专利名称：：基于催化指数的炼焦配煤方法
技术领域：
：本发明涉及炼焦配煤
技术领域：
，特别是炼焦配煤方法。
背景技术：
：焦炭是高炉炼铁生产的主要原料之一，焦炭质量的好坏直接影响高炉冶炼的过程和冶炼效果。所以生产能满足高炉要求的焦炭是高炉顺行的保证，生产出优质焦炭是高炉高效的保证。科学研究和生产实践均表明，焦炭质量主要取决于配合煤的质量和备煤、炼焦生产工艺条件。在工艺条件一定的情况下，焦炭质量主要取决于配合煤的质量。而配合煤是由气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等多种煤配合而成。因此，各单种煤的选择、单种煤性质的深入研究、配煤比的选择、配合煤质量参数的选择和确定至关重要。传统的炼焦配煤方法中，一般只考虑Ad、Vdaf、St,d、G、Y配煤指标，只使用这些配煤指标作为配煤参数，配出的配合煤质量波动较大，从而影响了焦炭的质量。另外，人们在研究单种煤的煤质特征时，除考虑常规煤质指标(Ad、Vdaf、St,d、G、Y)夕卜，还包括通过单种煤的煤灰成分计算单种煤的煤灰成分的催化指数。例如某单种煤灰成分见表l:表l某单种煤灰成分煤灰成分(单位％)催化指数Si02A1203Fe2()3Ca0Mg0K20歸Ti02Mn0BaOMCI31.1618.3910.3619.650.910.440.410.570.120.2314.17其催化指数为: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——单种煤的灰成分催化指数；Ad——单种煤的干基灰分，单位％;Fe203——单种煤的灰成分中Fe203的质量含量，单位％;K20——单种煤的灰成分中K20的质量含量，单位％;Na20~~单种煤的灰成分中Na20的质量含量，单位％;Ca0~~单种煤的灰成分中Ca0的质量含量，单位％;Ba0——单种煤的灰成分中Ba0的质量含量，单位％;Mg0~~单种煤的灰成分中Mg0的质量含量，单位％;Mn0——单种煤的灰成分中Mn0的质量含量，单位％;Si02——单种煤的灰成分中Si02的质量含量，单位％;A1203——单种煤的灰成分中Al203的质量含量，单位％;Ti02——单种煤的灰成分中Ti02的质量含量，单位Vd——单种煤的干基挥发分，单位％。目前，催化指数只用于单种煤的煤质特征研究上，并没有用在炼焦配煤方法的生产实践中。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种基于催化指数的炼焦配煤方法，该炼焦配煤方法选择合适的配合煤质量参数参与配煤，进一步提高了配合煤质量的稳定性，从而进一步提高焦炭的质量。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是基于催化指数的炼焦配煤方法，其具体步骤为(1)分别检测可参与配煤的单种煤灰成分的步骤；该步骤至少获得各单种煤的Fe203、K20、Na20、CaO、BaO、MgO、MnO、Si02、A1A、Ti02的质量含量；(2)分别检测可参与配煤各单种煤的干基灰分和干基挥发分的步骤；(3)选定参与配煤的单种煤的步骤；(4)设计参与配煤的各单种煤在配合煤中质量含量的步骤；(5)计算的步骤，具体为计算配合煤的煤灰成分的催化指数(Fe203)A+1.85(K20)6+2.2(，)6+1+1.9,6>)t+0.83(顺)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数；(Ad)b——配合煤的干基灰分，单位％;(Ad)b=2仏(FeA)b——配合煤的灰成分中Fe203的质量含量，单位％;5(FeA)b=2Xi(FeA)i(K20)b——配合煤的灰成分中K20的质量含量，单位％;(K20)b=2Xi(K20)i(Na20)b——配合煤的灰成分中Na20的质量含量，单位％;(Na20)b=SXi(Na抓(Ca0)b——配合煤的灰成分中Ca0的质量含量，单位％;(CaO)b=2Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