焦粉配煤40Kg小焦炉实验室研究

王敬坡

邯钢集团矿业分公司

焦粉是焦化企业生产过程中产生的副产物，根据炼焦工艺、配煤比、熄焦工艺和输送流程等的不同，焦粉的产率一般在5-8%之间。因其粒度小，用途少，在钢铁联合企业中一般配入烧结作为燃料使用，或用作锅炉燃料，但不能直接高效使用，没有发挥出最大的经济效益。

炼焦时配入少量焦粉替代瘦煤, 既可以拓宽炼焦煤资源、降低配煤成本, 又解决了焦粉出路问题。不同的研究针对最佳焦粉配比以及粉碎粒级的大小进行了研究, 结果表明焦粉的配比对焦炭质量有明显的影响,合适的回配比可同时提高焦炭的块度和抗碎强度[1]。

邯钢矿业分公司有2座捣固焦炉，年产焦粉6万吨，目前主要供公司烧结系统使用。本研究的目的就是探索焦粉用于捣固炼焦的回配技术，降低炼焦成本。

1 试验部分

1.1 焦粉性质

从筛焦楼下的焦粉中筛取粒度＜3mm的焦粉作为试样1。分取试样1一半制成试样2，筛分后将1～3mm焦粉重新进行研磨，直至全部＜1mm，。对试样1、试样2按照GB2001-1991《焦炭工业分析测定方法》，数据见表1：

表1 焦粉粒级与工业分析

1.2 试验用煤

试验用煤选用当前生产用煤，其工业分析结果见表2：

表2 试验用煤的工业分析

1.3 配煤方案

焦粉本身无粘结性，属于惰性物质，在配合煤成焦过程中无明显形态变化[2]，其颗粒表面吸附相当一部分配合煤热裂解生产的液相产物，使塑性体内液相量减少；在配合煤中添加适量的焦粉，一方面可降低装炉煤的半焦收缩系数、改善半焦气孔结构，提高半焦强度；另一方面可以减少相邻半焦层间的收缩差、减少焦炭裂纹, 达到提高焦炭强度的作用。因此,使用焦粉配煤时需要考虑的思路是:配合煤的黏结性要有富余；焦粉的添加量要适中；焦粉的粒度要尽量小[3]。

根据以上原则，并结合生产实际，制定了5个方案，见表3。

表3 焦粉配煤方案

试验用配合煤数据见表4

表4 配合煤工业分析

2 试验结果与分析

2.1 试验结果

按照40Kg小焦炉操作规程进行炼焦试验，所产出的焦炭按照规程进行了相关的检验，数据如表5：

表5 试验结果分析表

2.2 结果分析

2.2.1 按照方案1，以3%焦粉Ⅰ替代3%的瘦煤所得焦炭冷强度、热性能都有明显下降，焦炭质量明显变差；

2.2.2 用2%焦粉Ⅰ代替瘦煤进行炼焦时（方案2），焦炭冷强度、热性能均变差，但质量下降幅度变小；

2.2.3 当焦粉Ⅱ以3%代替瘦煤（方案3），反应性变化不大，反应后强度下降较多，冷强度略好于空白试验；

2.2.4 方案4所得焦炭机械强度略好于空白方案，反应性也略微降低，但热强度有所升高。

2.2.5 方案5中，由于增加了2%肥煤，所得焦炭冷强度、热性能均明显优于空白方案。

3 结论及效益分析

通过40Kg捣固小焦炉炼焦试验，确定了回配焦粉时需重点关注的参数：使焦粉粒度达到1.0mm～0.2mm，且小于0.2mm的占80%；焦粉回配比例不能过高，保持2%最为适宜；配入焦粉后最好能够增加一定比例的肥煤配比，增加配合煤的胶质体，保证焦炭可以更好的熔融，得到质量较好的焦炭。

按照配比4进行回配，可以得到与原配比质量最为接近的焦炭，可使每吨配合煤成本降低2.47元，以目前矿业分公司的焦炭产量计算，年可降成本227万元。

[1]纪同森，齐婳，白朝亮. 干熄焦除尘焦粉配煤炼焦技术的研究与应用[J].山东冶金，2011,33（3）：30-32.

[2]王大力，刘平，刘开明. 焦粉替代瘦煤的配煤炼焦试验研究[J].煤化工，2009,141（2）：15-17.

[3]欧阳曙光，吕青青，李红超，周云辉. 回配焦粉捣固炼焦试验研究[J].武汉科技大学学报，2012,35（2）：30-32.