一种配用不粘烟煤的焦炭及炼焦方法
【专利说明】
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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，研究如何利用低阶不粘 烟煤生产满足高炉需求的焦炭，对于配煤炼焦具有重要意义。
[0005] 对于炼焦而言，一方面随着高炉的大型化对焦炭质量的需求逐渐提高，另一方面 资源和成本的压力又需要多用高挥发分不粘煤。因此如何在保证焦炭质量的基础上提高不 粘煤的配比，成为行业研究的重点。
[0006] 现有技术中，低阶不粘烟煤的配煤炼焦方法研究主要有以下几个方面：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 捣固炼焦工艺。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。
[0007] 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。
[0008] 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。
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【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种配用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。
[0011] 本发明采用的技术方案是： 一种配用不粘烟煤的焦炭，由以下质量百分比配煤混合炼焦而成：1/3焦煤12%~18%， 气煤12%~18%，肥煤22%~28%，焦煤28%~34%，瘦煤2%~6%，改质煤7%~12% ;所述改 质煤的挥发分为25~35%，通过对不粘烟煤进行破碎，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。
[0012] 一种配用不粘烟煤的炼焦方法，包括以下步骤： a、预处理不粘烟煤，对不粘烟煤进行破碎，使粒径小于3_，将破碎后不粘烟煤在氮气 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12%~18%，肥煤22%~28%，焦 煤28%~34%，瘦煤2%~6%，改质煤7%~12% ; 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_的混合煤占其总 质量的75%~80% ; d、 配合煤成型，取质量百分比15%~25%的破碎后配合煤进行压球成型，球径为5mm~ 20_，压球后的配合煤均匀混入剩余的配合煤中； e、 配煤炼焦，将混均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； f、 出焦后冷却。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 实验表明将配合煤粉压制成球，能提高煤的堆密度，能改善煤的结焦性能，有助于 焦炭质量的提高，球径为5mm~20mm是综合效果为佳。
[0017] 进一步，本发明步骤d中所述的压球成型的配合煤为配合煤质量百分比20%时为 佳。
[0018] 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。预处理后得到的改质煤的挥发分为25~35%，与炼焦配煤 接近；而传统的煤低温干馏处理工艺，将高挥发分烟煤经温度500-70(TC低温干馏，最终将 不粘煤处理成挥发分小于10%的半焦。
[0019] 2、缩短了预处理时间。限制性预处理不粘煤，缩短了预处理时间，降低了预处理成 本。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，与传统的预处理成小于10% 的半焦相比，节约一倍的时间。