高 麗

（重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 400037）

我國煤炭資源儲(chǔ)量豐富，其中煉焦煤資源占煤資源儲(chǔ)量的37%左右，品種齊全，但分布很不平衡，其中一半以上為高揮發(fā)分氣煤，粘結(jié)性較弱，強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤、焦煤不足30%，優(yōu)質(zhì)、易選的煉焦煤更少，且集中分布在華北地區(qū)。資源分布及儲(chǔ)量與需求不相適應(yīng)的矛盾較為突出，配型煤煉焦是擴(kuò)大煉焦煤源的煉焦方法之一。成型煤煉焦是將煉焦原料煤的一部分(約30%～40%)，加一定量的粘結(jié)劑混捏(或不加粘結(jié)劑)，壓制成具有一定形狀大小的型塊，再按一定比例和原料煤配合，裝入焦?fàn)t煉焦。

1 配型煤煉焦對(duì)煤料結(jié)焦性能影響

配型煤煉焦之所以能夠在保證焦炭性能的前提下，多配弱黏煤或不黏煤，減少優(yōu)質(zhì)煉焦煤的配入量，其影響因素是多方面的，國內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)曾做了大量的研究和分析，普遍認(rèn)為配型煤煉焦對(duì)煤料性能影響機(jī)理體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 對(duì)入爐煤料的堆密度影響

配型煤煉焦使入爐煤料的堆密度得到了提高。常規(guī)情況下入爐煤料的堆密度為0.7t·m-3左右，而型煤的堆密度為1.1～1.2t·m-3左右。型煤配入后，在爐體容量不變的情況下，整體上煤料的堆密度得到了提高，煤料的粘結(jié)組分和非粘結(jié)組分會(huì)更加緊密地結(jié)合，從而改善了煤的結(jié)焦性能 。

1.2 對(duì)入爐煤料的導(dǎo)熱性影響

型煤內(nèi)部組分的致密性使其導(dǎo)熱性得到了提高，導(dǎo)熱性得到提高的型煤會(huì)更快升溫，其到達(dá)軟化點(diǎn)和熔融的時(shí)間也會(huì)更短，從而更加有效地進(jìn)行熱傳遞，使周圍的粉煤更好地塑化結(jié)焦。

1.3 對(duì)結(jié)焦收縮的影響

型煤的高致密性使其在結(jié)焦時(shí)膨脹擠壓周圍的粉煤，使粉煤組分更加致密地接觸，減小結(jié)焦收縮，從而生成較大塊度焦炭，并減少裂紋。

1.4 對(duì)煤料粘結(jié)性的影響

型煤內(nèi)部添加的黏結(jié)劑具有改質(zhì)作用，添加的黏結(jié)劑與煤組分結(jié)合生成更多的熔融成分，增加膠質(zhì)層厚度，并改善焦炭的顯微結(jié)構(gòu)。

2 配型煤煉焦工藝

配型煤煉焦技術(shù)的研究始于20世紀(jì)50年代末60年代初期，70年代初期在日本新日鐵公司首次工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)發(fā)展為2種工藝：

（1）新日鐵配型煤煉焦工藝。其工藝特點(diǎn)是從通常配合粉碎的煤料中切取一部分煤料，配以粘結(jié)劑壓成型煤，然后在裝爐前與未成型的散煤配合裝爐煉焦。這種流程較簡單，在原有廠的煤處理車間的基礎(chǔ)上改建，較容易，但在擴(kuò)大使用非煉焦煤方面有一些局限性。

（2）住友金屬配型煤煉焦工藝。一部分的配合煤料與單獨(dú)的非煉焦煤或弱粘結(jié)性煤配合，依靠粘結(jié)劑壓制成型煤，之后按比例再配合到大部分未成型的散煤中入爐煉焦。這種流程可以多用一些非煉焦煤，在總配煤量中不粘煤可配到20%以上，而低揮發(fā)分強(qiáng)粘結(jié)煤用量僅約10%，型煤的配料中不粘結(jié)煤達(dá)65%～70%。當(dāng)成型機(jī)的工作與到貯煤塔的設(shè)備的操作同步時(shí)，可以不建型塊貯槽，不設(shè)冷卻輸送帶，基建投資可以大大降低。同時(shí)，混捏機(jī)的熱耗可以減少。但是，這種工藝流程較為復(fù)雜。

3 配型煤煉焦研究實(shí)踐

壓制型煤現(xiàn)在多采用添加黏結(jié)劑的工藝。石油化工系統(tǒng)可資利用的有石油軟瀝青裂解殘?jiān)赜偷?，在焦化企業(yè)，除了煤焦油瀝青焦油渣可作粘結(jié)劑外，其化學(xué)車間的各種廢料亦可探索利用，這樣既可減少污染，亦可變廢為寶。粘結(jié)劑的配入量隨其粘結(jié)能力的不同而不同，例如焦油粘結(jié)劑的最佳配入量為10%～20% ，而瀝青則為8%～10%。

寶山鋼鐵總廠為利用華東地區(qū)豐富的弱粘結(jié)性煤炭資源，提高焦炭質(zhì)量，適應(yīng)大型高爐需求，于20世紀(jì)70年代末在一期工程建設(shè)期間由日本引進(jìn)了新日鐵配型煤煉焦新工藝。型煤裝置共計(jì)7套，處理原料煤能力約2.0kt·d-1，煉焦煤料中型煤配入比約30%。二期工程未建設(shè)型煤裝置，二期工程建成投產(chǎn)后整個(gè)工廠煉焦煤料的型煤由一期工程型煤裝置供給，型煤配比約為15%，生產(chǎn)出的焦炭質(zhì)量能夠滿足4000m3高爐要求。

