中等變質程度煉焦煤的結焦性影響因素探討

鮑俊芳，盛軍波，宋子逵，崔會明，張雪紅

(武漢鋼鐵(集團)公司煉焦煤利用湖北省重點實驗室，湖北 武漢，430080)

傳統煤化學觀點認為,煤的結焦性是煤在工業焦爐或模擬工業焦爐煉焦條件下結成焦炭的能力。該定義較為抽象。筆者認為，煤的結焦性應從煤的物質基礎、結焦行為和成焦結果三個方面來綜合評價。對于煤的物質基礎，由于煤鏡質組性質的差異就目前檢測手段而言還無法深入到分子結構層面分析，因此，一般利用結焦光學組織結構直觀反映煉焦煤的物質基礎和成焦結果。大量試驗研究和生產實踐表明，制約焦炭冷、熱強度的最關鍵因素是焦炭光學組織結構[4-6]，故以煉焦煤結焦后的光學組織結構來表征煤的結焦性是合適的。另外，基氏流動度法是測定煉焦煤高溫塑性最成熟的方法，其測定結果中軟化溫度、固-軟溫度區間和最大基氏流動度與煤的結焦化學反應過程相關聯，是表征結焦過程的最佳指標[7]。因此，本文擬通過分析單種煉焦煤的鏡質組平均最大反射率、高溫塑性及其成焦光學組織結構之間的關系，對影響中等變質程度煉焦煤結焦性的因素進行研究。

1 試驗

1.1 原料及焦炭制備

試驗原料為某焦化公司多種煉焦生產用煤。單種煉焦煤各取800 g，按以下工藝條件煉制焦炭：煤料堆密度為0.79 g/mL，煤料粒度小于2.0 mm，煤料為空氣干燥樣，壓塊重量為2.0 kg。溫度控制:250 ℃以前升溫速率4～5 ℃/min；250～700 ℃，升溫速率3 ℃/min；700～950 ℃，升溫速率4 ℃/min；950 ℃恒溫3～4 h。

1.2 分析檢測

鏡質組反射率按照GB/T6948—1998測定，標準片為0.59和1.71雙標，儀器為德國Leica公司的MSP-200顯微光度計；高溫塑性按ASTM D2639—04測定；焦炭光學組織結構按YB/T077—1995測定。

2 結果與分析

2.1 煉焦煤的變質程度對其結焦性的影響

(a)中粒鑲嵌+粗粒鑲嵌組織

(b)細粒鑲嵌組織

(c)完全纖維+片狀組織圖1 煉焦煤的與其成焦光學組織含量的關系

2.2 中等變質程度煉焦煤的高溫塑性對其結焦性的影響

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

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—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細粒鑲嵌組織

2.2.6 討論

3 結論

(3)對于特殊成因煉焦煤，其結焦性與高溫塑性的相關規律出現異常。部分變質程度和高溫塑性都相同或接近的煉焦煤，其結焦性存在差異，因此在變質程度和高溫塑性的基礎上，需要引入焦炭光學組織組成對煉焦煤的結焦性進行確認。

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[5] 項茹，薛改鳳，劉尚超.煉焦煤的工藝性質對焦炭光學組織的影響[J].煤質技術，2009(4)：1-3.

[6] 項茹，薛改鳳，陳鵬.煉焦煤鏡質組性質和焦炭結構性能的相關性研究[J].武漢科技大學學報:自然科學版，2008，31(2)：151-154.

[7] 鮑俊芳，薛改鳳，詹立志，等，煉焦煤焦化特性評價指標探討[J].燃料與化工，2014，45(2)：5-7，10.

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