阅读说明：本技术 改善捣固焦配合煤细度和粒度组成的方法 (Method for improving fineness and granularity composition of tamping coke blended coal ) 是由 任华伟 杨洪庆 郎莹 王华东 李建莉 孙振满 翟记川 晋常兵 刘利园 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种改善捣固焦配合煤的细度和粒度组成的方法。所述方法结合哈氏可磨指数和原始细度,对一些难磨煤或原始颗粒也较粗的煤进行预粉碎,使预粉碎更有针对性；通过取配合煤中>3mm的部分进行煤岩相分析,根据镜质组各反射率区间分布比例判断是到底是哪类煤造成粒度不合格,能快速找到配合煤粒度不达标的原因,针对性调整,避免目前为了提高配合煤细度,对所有预粉碎煤或配合煤提高粉碎水平,既会造成部分煤粉碎过细,又造成能耗增加；通过针对性粉碎,控制>5mm部分和＜0.5mm部分的比例,达到了入炉煤最佳粒度组成。通过该方法使炼焦所得焦炭达到高强度、大块度,提升质量水平。(The invention relates to a method for improving fineness and granularity composition of tamping coke blended coal. The method combines the Hardgrove grindability index and the original fineness to pre-crush coal which is difficult to grind or has thicker original particles, so that the pre-crushing is more targeted; the method comprises the steps of performing coal-rock phase analysis on a part with the size larger than 3mm in the blended coal, judging which type of coal is unqualified in granularity according to the distribution proportion of each reflectivity interval of a vitrinite, quickly finding out the reason that the granularity of the blended coal does not reach the standard, performing targeted adjustment, and avoiding the problems that the crushing level of all pre-crushed coal or blended coal is improved in order to improve the fineness of the blended coal at present, so that part of coal is crushed to be too fine, and the energy consumption is increased; the optimal granularity composition of the coal as fired is achieved by the targeted pulverization and the control of the proportion of the part of more than 5mm and the part of less than 0.5 mm. The method ensures that the coke obtained by coking has high strength and large lumpiness and improves the quality level.)

改善捣固焦配合煤细度和粒度组成的方法

技术领域

本发明属于焦化行业炼焦领域，具体涉及一种改善捣固焦配合煤的细度和粒度组成的方法。

背景技术

煤的粉碎细度和粒度组成对焦炭质量的影响极大，研究表明，优化配煤细度能改善配合煤的粘结能力，从而提升焦炭质量。然而同一细度的入炉煤其各粒度组成是有很大差别的，生产的焦炭质量也会有很大差别。各种不同的原料煤和同一种原料煤内不同岩相组成的结焦性和粉碎性不同，一般长焰煤、弱粘煤、气煤等低变质程度煤和瘦煤、贫瘦煤、贫煤等高变质程度煤属于难磨煤，且原始颗粒也较粗，需要细粉碎；而一些肥煤、肥焦煤虽然属于易磨煤，但原始颗粒也较粗，所以也需要细粉碎。现有国内焦化厂普遍采用“先配后粉”的工艺，该工艺流程简单，投资小，但也存在粉碎不均、细度达不到要求等不足。

在捣固焦工艺中虽然还配备预粉碎设备，对部分煤进行预粉碎，但入炉煤的粉碎细度(<3mm的比例)一般在85～90％之间，达不到设计≥90％的要求，且配合煤中粒级＜0.5mm部分达到40％以上。煤细度偏大会产生焦炭裂纹，导致焦炭冷态强度下降，块度偏小，而＜0.5mm的粉煤结焦性劣化导致焦炭强度下降。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种改善捣固焦配合煤粒度及组分的方法。通过该方法使炼焦所得焦炭达到高强度、大块度，提升质量水平。

