焦粉配煤40Kg小焦爐實驗室研究

王敬坡

邯鋼集團礦業分公司

焦粉是焦化企業生產過程中產生的副產物，根據煉焦工藝、配煤比、熄焦工藝和輸送流程等的不同，焦粉的產率一般在5-8%之間。因其粒度小，用途少，在鋼鐵聯合企業中一般配入燒結作為燃料使用，或用作鍋爐燃料，但不能直接高效使用，沒有發揮出最大的經濟效益。

煉焦時配入少量焦粉替代瘦煤, 既可以拓寬煉焦煤資源、降低配煤成本, 又解決了焦粉出路問題。不同的研究針對最佳焦粉配比以及粉碎粒級的大小進行了研究, 結果表明焦粉的配比對焦炭質量有明顯的影響,合適的回配比可同時提高焦炭的塊度和抗碎強度[1]。

邯鋼礦業分公司有2座搗固焦爐，年產焦粉6萬噸，目前主要供公司燒結系統使用。本研究的目的就是探索焦粉用于搗固煉焦的回配技術，降低煉焦成本。

1 試驗部分

1.1 焦粉性質

從篩焦樓下的焦粉中篩取粒度＜3mm的焦粉作為試樣1。分取試樣1一半制成試樣2，篩分后將1～3mm焦粉重新進行研磨，直至全部＜1mm，。對試樣1、試樣2按照GB2001-1991《焦炭工業分析測定方法》，數據見表1：

表1 焦粉粒級與工業分析

1.2 試驗用煤

試驗用煤選用當前生產用煤，其工業分析結果見表2：

表2 試驗用煤的工業分析

1.3 配煤方案

焦粉本身無粘結性，屬于惰性物質，在配合煤成焦過程中無明顯形態變化[2]，其顆粒表面吸附相當一部分配合煤熱裂解生產的液相產物，使塑性體內液相量減少；在配合煤中添加適量的焦粉，一方面可降低裝爐煤的半焦收縮系數、改善半焦氣孔結構，提高半焦強度；另一方面可以減少相鄰半焦層間的收縮差、減少焦炭裂紋, 達到提高焦炭強度的作用。因此,使用焦粉配煤時需要考慮的思路是:配合煤的黏結性要有富余；焦粉的添加量要適中；焦粉的粒度要盡量小[3]。

根據以上原則，并結合生產實際，制定了5個方案，見表3。

表3 焦粉配煤方案

試驗用配合煤數據見表4

表4 配合煤工業分析

2 試驗結果與分析

2.1 試驗結果

按照40Kg小焦爐操作規程進行煉焦試驗，所產出的焦炭按照規程進行了相關的檢驗，數據如表5：

表5 試驗結果分析表

2.2 結果分析

2.2.1 按照方案1，以3%焦粉Ⅰ替代3%的瘦煤所得焦炭冷強度、熱性能都有明顯下降，焦炭質量明顯變差；

2.2.2 用2%焦粉Ⅰ代替瘦煤進行煉焦時（方案2），焦炭冷強度、熱性能均變差，但質量下降幅度變小；

2.2.3 當焦粉Ⅱ以3%代替瘦煤（方案3），反應性變化不大，反應后強度下降較多，冷強度略好于空白試驗；

2.2.4 方案4所得焦炭機械強度略好于空白方案，反應性也略微降低，但熱強度有所升高。

2.2.5 方案5中，由于增加了2%肥煤，所得焦炭冷強度、熱性能均明顯優于空白方案。

3 結論及效益分析

通過40Kg搗固小焦爐煉焦試驗，確定了回配焦粉時需重點關注的參數：使焦粉粒度達到1.0mm～0.2mm，且小于0.2mm的占80%；焦粉回配比例不能過高，保持2%最為適宜；配入焦粉后最好能夠增加一定比例的肥煤配比，增加配合煤的膠質體，保證焦炭可以更好的熔融，得到質量較好的焦炭。

按照配比4進行回配，可以得到與原配比質量最為接近的焦炭，可使每噸配合煤成本降低2.47元，以目前礦業分公司的焦炭產量計算，年可降成本227萬元。

[1]紀同森，齊婳，白朝亮. 干熄焦除塵焦粉配煤煉焦技術的研究與應用[J].山東冶金，2011,33（3）：30-32.

[2]王大力，劉平，劉開明. 焦粉替代瘦煤的配煤煉焦試驗研究[J].煤化工，2009,141（2）：15-17.

[3]歐陽曙光，呂青青，李紅超，周云輝. 回配焦粉搗固煉焦試驗研究[J].武漢科技大學學報，2012,35（2）：30-32.