的质量含量，单位％;(BaO)b=2Xi(BaO)i(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的质量含量，单位％;(MgO)b=2Xi(MgO)i(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的质量含量，单位％;(MnO)b=SXi(MnO)i(Si02)b——配合煤的灰成分中Si02的质量含量，单位％;(Si02)b=2Xi(Si02)i(Al203)b——配合煤的灰成分中A1A的质量含量，单位％;(Al203)b=SXi(Al203)i(Ti02)b——配合煤的灰成分中Ti02的质量含量，单位％;(Ti02)b=2Xi(Ti02)i(Vd)b——配合煤的干基挥发分，单位％;(Vd)b=2XiVdi其中Xi——单种煤i在配合煤中的质量含量，单位％;Adi——单种煤i的干基灰分，单位％;(FeA)i——单种煤i的灰成分中Fe203的质量含量，单位(K20)i——单种煤i的灰成分中K20的质量含量，单位％;(Na20)i——单种煤i的灰成分中Na20的质量含量，单位％;(CaO)i——单种煤i的灰成分中CaO的质量含量，单位％;(BaO)i——单种煤i的灰成分中BaO的质量含量，单位％;(MgO)i——单种煤i的灰成分中MgO的质量含量，单位％;(MnO)i——单种煤i的灰成分中MnO的质量含量，单位％;(SiO丄——单种煤i的灰成分中Si02的质量含量，单位-%;(Al203)i——单种煤i的灰成分中八1203的质量含量，单位％;(Ti02)i——单种煤i的灰成分中Ti02的质量含量，单位％;Vdi——单种煤i的干基挥发分，单位％。(6)判断的步骤，具体为MCIb《4为合格，否则不合格。上述炼焦配煤方法还包括(7)根据步骤(6)获得的结果作以下选择合格，结束；或，不合格，重新选定参与配煤的单种煤，重复步骤(3);或，不合格，重新设计参与配煤的各单种煤在配合煤中质量含量，重复步骤(4)。本发明炼焦配煤方法的原理灰成分是焦炭碳溶损反应的催化剂，不同灰成分有着不同的催化性能。研究结果表明K20、Na20、MgO、CaO、BaO、VA、Mn02、Fe203、CuO、Pb02、ZnO是碳溶损反应的正催化剂；B203、Ti02是碳溶损反应的负催化剂，即钝化剂；A1A、Si02对碳溶损反应几乎不起作用。催化指数表示灰成分的综合催化作用，用焦炭的反应性CRI和反应后强度CSR表征焦炭的碳溶损反应程度(即焦炭的热态性能)。催化指数对焦炭的热态性能(反应性CRI和反应后强度CSR)影响显著。催化指数与CRI正相关，与CSR负相关。因此控制煤灰成分的催化指数可以显著影响焦炭的热态性能。不同煤种的矿物组成也各不相同，灰成分变化范围很宽，直接影响焦炭的质量，并进而影响高炉冶炼。如煤中的碱金属含量高将增加高炉的碱负荷，加剧焦炭在高炉炉身部位的粒度降解；煤中氧化铝含量高会增加高炉的渣量和使炉渣的流动性变差，不仅可能使炉渣在水泥工业中应用时产生问题，还会影响到高炉的顺行；高炉铁水的硫含量高低与煤中的硫也有直接关系；煤中的磷灰石等磷酸盐矿物对高炉铁水的磷含量会有影响等。本发明炼焦配煤方法在炼焦配煤方法中增加催化指数指标，可进一步提高了配合煤质量的稳定性，从而进一步提高焦炭的质量。具体实施例方式本发明基于催化指数的炼焦配煤方法实施例，其具体步骤为(1)分别检测可参与配煤的单种煤灰成分的步骤；该步骤至少获得各单种煤的Fe203、K20、Na20、CaO、BaO、MgO、MnO、Si02、A1203、Ti02的质量含量(检测方法GB/T1574煤灰成分分析方法)；见表2:(2)分别检测可参与配煤各单种煤的干基灰分和干基挥发分的步骤(检测方法GB/T212煤的工业分析方法)；(3)选定参与配煤的单种煤的步骤；见表3;<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>MCIb——配合煤的灰成分催化指数；(Ad)b——配合煤的干基灰分，单位％;(Ad)b=SXiAdi，以方案l为例(