本发明的改善捣固焦配合煤的细度和粒度组成的方法包括以下步骤：

1)将各单种煤中哈氏可磨指数(HGI)<60％的煤作为难磨煤；

2)将各单种煤中原始细度<60％的煤作为粗粒煤，其中原始细度指的是粒径<3mm部分占该煤总重的重量百分比；

3)对难磨煤或粗粒煤送预粉碎工段分别、单独进行预粉碎，细度和粒度组成要求至<5mm达到100％，<3mm占87％以上；

4)经过预粉碎的煤与其他煤按配比配合形成配合煤，再一起进行粉碎和混匀；

5)测得配合煤的细度和粒度组成，如果<3mm部分所占比例为90％以上且>5mm部分所占比例为0，且<0.5mm部分所占比例小于40％，则满足工艺要求；

6)如果满足不了“<3mm比例占90％以上且>5mm的比例为0”的工艺要求，取配合煤中>3mm的部分进行煤岩相分析，将所得最大镜质组反射率R_max根据表1确定造成细度和粒度组成不满足工艺要求的煤种；

表1：最大镜质组反射率对应可能的煤种：

R<sub>max</sub>/％	按出现频率排列的可能煤类
		<0.5	褐煤、长焰煤
0.5～<0.6	长焰煤、不粘煤、气煤
		0.6～<0.7	气煤、长焰煤、不粘煤、气肥煤
0.7～<0.8	气煤、气肥煤、弱粘煤、不粘煤、1/2中粘煤
		0.8～<0.9	1/3焦煤、气煤、弱粘煤、不粘煤、肥煤、气肥煤
0.9～<1.0	1/3焦煤、肥煤、气煤、1/2中粘煤、气肥煤
		1.0～<1.1	肥煤、1/3焦煤
1.1～<1.2	肥煤、1/3焦煤、焦煤
		1.2～<1.3	焦煤、肥煤、1/3焦煤
1.3～<1.4	焦煤、肥煤
		1.4～<1.5	焦煤
1.5～<1.6	焦煤、瘦煤、贫瘦煤
		1.6～<1.7	瘦煤、焦煤、贫瘦煤
1.7～<1.8	瘦煤、贫瘦煤、焦煤、贫煤
		1.8～<1.9	贫瘦煤、瘦煤、贫煤
1.9～<2.0	贫瘦煤、贫煤、瘦煤
		2.0～<2.5	贫煤
>＝2.5	无烟煤、贫煤

7)根据6)的判断结果，提高造成细度和粒度组成不合格的煤的细度水平，例如通过对预粉碎设备及操作进行调整，例如增加预粉碎设备锤头、调整间距等，来提高该煤的细度水平；或是将预粉碎次数增加1-2次，通过反复粉碎来提高该煤的细度水平；

8)如果仍达不到要求，则将难磨煤或粗粒煤定义参数范围适当放宽5％～10％以增加1-2种煤进行预粉碎，如将哈氏可磨指数HGI调整为<70％的煤作为难磨煤；将细度<70％的煤作为粗粒煤；

9)如果满足不了“<0.5mm比例小于40％”的工艺要求，将难磨煤或粗粒煤中粘结指数G值>70的煤不单独预粉碎；

10)再检测配合煤细度及粒度组成，如果达不到要求，重复按照以上步骤进行调整，使最终达到工艺要求。

本发明的改善捣固焦配合煤的细度和粒度组成的方法还可以包括，在步骤1)之前测得各单种煤的哈氏可磨指数(HGI)的步骤。

本发明的改善捣固焦配合煤的细度和粒度组成的方法还可以包括，在步骤2)之前测得各单种煤的原始细度的步骤。

哈氏可磨指数(HGI)用于判定单种煤的破碎难易程度，其按照MT/T230-2005《哈氏可磨性指数测定仪通用技术条件》中规定的方法进行测定。原始细度指的是各单种煤中<3mm的颗粒占该煤总重的重量百分比，其按照GB/T 477-2008《煤炭筛分试验方法》中规定的方法进行测定。镜质组最大反射率R_max指的是用煤岩显微测试方法，在单偏光下，转动载物台测得镜质体的最大反射率值；按照GB/T 6948-2008《煤的镜质体反射率显微镜测定方法》中规定的方法进行测定。

在得到满足工艺要求的配合煤之后可以将配合煤用于炼焦。

因此，本发明还涉及一种炼焦生产方法，其包括：

(1)采用上述根据本发明的改善捣固焦配合煤的细度和粒度组成的方法得到细度和粒度组成为<3mm部分所占比例为90％以上且>5mm部分所占比例为0，且<0.5mm部分所占比例小于40％的配合煤；

