降低焦炭起始反应温度的配煤方法技术

本发明专利技术公开了一种降低焦炭起始反应温度的配煤方法，属于炼焦配煤技术领域。该配煤方法包括选取煤种、控制配煤比例、炼焦实验和对炼焦所得焦炭进行性能测试，其中，关键操作步骤为选取煤种和控制配煤比例，通过增加挥发分大于37％的煤种的使用比例，降低焦炭的起始反应温度和配煤成本。同时该配煤方法还要控制各煤种的性能，调节配合煤的流动性和结焦性，从而保障了焦炭的冷热强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于炼焦配煤
，具体地涉及一种降低焦炭起始反应温度的配煤方法。
技术介绍
目前钢铁行业形势严峻，面对生存和环境的压力，如何能够有效提高高炉炉身效率，进而达到降低还原剂比、抑制二氧化碳排放变得愈发重要。在现代高炉冶炼条件下，提高高炉炉身效率的方法主要有两种：一是通过提高含铁原料的还原能性，改善矿石层的高温特性，进而控制炉料分布，改善煤气流的分布，提高炉身效率；二是通过降低高炉热贮备区温度，提高CO的实际分压与平衡分压的差值，也就是提高还原驱动力，实现炉身效率的提高。上述第一种方法在当今高炉上普遍采用，经过炼铁工作者的长期努力，铁矿石的还原性不断提高，加之燃料比的持续降低，良好的间接还原条件，使得目前先进高炉的炉身煤气利用率已经达到90％～95％，接近平衡状态，且随着当前钢铁行业形势的发展和技术的进步，高炉用铁矿石的还原性越来越好，布料结构越来越合理，采用第一种方法提高高炉炉身效率的条件越来越成熟。而上述第二种方法应用较少，其对提高炉身效率还存在一定的潜力。高炉热储备区的温度是由焦炭溶损反应起始温度决定的，在高炉操作线中，焦炭起始反应温度的变化使化学平衡限制点W的坐标发生改变，从而引起高炉操作指标和冶炼参数的变化，也就是提高还原驱动力，实现炉身效率的提高。焦炭的起始反应温度的决定作用很重要，通过里斯特操作线的计算可以得出，在焦炭冷热强度较好，铁矿石还原性较好的前提下，不改变其他操作条件，焦炭的起始反应温度每降低100℃，高炉生产操作可增加降焦比潜力15～20kg/t。目前高炉生产用焦炭由于片面地追求低反应性，使得CSR≥66％的焦炭的起始反应温度基本处于950～1000℃左右，高炉热储备区的温度偏高，因此本专利技术致力于提供一种配煤方法，在不改变现有焦炭冷热强度的前提下降低焦炭的起始反应温度，从而降低高炉热储备区的温度，实现高炉炉身效率的提升，燃料比的下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低焦炭起始反应温度的配煤方法，该方法在保持焦炭的冷热强度的前提下，降低了焦炭的起始反应温度和配煤成本。为实现上述目的，本专利技术公开了一种降低焦炭起始反应温度的配煤方法，该配煤方法包括以下步骤：选取煤种、控制配煤比例、炼焦实验和对炼焦所得焦炭进行性能测试，其中，关键操作步骤如下：选取煤种：选取气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤作为炼焦煤种，且各煤种满足如下条件：气煤的挥发分Vdaf＞37％，胶质层厚度Y≤13mm；气肥煤的挥发分39％≤Vdaf≤41％，最大流动度≥60000ddpm，固软区间温度差≥100℃；肥煤的挥发分29％≤Vdaf≤32％，最大流动度≥50000ddpm，固软区间温度差≥100℃；瘦煤的挥发分15％≤Vdaf≤18％，黏结指数30≤G值≤60；控制配煤比例：各煤种的含量以质量百分比计：气煤：6～10％，气肥煤：0～5％，肥煤：14～17％，1/3焦煤：14～25％，焦煤：45～47％，瘦煤：8～12％。进一步地，所述的选取煤种步骤，所述1/3焦煤包括1/3焦煤1#、1/3焦煤2#、1/3焦煤3#，且所述1/3焦煤1#的挥发分30％≤Vdaf≤32％，胶质层厚度Y≥18mm；所述1/3焦煤2#的挥发分Vdaf≥34％，胶质层厚度Y≥14mm；所述1/3焦煤3#的挥发分30％≤Vdaf≤32％，胶质层厚度11mm≤Y≤18mm。再进一步地，所述1/3焦煤中各煤种的质量百分比为：1/3焦煤1#：10～15％，1/3焦煤2#：3～8％，1/3焦煤3#：0～6％。更进一步地，所述的选取煤种步骤，所述焦煤包括焦煤1#、焦煤2#、焦煤3#，且所述焦煤1#的挥发分22％≤Vdaf≤26％，黏结指数G值≥85；所述焦煤2#的挥发分22％≤Vdaf≤26％，黏结指数80≤G值≤85；所述焦煤3#的挥发分22％≤Vdaf≤26％，黏结指数78≤G值≤80。更进一步地，所述焦煤中各煤种的质量百分比为：焦煤1#：20～25％，焦煤2#：15～20％，焦煤3#：0～5％。更进一步地，所述的对炼焦所得焦炭进行性能测试步骤，包括起始反应温度、冷强度和热强度测试，其中，冷强度和热强度测试按国标法进行检测，且冷强度满足：M40＞87，M10＜6.7；热强度满足：CRI＜24％，CSR＞66％。更进一步地，所述的起始反应温度测试过程为：在氮气的保护下，以5～15℃/min的速率进行升温，当温度达到680～720℃时，按照体积百分比为二氧化碳：氮气＝20～30％：70～80％的比例通入二氧化碳和氮气的混合气体，当焦炭的失重率达到0.5％时的温度，记录为焦炭的起始反应温度。本专利技术的配煤方法的原理在于：本专利技术配煤方法的关键步骤为选取煤种和控制配煤比例，选取气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤作为炼焦煤种，通过控制这些煤种的胶质层厚度、最大流动度和黏结指数等参数来调节配合煤的流动性和结焦性，在保障焦炭的冷热强度基础上，通过增加挥发分大于37％的煤种的使用比例，如增加气煤和气肥煤的使用比例，实现降低焦炭的起始反应温度的目的。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术通过控制气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤的性能，调节配合煤的流动性和结焦性，从而保障了焦炭的冷热强度；通过增加挥发份较高的煤种(挥发份大于37％)的使用比例，降低焦炭的起始反应温度，从而降低配煤成本。2、本专利技术在保持焦炭的冷强度：M40＞87，M10＜6.7；热强度CRI＜24％，CSR＞66％的前提下将焦炭的起始反应温度从950～1000℃降低到850～900℃，在高炉其他生产条件不变的前提下，增加高炉降焦比的潜力15～20kg/t左右。具体实施方式为了更好地解释本专利技术，以下结合具体实施例进一步阐明本专利技术的主要内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于以下实施例。实施例1一种降低焦炭起始反应温度的配煤方法，该配煤方法包括以下步骤：(1)选取煤种：选取气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤共六个煤种，各煤种的指标如下：气煤：挥发分Vdaf＝38.23％，胶质层厚度Y＝12mm；气肥煤：挥发分Vdaf＝40.50％，最大流动度78560ddpm，固软区间温度差101℃；肥煤：挥发分Vdaf＝29.99％，最大流动度63876ddpm，固软区间温度差104℃；1/3焦煤包括1/3焦煤1#、1/3焦煤2#、1/3焦煤3#，具体指标如下：1/3焦煤1#：挥发分Vdaf＝30.38％，胶质层厚度Y＝18mm；1/3焦煤2#：挥发分Vdaf＝36.71％，胶质层厚度Y＝18mm；1/3焦煤3#：挥发分Vdaf＝30.44％，胶质层厚度Y＝15mm；焦煤包括焦煤1#、焦煤2#、焦煤3#，具体要求如下：焦煤1#：挥发分Vdaf＝25.30％，黏结指数G值为87；焦煤2#：挥发分Vdaf＝23.40％，黏结指数G值为84；焦煤3#：挥发分Vdaf＝23.05％，黏结指数G值为80；瘦煤：挥发分Vdaf＝17.02％，黏结指数G值为36；(2)控制配煤比例：各煤种的含量以质量百分比为计，如下表1所示；表1 各煤种的质量百分含量(3)炼焦实验：按照步骤(2)的配煤比例进行炼焦；(4)对炼焦所得焦炭进行性能测试：包括起始反应温度、冷强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低焦炭起始反应温度的配煤方法，包括以下步骤：选取煤种、控制配煤比例、炼焦实验和对炼焦所得焦炭进行性能测试，其特征在于：关键步骤如下：选取煤种：选取气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤作为炼焦煤种，且各煤种满足如下条件：气煤的挥发分Vdaf＞37％，胶质层厚度Y≤13mm；气肥煤的挥发分39％≤Vdaf≤41％，最大流动度≥60000ddpm，固软区间温度差≥100℃；肥煤的挥发分29％≤Vdaf≤32％，最大流动度≥50000ddpm，固软区间温度差≥100℃；瘦煤的挥发分15％≤Vdaf≤18％，黏结指数30≤G值≤60；控制配煤比例：各煤种的含量以质量百分比计：气煤：6～10％，气肥煤：0～5％，肥煤：14～17％，1/3焦煤：14～25％，焦煤：45～47％，瘦煤：8～12％。

