炼焦煤的入炉粒度确定方法及在炼焦备煤工艺的应用技术

本发明专利技术公开了一种炼焦煤的入炉粒度确定方法，该方法包括以下几个步骤：1)单种煤的筛分；2)单种煤的合理粒度评价；3)确定配合煤的控制粒度；4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度进行修正。本发明专利技术还公开了上述方法在炼焦备煤工艺的应用。本发明专利技术提供的炼焦煤的入炉粒度控制工艺能够在稳定或有效提升焦炭质量的前提下，解决现有先配后粉配煤工艺的质量控制缺陷和选择性粉碎工艺中单种煤合理粒径选择难题，有效应对传统的炼焦工艺对于入炉煤的粒度控制较为粗放的问题。根据本发明专利技术还可选择合适的炼焦备煤工艺，以有效节约能源，降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
炼焦煤的入炉粒度确定方法及在炼焦备煤工艺的应用
本专利技术属于焦化
，具体涉及炼焦备煤工艺，特别涉及一种炼焦煤的入炉粒度确定方法及在炼焦备煤工艺的应用。
技术介绍
传统的炼焦工艺对于入炉煤的粒度控制较为粗放，相关专业教科书显示，炼焦行业的入炉煤主要控制其细度，即小于3mm以下的比例占全部样品比例的百分比数量，而目前常见的细度控制指标在70％～80％之间。这种细度控制的概念沿用多年，本意是为了保障焦炭质量的均匀性和稳定性。然而随着煤矿逐年开采，因矿层变化引起的煤质改变，因洗煤工艺造成的来煤粒度的变化和目前焦化行业相对落后的装备水平来看，较难通过细度工艺实现焦炭质量的稳定，需要开发一种新的炼焦煤入炉粒度控制工艺方法。现有炼焦煤的粒度控制工艺及设备使用的情况主要有两种：一种是先配后破工艺，即矿山来煤经过原料场存储后先进入配煤盘，然后经过破碎机，粉碎后送入焦炉。另一种是选择性粉碎工艺，即矿山来煤经过原料场存储后先分类进入破碎机，然后进入配煤盘，配合后送入焦炉。根据申请人的了解和检索，有关炼焦煤的粒度控制工艺方面的技术和专利主要集中在某类单种煤的粒度调整和具体工艺路线上，例如CN200910272633.7中主要利用对比粘结性变化确定了气煤的最佳粒度，CN200910272635.6、CN200910272636.0主要利用共焦强度指数确定了贫瘦煤、瘦煤的最佳粒度。CN201510274762.5主要通过干、湿煤的粒度差异来确定合适的筛分粒径条件，其整体还是属于传统的选择性粉碎工艺。
技术实现思路
本专利技术所要解决的一个技术问题在稳定或有效提升焦炭质量的前提下，提供一种炼焦煤的入炉粒度确定方法，解决现有选择性粉碎工艺中单种煤合理粒径选择难题。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供上述炼焦煤的入炉粒度确定方法在炼焦备煤工艺的应用。为解决上述第一个技术问题，本专利技术所设计的方法主要分为以下几个步骤，1)单种煤的筛分；2)单种煤的合理粒度评价；3)确定配合煤的控制粒度；4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度进行修正。1)单种煤的筛分。将拟配用的各单种煤分别进行干、湿煤条件下的筛分，分别记录各筛分粒级下的筛分比例Φ干n,m、Φ湿n,m；上述的Φ干n,m为第n种单种煤干煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例，Φ湿n,m为第n种单种煤湿煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例；其中，n＝1，2，3……N，N为配煤所需单种煤的总种数；m＝1，2，3……，第1筛分粒级为筛孔粒径最小的筛下物，第2筛分粒级则为筛孔粒径最小的筛上物经筛孔粒径第二小的筛子筛分后的筛下物，依次类推，最大的筛分粒级则为筛孔粒径最大的筛子筛分后的筛上物。筛分粒级至少包括筛孔粒径为3～10mm的4个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径大于等于10mm的筛子的筛下物和筛上物。2)单种煤的合理粒度评价。单种煤的合理粒度评价采用分类评价，分类评价条件包括：单种煤G质、原煤粒度分布、单种煤成焦显微结构指数。其中成焦显微结构指数是指单种煤成焦后的样品经过处理后，在偏光显微镜下观察其同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、片状、破片、纤维状、惰性结构等微观结构，统计各微观结构在样品中的出现比例所得到的的百分比结果，即为各微观结构的成焦显微结构指数，各微观结构的成焦显微结构指数共同构成单种煤成焦显微结构指数，即单种煤成焦显微结构指数为100％，具体评价方法如下：21)单种煤的粘结指数G值在15～30之间，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入预破碎机或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机。22)单种煤湿煤条件下在筛孔粒径为20mm的筛上物的比例占15％以上，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入预破碎或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机。