(2)将配合煤用于捣固炼焦。

将配合煤用于捣固炼焦的步骤没有具体限定，可以采用本领域中可用的任一方法进行。例如，捣固炼焦可以根据所用焦炉设定的结焦曲线经一定结焦时间，达到预定温度，例如1000±50℃，从而完成炼焦。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

创新提出了结合哈氏可磨指数和原始细度，对一些难磨煤或原始颗粒也较粗的煤进行预粉碎，使预粉碎更有针对性。

通过取配合煤中>3mm的部分进行煤岩相分析，根据镜质组各反射率区间分布比例判断是到底是哪类煤造成粒度不合格，能快速找到配合煤粒度不达标的原因，针对性调整，避免目前为了提高配合煤细度，对所有预粉碎煤或配合煤提高粉碎水平，既会造成部分煤粉碎过细，又造成能耗增加。

通过针对性粉碎，控制>5mm部分和＜0.5mm部分的比例，达到了入炉煤最佳粒度组成。在无煤调湿、无型煤，无添加剂的4.3米以上捣固焦炉干熄焦条件下，本发明方法所得焦炭热强度CRI在25％～30％，CSR在62％～70％，冷强度M₂₅在90～95％，M₁₀在3％～6％，焦炭平均粒度在47mm以上。

本发明中，除非另有明确指示，否则百分含量(％)均指的是重量百分数。

具体实施方式

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容能够更明显易懂，予以实施，以下特举出本发明的实施例以进一步说明本发明。但是，本发明不限于此。

测试方法

粘结指数(G值)：按照GB/T 50047-2014《烟煤黏结指数测定方法》测定。

Y值：按照GB/T 479-2016《烟煤胶质层指数测定方法》测定。

原始细度：按照GB/T 477-2008《煤炭筛分试验方法》测定。

哈氏可磨指数(HGI)：按照MT/T 230-2005《哈氏可磨性指数测定仪通用技术条件》测定。

焦炭冷强度包括抗碎强度(M₂₅)和耐磨强度(M₁₀)：按照GB/T 2006-2008《焦炭机械强度的测定方法》中的第一法测定。

热强度包括焦炭反应性(CRI)和反应后强度(CSR)：按照GB/T4000-2017《焦炭反应性及反应后强度试验方法》测定。

平均粒度：按照GB/T 2005-1994《冶金焦炭的焦末含量及筛分组成的测定方法》测定焦炭各筛分粒度组成比例，按照以下公式计算：

平均粒度＝90×S_≥80+70×S_≥80-60+50×S_≥60-40+32.5×S_≥40-25+17.5×S_≤25

式中S_≥80、S_≥80-60、S_≥60-40、S_≥40-25、S_≤25分别为大于80mm的比例、60-80mm比例、40-60mm比例、25-40mm比例和小于25mm比例。

实施例1

表2为各煤种性能指标及配比。

煤种	G值	Y值/mm	原始细度/％	HGI	配比
						肥煤1	95	24	63.2	94	12％
气肥煤	93	23	40.7	57	20％
						1/3焦煤1	78	14	56.7	65	15％
焦煤2	76	14	64.9	94	15％
						焦煤1	85	22	75.3	92	11％
瘦煤	38	5	67.2	90	10％
						弱粘煤	12	0	38.2	46	7％
贫煤	0	0	57.1	50	10％

1)测得各单种煤的哈氏可磨指数，如表2中所示，气肥煤、弱粘煤和贫煤的哈氏可磨指数<60，作为难磨煤，需预粉碎。

2)测得各单种煤的原始细度(<3mm的比例)，如表2中所示，气肥煤、1/3焦煤2、弱粘煤和贫煤将的细度<60％，作为粗粒煤，需预粉碎。

3)对作为难磨煤或粗粒煤的4种煤(气肥煤、1/3焦煤2、弱粘煤和贫煤)分别过预粉碎工段单独进行预粉碎，使得粒度均<5mm，<3mm部分的比例为88.1％、89.4％、88.7％和89.8％。