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的质量含量，单位％;(Fe203)b=2Xi(Fe203)i(K20)b——配合煤的灰成分中K20的质量含量，单位％;(K20)b=2Xi(K20)i(Na20)b——配合煤的灰成分中Na20的质量含量，单位％;(Na20)b=SXi(Na20)i(CaO)b——配合煤的灰成分中CaO的质量含量，单位％;(CaO)b=2Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的质量含量，单位％;(BaO)b=SXi(BaOh(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的质量含量，单位％;(MgO)b=SXi(MgO)!(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的质量含量，单位％;(MnO)b=SXi(MnO)i(Si02)b——配合煤的灰成分中Si02的质量含量，单位％;(Si02)b=2Xi(Si02)i(Al203)b——配合煤的灰成分中Al203的质量含量，单位％;(Al203)b=2Xi(AlA)i(Ti02)b——配合煤的灰成分中Ti02的质量含量，单位％;(Ti02)b=SXi(Ti02)i(Vd)b——配合煤的干基挥发分，单位％;(Vd)b=2XiVdi其中Xi——在配合煤中单种煤i在配合煤中的质量含量，单位％;Adi——单种煤i的干基灰分，单位％;(Fe203)i——单种煤i的灰成分中Fe203的质量含量，单位％;(K20)i——单种煤i的灰成分中K20的质量含量，单位％;(Na20)i——单种煤i的灰成分中Na20的质量含量，单位％;(Ca0)r——单种煤i的灰成分中CaO的质量含量，单位％;(Ba0)r——单种煤i的灰成分中Ba0的质量含量，单位％;(MgOh-——单种煤i的灰成分中Mg0的质量含量，单位％;(MnO)r——单种煤i的灰成分中Mn0的质量含量，单位%;(SiO^——单种煤i的灰成分中Si02的质量含量，单位%;(A1A)i——单种煤i的灰成分中A!203的质量含量，单位》(Ti02)——单种煤i的灰成分中Ti02的质量含量，单位％;vdi一单种煤i的干基挥发分，单位％。(6)判断的步骤，具体为MCIb《4为合格，否则不合格。方案1的催化指数MCIb=3.37。生产所得焦炭质量抗碎强度M40=87.2%，耐磨强度M10=6.2%，反应性CRI=24.1%，反应后强度CSR-67.5%。方案2的催化指数MCIb=3.44。实际生产所得焦炭质量抗碎强度i(40=87.0%，耐磨强度M胸.3鬼，反应性CRI=24.5%，反应后强度CSR=67.1%。方案3的催化指数MCIb=3.60。实际生产所得焦炭质量抗碎强度M40=86.8%,耐磨强度M10=6.4%，反应性CRI=24.6%，反应后强度CSR=66.8%。方案4的催化指数MCIh=3.82。实际生产所得焦炭质量抗碎强度M40=86.5%，耐磨强度似10=6.5%，反应性CRI-24.9V反应后强度CSR=66.1%。方案5的催化指数MCIb=5.24。实际生产所得焦炭质量抗碎强度M40=83.5%，耐磨强度10=7.3%，反应性CRI=29.2%，反应后强度CSR=59.2%。方案1-4的MCIb均合格，实际生产所得焦炭质量也合格。方案5的MCIb不合格，实际生产所得焦炭质量中的反应性CRI，反应后强度CSR指标不合格。(7)根据步骤(6)获得的结果作以下选择合格，结束；或，不合格，重新选定参与配煤的单种煤，重复步骤(3);或，不合格，重新设计参与配煤的各单种煤在配合煤中质量含量，重复步骤(4)。