑性体的形成，使固体煤粒粘结的塑性成焦机理。据此，不同变质程度 的烟煤由于胶质体的性质和数量不同，导致黏结的强弱，并随气体析出数量和速度的差异， 得到不同质量的焦炭。中国专利CN 200910035416. 6,名称为，一种低成本高强度焦炭及其 炼焦方法，公开的炼焦方法，通过控制配煤的宏观指标和微观指标，使长焰煤配比2-5%。2、 不粘煤成型煤炼焦工艺。文献《不粘煤和瘦煤捣固炼焦的试验研究》（山西焦煤科技，2010 (8))-文中介绍了不粘煤配加量不超过10%的混合煤料，捣固炼焦后，可以生产出合格的 冶金焦。3、不粘煤煤预处理炼焦工艺。中国专利CN 201010184244. 1，名称为，一种添加长 焰煤的焦炭及炼焦方法，公开的炼焦方法，通过煤预处理改质炼焦工艺，能够改善原煤的炼 焦性质，从而提高炼焦煤的配比，可以使配比提高到5-7%以下。4、不粘煤预处理后成型煤 工艺。中国专利CN 99126265. 4,名称为，低灰高挥发份长焰煤生产型焦的方法，公开的炼焦 方法，采用干镏成半焦，加入焦油，以配比55 - 70%进行捣固炼焦。
[0006] 现有的传统的煤低温干馏处理工艺，将高挥发分烟煤经温度500-700°C低温干馏， 最终将不粘煤处理成挥发分小于10%的半焦。
[0007] 以上几种不粘煤的利用，存在以下技术问题：一是直接配不粘煤配煤配比难以提 高，一般控制在5%以内；二是预处理后不粘煤配比也比较低，在7%以内；三是型煤工艺需 要粘结剂，一般采用捣鼓焦工艺，不适合顶装焦炉；四是难以生产出满足大高炉需求的高强 度焦炭。
[0008]
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭及炼焦方法，主要解决 现有配煤炼焦技术中预处理低阶不粘烟煤配比低，难以在顶装焦炉上能够生产出质量稳定 的优质冶金焦炭的技术问题。
[0010] 本发明采用的技术方案是： 一种配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦 煤12%~18%，气煤14%~20%，肥煤22%~28%，焦煤28%~34%，瘦煤2%~6%，改质煤7%~ 9% ;所述改质煤的挥发分为25~35%，通过对低阶不粘烟煤进行破碎，使粒径小于3mm，将破 碎后低阶不粘烟煤在氮气气氛保护下加热至350°C~450°C、保温30min~60min制得。 [0011] 一种配用预处理低阶不粘烟煤的炼焦方法，包括以下步骤： a、预处理低阶不粘烟煤，对低阶不粘烟煤进行破碎，使粒径小于3_，将破碎后低阶不 粘烟煤在氮气气氛保护下加热至350°C~450°C、保温30min~60min得到挥发分为25~ 35%的改质煤； b、 按以下质量百分比配煤，1/3焦煤12%~18%，气煤14%~20%，肥煤22%~28%，焦 煤28%~34%，瘦煤2%~6%，改质煤7%~9% ; c、 配合煤破碎，将步骤b中配煤后的配合煤破碎，宜使粒径小于3_的配合煤占其总 质量的75%~80% ; d、 配煤炼焦，将破碎后的配合煤送入顶装焦炉炼焦，炼焦温度为950±50°C，结焦时间 为20±2小时； e、 出焦后冷却。
[0012] 之后进行焦炭质量检测，按国标测定焦炭抗碎强度M40、测定焦炭灰分、焦炭硫分、 焦炭反应性及反应后强度等指标。
[0013] 本发明步骤a中所述的低阶不粘烟煤是指在中国煤炭分类国家标准中没有粘结 性烟煤，其粘结指数G=0。
[0014] 本发明采用氮气气氛保护下煤预处理设备，如流化床或回转窑，通过高温气体与 煤的接触传热，将小于3 mm不粘烟煤处理成挥发分为25~35%的改质煤，处理后得到的改 质煤的挥发分与炼焦配煤接近，从而提高了预处理煤与炼焦煤的配合性能。
[0015] 本发明相比现有技术具有如下积极效果： 1、限制性预处理不粘烟煤。预处理后不粘煤的挥发分在25~35%之间；而传统的处理 工艺是将不粘煤处理成挥发分小于10%的半焦。限制性预处理不粘烟煤的挥发分与炼焦配 煤接近，从而提高了预处理煤与炼焦煤的配合性能。
[0016] 2、提高了预处理不粘烟煤的配比。未经预处理的不粘烟煤配煤炼焦，其配比只能 在2~5%，若再提高，相应得到的焦炭的机械强度也下降。本发明经过预处理后的不粘烟 煤，对应的可以在保证焦炭强度的前提下，可以提高不粘烟煤的配比达到7~9%。
[0017] 3、保证了焦炭的高强度。限制性脱除不粘烟煤的挥发分，然后将改质煤直接进行 进行配煤炼焦，能够保证焦炭高强度，质量满足大高炉生产需求。
[0018]
【具体实施方式】
[0019] 本发明配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成： 1/3焦煤12%~18%，气煤14%~20%，肥煤22%~28%，焦煤28%~34%，瘦煤2%~6%，改质 煤7%~9%。所述改质煤的挥发分为25~35%，通过对低阶不粘烟煤进行破碎，使粒径小于 3mm，将破碎后低阶不粘烟煤在氮气气氛下加热至350°C~450°C、保温30min~60min制 得。具体配比见表1。