4)经过预粉碎的4种煤与其他煤按配比配合形成配合煤，再一起进行粉碎和混匀。

5)测得配合煤的细度和粒度组成，<3mm占91.9％且>5mm的比例为0，<0.5mm比例为38.6％，满足了工艺要求。

6)将配合煤在40kg小焦炉上进行捣固炼焦试验，按照结焦曲线加热到1000±50℃，完成炼焦。所得焦炭性能见表3。

实施例2

表4为各煤种性能指标及配比。

煤种	G值	Y值/mm	原始细度/％	HGI	配比
						肥煤2	98	29	76.8	93	10％
气肥煤	93	23	40.7	57	22％
						气煤	70	11	50.3	55	8％
1/3焦煤2	91	19	68.6	62	12％
						焦煤2	76	14	64.9	94	16％
焦煤1	85	22	75.3	92	12％
						瘦焦煤	60	9	68.2	86	5％
贫瘦煤	16	0	58.6	53	10％
						不粘煤	0	0	62.1	45	5％

1)测得各单种煤的哈氏可磨指数，如表4中所示，气肥煤、气煤、贫瘦煤和不粘煤的哈氏可磨指数<60，作为难磨煤，需预粉碎。

2)测得各单种煤的原始细度(<3mm部分所占的比例)，如表4中所示，气肥煤、气煤、贫瘦煤的细度<60％，作为粗粒煤，需预粉碎。

3)对难磨煤或粗粒煤的4种煤(气肥煤、气煤、贫瘦煤和不粘煤)分别过预粉碎工段单独进行预粉碎，使得粒度均<5mm，<3mm部分所占的比例为87.5％、88.2％、84.5％和86.5％。

4)经过预粉碎的4种煤与其他煤按配比配合形成配合煤，再一起进行粉碎和混匀。

5)测得配合煤的细度和粒度组成，其中<3mm占89.3％，>5mm的比例为3.5％，<0.5mm比例为32.3％，不满足工艺要求。

6)取配合煤中>3mm的部分进行煤岩相分析，发现Rmax为0.748％，根据表1判断配合煤中>3mm的部分主要是气煤、气肥煤和不粘煤。

7)对气煤、气肥煤和不粘煤预粉碎操作进行调整，将该类煤预粉碎次数增加1-2次，通过反复粉碎提高该煤的细度水平。

8)再测得配合煤的细度和粒度组成，<3mm占92.8％且>5mm的比例为0，<0.5mm比例为37.2％，满足了工艺要求。

9)将配合煤在40kg小焦炉上进行捣固炼焦试验，按照结焦曲线加热到1000±50℃，完成炼焦。所得焦炭性能见表3。

对比例1

表2为各煤种性能指标及配比。

将各单种煤按比例配合，然后一起过粉碎机粉碎和混合，测得配合煤的细度和粒度组成，<3mm占87.6％且>5mm的比例为5.3％，<0.5mm比例为46.7％。将配合煤在40kg小焦炉上进行捣固炼焦试验，按照结焦曲线加热到1000±50℃，完成炼焦。所得焦炭的性能见表3。

对比例1与实施例1的区别在于按照常规粉碎和配煤方法，不控制粒度组成(>5mm和＜0.5mm部分的比例)。

对比例2

表4为各煤种性能指标及配比。

将各单种煤按比例配合，然后一起过粉碎机粉碎和混合，测得配合煤的细度和粒度组成，<3mm占86.8％且>5mm的比例为3.3％，<0.5mm比例为42.8％。将配合煤在40kg小焦炉上进行捣固炼焦试验，按照结焦曲线加热到1000±50℃，完成炼焦。所得焦炭的性能见表3。

对比例2与实施例2的区别在于按照常规粉碎和配煤方法，不控制粒度组成(>5mm和＜0.5mm部分所占的比例)。

表3为配合煤捣固炼焦所得焦炭性能

	M<sub>25</sub>/％	M<sub>10</sub>/％	CRI/％	CSR/％	平均粒度/mm
						实施例1	94.5	3.5	27.6	64.6	48.6
实施例2	93.8	4.2	27.4	63.8	49.1
						对比例1	91.4	6.3	29.5	62.1	45.3
对比例2	92.3	5.9	28.7	61.9	47.5

从表3可看出，实施例1和实施例2通过对针对性粉碎，使配合煤粒度及组成达到较好的状态，炼焦所得焦炭的冷强度、热强度以及平均粒度明显高于未针对性粉碎的对比例1和对比例2。