权利要求1、基于催化指数的炼焦配煤方法，其具体步骤为(1)分别检测可参与配煤的单种煤灰成分的步骤；该步骤至少获得各单种煤的Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、BaO、MgO、MnO、SiO2、Al2O3、TiO2的质量含量；(2)分别检测可参与配煤各单种煤的干基灰分和干基挥发分的步骤；(3)选定参与配煤的单种煤的步骤；(4)设计参与配煤的各单种煤在配合煤中质量含量的步骤；(5)计算的步骤，具体为计算配合煤的煤灰成分的催化指数式中MCIb——配合煤的灰成分催化指数；(Ad)b——配合煤的干基灰分，单位％；(Ad)b＝∑XiAdi(Fe2O3)b——配合煤的灰成分中Fe2O3的质量含量，单位％；(Fe2O3)b＝∑Xi(Fe2O3)i(K2O)b——配合煤的灰成分中K2O的质量含量，单位％；(K2O)b＝∑Xi(K2O)i(Na2O)b——配合煤的灰成分中Na2O的质量含量，单位％；(Na2O)b＝∑Xi(Na2O)i(CaO)b——配合煤的灰成分中CaO的质量含量，单位％；(CaO)b＝∑Xi(CaO)i(BaO)b——配合煤的灰成分中BaO的质量含量，单位％；(BaO)b＝∑Xi(BaO)i(MgO)b——配合煤的灰成分中MgO的质量含量，单位％；(MgO)b＝∑Xi(MgO)i(MnO)b——配合煤的灰成分中MnO的质量含量，单位％；(MnO)b＝∑Xi(MnO)i(SiO2)b——配合煤的灰成分中SiO2的质量含量，单位％；(SiO2)b＝∑Xi(SiO2)i(Al2O3)b——配合煤的灰成分中Al2O3的质量含量，单位％；(Al2O3)b＝∑Xi(Al2O3)i(TiO2)b——配合煤的灰成分中TiO2的质量含量，单位％；(TiO2)b＝∑Xi(TiO2)i(Vd)b——配合煤的干基挥发分，单位％；(Vd)b＝∑XiVdi其中Xi——在配合煤中单种煤i在配合煤中的质量含量，单位％；Adi——单种煤i的干基灰分，单位％；(Fe2O3)i——单种煤i的灰成分中Fe2O3的质量含量，单位％；(K2O)i——单种煤i的灰成分中K2O的质量含量，单位％；(Na2O)i——单种煤i的灰成分中Na2O的质量含量，单位％；(CaO)i——单种煤i的灰成分中CaO的质量含量，单位％；(BaO)i——单种煤i的灰成分中BaO的质量含量，单位％；(MgO)i——单种煤i的灰成分中MgO的质量含量，单位％；(MnO)i——单种煤i的灰成分中MnO的质量含量，单位％；(SiO2)i——单种煤i的灰成分中SiO2的质量含量，单位％；(Al2O3)i——单种煤i的灰成分中Al2O3的质量含量，单位％；(TiO2)i——单种煤i的灰成分中TiO2的质量含量，单位％；Vdi——单种煤i的干基挥发分，单位％。(6)判断的步骤，具体为MCIb≤4为合格，否则不合格。2、如权利要求1所述的炼焦配煤方法，其特征在于它还包括(7)根据步骤(6)获得的结果作以下选择合格，结束；或，不合格，重新选定参与配煤的单种煤，重复步骤(3);或，不合格，重新设计参与配煤的各单种煤在配合煤中质量含量，重复步骤(4)。全文摘要本发明涉及基于催化指数的炼焦配煤方法，其具体步骤为(1)分别检测可参与配煤的单种煤灰成分的步骤；该步骤至少获得各单种煤的Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、K<sub>2</sub>O、Na<sub>2</sub>O、CaO、BaO、MgO、MnO、SiO<sub>2</sub>、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、TiO<sub>2</sub>的质量含量；(2)分别检测可参与配煤各单种煤的干基灰分和干基挥发分的步骤；(3)选定参与配煤的单种煤的步骤；(4)设计参与配煤的各单种煤在配合煤中质量含量的步骤；(5)计算的步骤，具体为计算配合煤的煤灰成分的催化指数；(6)判断的步骤，具体为MCI<sub>b</sub>≤4为合格，否则不合格。本发明炼焦配煤方法在炼焦配煤方法中增加催化指数指标，可进一步提高了配合煤质量的稳定性，从而进一步提高焦炭的质量。文档编号C10B57/00GK101451070SQ20081024636公开日2009年6月10日申请日期2008年12月31日优先权日2008年12月31日发明者史世庄,梁尚国申请人:武汉钢铁(集团)公司