[0020] 一种配用预处理低阶不粘烟煤的炼焦方法，包括以下步骤： a、 预处理低阶不粘烟煤，对低阶不粘烟煤进行破碎，使粒径小于3_，用回转窑对破碎 后不粘烟煤在氮气气氛保护下进行加热处理，煤样通过与高温气体的接触传热，加热至 350°C~450°C、保温30min~60min得到挥发分为25~35%的改质煤； b、 按以下质量百分比直接配煤，1/3焦煤12%~18%，气煤14%~20%，肥煤22%~28%， 焦煤28%~34%，瘦煤2%~6%，改质煤7%~9% ; c、 配合煤破碎，将步骤b中配煤后的配合煤破碎，宜使粒径小于3_的配合煤占其总质 量的75%~80% ; d、 配煤炼焦，将破碎后的配合煤送入顶装焦炉炼焦，炼焦温度为950±50°C，结焦时间 为20±2小时； e、 出焦后冷却。
[0021] 之后进行焦炭质量检测，按国标测定焦炭抗碎强度M40、测定焦炭灰分、焦炭硫分、 焦炭反应性及反应后强度等指标，测量结果见表1。
[0022] 本发明实施例采用6m顶装煤焦炉炼焦，将不粘烟煤经预处理后制得的改质煤进 行配煤，与现有技术中用1/3焦煤、气煤、肥煤、焦煤和瘦煤的五类煤炼焦，得到具有质量基 本相同的焦炭，焦炭反应后强度（CSR)为65%~70%。
[0023] 表1炼焦配煤(质量百分比）及焦炭质量数据表
从上表1中方案2至方案4测定结果可以看出，使用未经处理的不粘煤方案1的焦炭 CRI为29. 1%，CSR为61%，M40为82. 9%，难以满足3000m3高炉生产的要求；而方案2-4,焦 炭CSR均能大于65%，焦炭M40大于85%，得到了高强度的冶金焦炭，完全可以满足3000m 3及 以上高炉冶炼的需要。
[0024] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭，其特征是由以下质量百分比配煤混合炼焦而 成：1/3焦煤12%~18%，气煤14%~20%，肥煤22%~28%，焦煤28%~34%，瘦煤2%~6%， 改质煤7%~9% ;其中，所述改质煤的挥发分为25~35%。2. 如权利要求1所述的配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭，其特征是，所述改质煤通过 对低阶不粘烟煤进行破碎，使粒径小于3_，将破碎后低阶不粘烟煤在氮气气氛保护下加热 至 350°C~450°C、保温 30min ~60min 制得。3. 如权利要求1所述的配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭，其特征是，配煤后配合煤需 经破碎，粒径3mm以下的配合煤占其总质量的75%~80%。4. 一种配用预处理低阶不粘烟煤的炼焦方法，其特征是包括以下步骤： a、 预处理低阶不粘烟煤，对低阶不粘烟煤进行破碎，使粒径小于3_，将破碎后低阶不 粘烟煤在氮气气氛保护下加热至350°C~450°C、保温30min~60min得到改质煤； b、 按以下质量百分比配煤，1/3焦煤12%~18%，气煤14%~20%，肥煤22%~28%，焦煤 28%~34%，瘦煤2%~6%，改质煤7%~9% ; c、 配合煤破碎，将步骤b中配煤后的配合煤破碎； d、 配煤炼焦，将破碎后的配合煤送入顶装焦炉炼焦，炼焦温度为950±50°C，结焦时间 为20±2小时；e、出焦后冷却。5. 如权利要求4所述的配用预处理低阶不粘烟煤的炼焦方法，其特征是，步骤a中所述 改质煤的挥发分为25%~35%。6. 如权利要求4所述的配用预处理低阶不粘烟煤的炼焦方法，其特征是，所述步骤b 中，配合煤破碎后，粒径3mm以下的配合煤占其总质量的75%~80%。
【专利摘要】本发明公开了一种配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭及炼焦方法，主要解决现有配煤炼焦技术中预处理低阶不粘烟煤配比低，难以在顶装焦炉上能够生产出质量稳定的优质冶金焦炭的技术问题。本发明的技术方案为：一种配用预处理低阶不粘烟煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤12%～18%，气煤14%～20%，肥煤22%～28%，焦煤28%～34%，瘦煤2%～6%，改质煤7%～9%；所述改质煤的挥发分为25～35%，通过对低阶不粘烟煤进行破碎，使粒径小于3mm，将破碎后低阶不粘烟煤在氮气气氛保护下加热至350℃～450℃、保温30min～60min制得。本发明限制性脱除不粘烟煤的挥发分，然后进行配煤炼焦，能够保证焦炭高强度，保证了焦炭质量的稳定。
【IPC分类】C10B57/04, C10B57/08
【公开号】CN104946284
【申请号】CN201410124842
【发明人】卫建平, 郑明东, 张文成, 张小勇, 王春花, 张代林
【申请人】上海梅山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月31日