【技术特征摘要】
1.一种降低焦炭起始反应温度的配煤方法，包括以下步骤：选取煤种、控制配煤比例、炼焦实验和对炼焦所得焦炭进行性能测试，其特征在于：关键步骤如下：选取煤种：选取气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤作为炼焦煤种，且各煤种满足如下条件：气煤的挥发分Vdaf＞37％，胶质层厚度Y≤13mm；气肥煤的挥发分39％≤Vdaf≤41％，最大流动度≥60000ddpm，固软区间温度差≥100℃；肥煤的挥发分29％≤Vdaf≤32％，最大流动度≥50000ddpm，固软区间温度差≥100℃；瘦煤的挥发分15％≤Vdaf≤18％，黏结指数30≤G值≤60；控制配煤比例：各煤种的含量以质量百分比计：气煤：6～10％，气肥煤：0～5％，肥煤：14～17％，1/3焦煤：14～25％，焦煤：45～47％，瘦煤：8～12％。2.根据权利要求1所述的降低焦炭起始反应温度的配煤方法，其特征在于：所述的选取煤种步骤，所述1/3焦煤包括1/3焦煤1#、1/3焦煤2#、1/3焦煤3#，且所述1/3焦煤1#的挥发分30％≤Vdaf≤32％，胶质层厚度Y≥18mm；所述1/3焦煤2#的挥发分Vdaf≥34％，胶质层厚度Y≥14mm；所述1/3焦煤3#的挥发分30％≤Vdaf≤32％，胶质层厚度11mm≤Y≤18mm。3.根据权利要求2所述的降低焦炭起始反应温度的配煤方法，其特征在于：所述1/3焦煤中各煤种的质量百分比...

【专利技术属性】
技术研发人员：任玉明，薛改风，常红兵，项茹，鲍俊芳，宋子逵，张雪红，王元生，陈鹏，詹立志，陈细涛，
申请(专利权)人：武汉钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42