23)不满足21)、22)条件的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌＜40％，且∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)≥40％，∑(纤维状+片状)≤20％，则其合理粒度Hn为Smm和3mm中的较大值，其中S等于(10-∑惰性结构/5％)，在实际生产中，为方便计，可将S按四舍五入得到整数值；但无需按其合理粒度Hn进行破碎，而是直接引入配煤盘。24)不满足21)、22)的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌≥40％，则其合理粒度Hn为Tmm和10mm中的较小值，其中T等于(3+∑惰性结构/10％)，在实际生产中，为方便计，可将T按四舍五入得到整数值；但无需按其合理粒度Hn进行破碎，而是直接引入配煤盘。25)不满足23)、24)步骤的单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入配煤盘。3)确定配合煤的控制粒度。配合煤的控制粒度确定按以下条件分类进行：31)如果采用的各单种煤至少一种需要根据23)或24)步骤评价其合理粒度时，根据配合煤中各需要评价的单种煤的加入比例Δn，结合步骤1)中相应单种煤湿煤条件下的筛分比例Φ湿n,m，依次用步骤2)中评价得到的相应单种煤的合理粒度Hn作为筛分出该相应单种煤第M筛分粒级所使用的筛子的筛孔粒径，按如下公式计算该相应单种煤第1筛分粒级至第M筛分粒级的质量之和w：如果仅有一种单种煤的w大于等于50％，则该单种煤的合理粒度即为配合煤的控制粒度U。如果多种单种煤的w大于等于50％，则以Δn最大的单种煤的合理粒度为配合煤的控制粒度U。如果各单种煤的w均小于50％，则以w最大的单种煤的合理粒度为配合煤的控制粒度U。32)如果采用的各单种煤均不需评价其合理粒度时，配合煤的控制粒度U取3mm。4)根据焦炭质量对配合煤的控制粒度进行修正：对上述步骤3)确定的配合煤的控制粒度U进行显微结构分析修正，修正方法为：按照步骤3)所确定的配合煤的控制粒度进行炼焦试验，分析所得焦炭显微结构，如果焦炭显微结构中∑粗粒镶嵌为35～65％，∑(细粒镶嵌+同性)与∑(纤维状+片状+破片)差值变化超过±10％，配合煤的控制粒度U相应变化±1mm。该步骤作为生产调节和初期确定使用，作为定期检验步骤即可。进一步地，所述步骤1)中筛分粒级包括筛孔粒径为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm的8个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径为20mm的筛子的筛下物和筛上物。为解决上述第二个技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：在单种煤的合理粒度Hn需要进行评价的情况下，可利用步骤3)中确定的配合煤合理粒度U对厂区的备煤工艺进行优化选择；具体方法为：取步骤2)中需要评价合理粒度单种煤中加入比例Δn为最大的Hn与配合煤的控制粒度U进行比较，如果U＞Hn+1，则备煤工艺无需进行优化；如果U≤Hn+1，则按以下步骤进行优化：a1)该步骤仅考虑所使用筛子的筛孔粒径大于等于3mm的筛分粒级，按步骤1)中的各单种煤在各符合上述条件筛分粒级下的干煤筛分比例及各单种煤对应的Δn，将各单种煤在该给定筛分粒级下进行配合；以及按步骤1)中的各单种煤在给定筛分粒级下的湿煤筛分比例及各单种煤对应的Δn，将各单种煤在该给定筛分粒级下进行配合；分别计算出各符合上述条件筛分粒级下配合煤的干、湿煤筛分比例并进行差值分析，将配合煤的干、湿煤筛分比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炼焦煤的入炉粒度确定方法，其特征在于：该方法包括以下几个步骤：1)单种煤的筛分：将拟配用的各单种煤分别进行干、湿煤条件下的筛分，分别记录各筛分粒级下的筛分比例Φ干n,m、Φ湿n,m；上述的Φ干n,m为第n种单种煤干煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例，Φ湿n,m为第n种单种煤湿煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例；其中，n＝1，2，3……N，N为配煤所需单种煤的总种数；m＝1，2，3……，第1筛分粒级为筛孔粒径最小的筛下物，第2筛分粒级则为筛孔粒径最小的筛上物经筛孔粒径第二小的筛子筛分后的筛下物，依次类推，最大的筛分粒级则为筛孔粒径最大的筛子筛分后的筛上物；筛分粒级至少包括筛孔粒径为3～10mm的4个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径大于等于10mm的筛子的筛下物和筛上物；2)单种煤的合理粒度评价：单种煤的合理粒度评价采用分类评价，分类评价条件包括：单种煤G质、原煤粒度分布、单种煤成焦显微结构指数；其中成焦显微结构指数是指单种煤成焦后的样品经过处理后，在偏光显微镜下观察其同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、片状、破片、纤维状、惰性结构等微观结构，统计各微观结构在样品中的出现比例所得到的的百分比结果，即为各微观结构的成焦显微结构指数，各微观结构的成焦显微结构指数共同构成单种煤成焦显微结构指数，即单种煤成焦显微结构指数为100％，具体评价方法如下：21)单种煤的粘结指数G值在15～30