一种利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法与流程

本发明涉及一种利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法，属于冶金实验。

背景技术：

1、当前煤炭行业对单种煤热态性能的检测普遍采用传统箱式实验焦炉，因箱式实验焦炉的两侧式加热方式与工业化大焦炉生产一致，且实验煤样的粉碎细度88-90％(≤3mm煤粒度占比)、捣固密度1.06kg/m3均与工业化生产一致，得到的单种煤热态性能数据已获煤炭行业的普遍认可。

2、荷重式实验焦炉为环形加热方式，且采用给煤饼加压的方式炼焦，其炼制的焦炭跟箱式炼焦相比提高了焦炭的热态性能，在利用配合煤炼焦时焦炭质量与工业化生产焦炭质量基本一致，但用于单种煤炼焦所得焦炭热态性能的检测结果明显偏高。同一单种煤煤样，荷重式实验焦炉所炼制的焦炭对比传统箱式实验焦炉炼制的实验焦炭，反应后强度测定值偏高8-20个百分点，且偏差值随单种煤的结焦性强弱变化，无规律性可循，使得荷重式实验焦炉无法准确评价单种煤热态性能。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法，解决了荷重式实验焦炉无法准确检测单种煤热态性能的难题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法，包括如下工艺步骤：

4、步骤一：采集实验用单种煤煤样，利用粉碎机将煤样粉碎；

5、步骤二：取单种煤煤样干基一定质量，调湿成含水10％，将调湿后煤样分2次装入煤甄中，每次质量相同，且每次装入后捣故一定时间，时间掌控原则为控制煤甑内煤样密度为1.00kg/m3；

6、捣固密度的控制方法，是根据煤样密度的目标值，以煤样的固定质量和煤甑的标准圆柱形体积为依据进行计算，得到煤样的应控制高度，从而精确控制煤样的捣固密度；

7、ρ＝m/(π*r2*h)

8、ρ为煤样密度目标值，m为煤样质量，r为煤甑内底面半径，h为煤样控制高度；

9、步骤三：在煤甑上盖部位添加一定重量的配重圆盘，对煤样施加压力；

10、步骤四：炉膛温度达到800℃时，将装有实验煤样的煤甄放入炉膛内，1050℃时停止加热，此步骤整个过程加热时间设定为24h；

11、步骤五：加热结束后自然冷却，炉膛中心温度≤50℃时，取出实验焦炭，制取焦炭热性能试样，然后检测得出实验焦炭的反应性及反应后强度数据。

12、进一步，所述步骤一中单种煤煤样粉碎后将粒度≤3mm的比例控制在82～84％。

13、进一步，所述步骤二中单种煤煤样干基为80kg，调湿成含水10％，即湿煤量88kg。

14、进一步，所述步骤三中配重圆盘的重量为20kg。

15、进一步，所述步骤二中将煤样分2次装入煤甄中，第一次装入44kg，捣固时间10分钟；第二次装入44kg，捣固时间9～10分钟，时间掌握原则为控制煤样密度为1.00kg/m3。

16、进一步，所述步骤三中煤甑装入煤样并捣固完成后，将煤甑上盖盖住煤甑口，并用螺栓把紧，上盖带有电偶和固定销，手持配重圆盘的手柄，通过电偶预留孔穿过煤甑上盖电偶，两个固定销孔落入煤甑上盖的固定销中，使得整个配重圆盘压在煤甑上盖上。

17、本发明的有益效果为：

18、本发明中按此方法将单种煤炼制成焦炭，实验焦炭热态性能与传统箱式实验焦炉的实验焦炭检测结果基本一致，反应后强度检测值偏差≤2.0％，解决了荷重式实验焦炉无法准确检测单种煤热态性能的问题，对企业的精煤采购做出正确指导，为优化配煤、降低配煤成本提供真实数据支持。

19、本发明中，由于炼焦用单种煤在加热过程中受热软化熔融形成胶质体，在胶质体形成半焦过程中，受外界给予胶质体压力大小的影响，形成的半焦壁厚度和气孔大小均不同，为真实反应单种煤热态性能指标，需要对荷重实验焦炉进行加压实验条件改进，配备适宜的加压重量炼制符合评价用的实验焦炭。同一炼焦煤样在不同密度情况下，密度越高，形成焦炭的气孔越小，热态强度也越高，因此对荷重式实验焦炉的煤样捣固密度需做一定程度的降低处理。同一炼焦煤样的粉碎细度不同，其炼制的焦炭热态强度会有一定差异，可通过控制煤样的粉碎细度调控其炼制焦炭的热态强度。

20、本发明通过对荷重实验焦炉进行加压实验条件、实验煤样的捣固密度以及煤样粉碎细度等实验参数进行合理调控，同时对加热时间和升温速率进行改进，降低荷重式实验焦炉炼制焦炭的热态强度，缩小与箱式实验焦炉炼制焦炭的热态强度差异，并形成稳定的对比关系。

技术特征：

1.一种利用荷重式实验焦炉评价单种煤实验焦炭热态性能的方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：

2.根据权利要求1所述之利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法，其特征在于，所述步骤一中单种煤煤样粉碎后将粒度≤3mm的比例控制在82～84％。

3.根据权利要求1所述之利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法，其特征在于，所述步骤二中单种煤煤样干基为80kg，调湿成含水10％，即湿煤量88kg。

4.根据权利要求3所述之利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法，其特征在于，所述步骤二中将煤样分2次装入煤甄中，第一次装入44kg，捣固时间10分钟；第二次装入44kg，捣固时间9～10分钟，时间掌握原则为控制煤样密度为1.00kg/m3。

5.根据权利要求1所述之利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法，其特征在于，所述步骤三中配重圆盘的重量为20kg。

6.根据权利要求1所述之利用荷重式实验焦炉检测单种煤热态性能的方法，其特征在于，所述步骤三中煤甑装入煤样并捣固完成后，将煤甑上盖盖住煤甑口，并用螺栓把紧，上盖带有电偶和固定销，手持配重圆盘的手柄，通过电偶预留孔穿过煤甑上盖电偶，两个固定销孔落入煤甑上盖的固定销中，使得整个配重圆盘压在煤甑上盖上。

技术总结
本发明涉及一种利用荷重式实验焦炉评价单种煤热态性能偏高的方法，属于冶金实验技术领域。本发明将实验用单种煤样粉碎，粉碎粒度≤3mm占比82～84％，装入荷重式实验焦炉的煤甑内，通过捣固机将实验单种煤样夯实，堆积密度控制在1.00kg/m<supgt;3</supgt;，用煤甑上盖封闭煤甑内实验煤样，在煤甑上盖添加配重圆盘，对煤甑内煤样施加压力，然后按照一定的加热速率对煤甑内实验煤样进行加热生成焦炭。焦炭成熟后自然冷却制取焦炭热性能试样，用焦炭反应性测定装置检测得到实验焦炭的反应性及反应后强度指标。采用本发明方法反应后强度检测值偏差≤2.0％，解决了荷重式实验焦炉无法准确检测单种煤热态性能的问题，为优化配煤方案、降低配煤成本提供可靠热态性能数据支持。

技术研发人员：王飞,段福彬,左远锋,刘保顺,张友臣,邢春钢
受保护的技术使用者：建龙西林钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1