鞍鋼進(jìn)行了配型煤煉焦的工業(yè)試驗(yàn)，結(jié)果表明：（1）在現(xiàn)有生產(chǎn)配煤條件下，配型煤焦炭M40提高2.0%，M10改善1.2%；（2）在現(xiàn)有生產(chǎn)配煤中多配12%高揮發(fā)分弱粘結(jié)性煤的情況下，配型煤焦炭的M40提高1.7%，M10改善1.0%。鞍鋼配型煤工藝流程，可充分利用鞍鋼現(xiàn)有設(shè)備及設(shè)施，比寶鋼流程更為簡化。

1990～1992年，包鋼焦化廠針對(duì)煉焦煤短缺、價(jià)格高和附近地區(qū)神府煤田（神木、府谷）低灰、低硫弱粘結(jié)性或不粘結(jié)性煤炭資源豐富的情況，與鞍山熱能院合作開展了配型煤煉焦試驗(yàn)工作，相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在現(xiàn)有配煤基礎(chǔ)上采用類似新日鐵的型煤工藝，焦炭強(qiáng)度明顯改善，M40可提高到6%，M10可改善到1.3%，DI15150改善2.2%。

攀鋼進(jìn)行了配型煤煉焦實(shí)驗(yàn)研究，小焦?fàn)t實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)驗(yàn)研究表明，配型煤煉焦可使焦炭質(zhì)量得到明顯改善，M40可提高到0.6%～7.2%，M10可改善到1.1%～3.8%，焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度CSR提高2.15%～6.82%。

濟(jì)鋼焦化廠以備煤車間粉碎后的配合煤為原料，以化產(chǎn)廢渣為粘結(jié)劑，稍加部分輔助粘結(jié)劑，經(jīng)充分混捏、擠壓后生產(chǎn)型煤，而后以一定的比例回配到煉焦煤中煉焦。從煤-6皮帶運(yùn)輸機(jī)上切取破碎后煤料進(jìn)入型煤原料槽，原料槽中煤料經(jīng)型-1皮帶機(jī)運(yùn)至混捏機(jī)中。特制一焦油渣槽放置在氨水澄清槽出口下，接滿后用叉車將焦油渣槽放置在型-1皮帶機(jī)上方，經(jīng)蒸汽加熱提高其流動(dòng)性，使其自動(dòng)下口流到型-1皮帶機(jī)，與煤料一起進(jìn)入成型機(jī)中擠壓成為型煤。型煤經(jīng)型-2皮帶機(jī)回配到煤-8皮帶機(jī)上，與破碎后的煉焦煤一同運(yùn)至煤塔中入爐煉焦。

萊鋼焦化廠曾對(duì)焦油渣作粘結(jié)劑配型煤煉焦進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，從理論上進(jìn)行了論證分析,認(rèn)為利用焦油渣進(jìn)行配煤煉焦是完全可行的。水鋼煤焦化公司從2000年開始致力于用焦油渣生產(chǎn)型煤煉焦生產(chǎn)工藝探討，特別是小焦?fàn)t生產(chǎn)的廢焦油和焦油渣得到了利用，防止了環(huán)境污染。2004年開始也進(jìn)行了小焦?fàn)t和大焦?fàn)t的生產(chǎn)試驗(yàn)，效果良好。武鋼焦化公司焦化廢渣制型煤裝置2004年11月投產(chǎn)，生產(chǎn)型煤主要運(yùn)往3、4煉焦車間，從對(duì)焦炭質(zhì)量的分析結(jié)果來看，焦化廢渣制型煤煉焦對(duì)焦炭質(zhì)量 有一定改善，由小焦?fàn)t實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)焦油渣配入量不超過4%時(shí)焦炭冷態(tài)強(qiáng)度幾乎沒有什么改 變，而焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度隨著焦油渣配入量的增加而提高。南京鋼鐵聯(lián)合有限公司共進(jìn)行了3組6個(gè)方 案的小鐵箱焦油渣配煤煉焦實(shí)驗(yàn)，將配合煤單獨(dú)煉焦，焦油渣成型煤與粉碎到一定粒度的焦油渣成型煤按照5%的比例摻入煉焦煤中煉焦，進(jìn)行小焦?fàn)t焦化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)配合煤中摻入焦油渣煉焦對(duì)焦炭質(zhì)量沒有顯著影響，在某些指標(biāo)上還有所提高，每年可節(jié)約煉焦精煤1600t，還可以增加焦炭、焦油、煤氣等產(chǎn)量。

4 結(jié)語

國內(nèi)部分焦化廠對(duì)配型煤煉焦進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐表明，配型煤煉焦這種方法可以改善煤料的粘結(jié)性，提高焦炭抗碎強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度和焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度，從而節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤資源。

[1] 楊洪俊，楊增春，林儀媛，等.鞍鋼配型煤煉焦工業(yè)爐孔試驗(yàn)［J］.冶金能源，1997（5）：11-17.

[2] 王先進(jìn)，張進(jìn).國內(nèi)配型煤煉焦工藝發(fā)展概況［J］.燃料與化工，2002（1）：7-10.

[3] 戴華勇，魏松波.焦化廢渣制型煤煉焦工藝［J］.燃料與化工，2006（3）：23-24.

[4] 黃先佑，祝永強(qiáng)，舒文東.攀鋼配型煤煉焦試驗(yàn)研究［J］.四川冶金，2013（1）：36-40.