之间，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入预破碎机或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机；22)单种煤湿煤条件下在筛孔粒径为20mm的筛上物的比例占15％以上，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入预破碎或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机；23)不满足21)、22)条件的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌＜40％，且∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)≥40％，∑(纤维状+片状)≤20％，则其合理粒度Hn为Smm和3mm中的较大值，其中S等于10‑∑惰性结构/5％；但无需按其合理粒度Hn进行破碎，而是直接引入配煤盘；24)不满足21)、22)的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌≥40％，则其合理粒度Hn为Tmm和10mm中的较小值，其中T等于3+∑惰性结构/10％；但无需按其合理粒度Hn进行破碎，而是直接引入配煤盘；25)不满足23)、24)步骤的单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入配煤盘；3)确定配合煤的控制粒度。配合煤的控制粒度确定按以下条件分类进行：31)如果采用的各单种煤至少一种需要根据23)或24)步骤评价其合理粒度时，根据配合煤中各需要评价的单种煤的加入比例Δn，结合步骤1)中相应单种煤湿煤条件下的筛分比例Φ湿n,m，依次用步骤2)中评价得到的相应单种煤的合理粒度Hn作为筛分出该相应单种煤第M筛分粒级所使用的筛子的筛孔粒径，按如下公式计算该相应单种煤第1筛分粒级至第M筛分粒级的质量之和w：...

【技术特征摘要】
1.一种炼焦煤的入炉粒度确定方法，其特征在于：该方法包括以下几个步骤：1)单种煤的筛分：将拟配用的各单种煤分别进行干、湿煤条件下的筛分，分别记录各筛分粒级下的筛分比例Φ干n,m、Φ湿n,m；上述的Φ干n,m为第n种单种煤干煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例，Φ湿n,m为第n种单种煤湿煤条件下在第m筛分粒级下的筛分比例；其中，n＝1，2，3……N，N为配煤所需单种煤的总种数；m＝1，2，3……，第1筛分粒级为筛孔粒径最小的筛下物，第2筛分粒级则为筛孔粒径最小的筛上物经筛孔粒径第二小的筛子筛分后的筛下物，依次类推，最大的筛分粒级则为筛孔粒径最大的筛子筛分后的筛上物；筛分粒级至少包括筛孔粒径为3～10mm的4个不同大小筛子的筛下物，以及筛孔粒径大于等于10mm的筛子的筛下物和筛上物；2)单种煤的合理粒度评价：单种煤的合理粒度评价采用分类评价，分类评价条件包括：单种煤G质、原煤粒度分布、单种煤成焦显微结构指数；其中成焦显微结构指数是指单种煤成焦后的样品经过处理后，在偏光显微镜下观察其同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、片状、破片、纤维状、惰性结构等微观结构，统计各微观结构在样品中的出现比例所得到的的百分比结果，即为各微观结构的成焦显微结构指数，各微观结构的成焦显微结构指数共同构成单种煤成焦显微结构指数，即单种煤成焦显微结构指数为100％，具体评价方法如下：21)单种煤的粘结指数G值在15～30之间，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入预破碎机或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机；22)单种煤湿煤条件下在筛孔粒径为20mm的筛上物的比例占15％以上，无需评价该单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入预破碎或配煤盘；具体的工艺路线根据焦化厂的工艺设备条件进行选择，有预破碎机时，优先引入预破碎机；23)不满足21)、22)条件的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌＜40％，且∑(细粒镶嵌+粗粒镶嵌)≥40％，∑(纤维状+片状)≤20％，则其合理粒度Hn为Smm和3mm中的较大值，其中S等于10-∑惰性结构/5％；但无需按其合理粒度Hn进行破碎，而是直接引入配煤盘；24)不满足21)、22)的单种煤，如果其成焦显微结构中，∑粗粒镶嵌≥40％，则其合理粒度Hn为Tmm和10mm中的较小值，其中T等于3+∑惰性结构/10％；但无需按其合理粒度Hn进行破碎，而是直接引入配煤盘；25)不满足23)、24)步骤的单种煤，不具体考虑该单种煤的合理粒度Hn，物料直接引入配煤盘；3)确定配合煤的控制粒度。配合煤的控制粒度确定按以下条件分类进行：31)如果采用的各单种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，薛改凤，盛军波，常红兵，何一兵，冯强，周森林，张雪红，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42