安占來，楊 帆

（邯鄲鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司，河北 邯鄲 056000）

1 概述

活惰比（AI）是煤巖理論的重要指標之一，近年來逐漸成為煤巖領域研究的一個熱點方向，用好活惰比可以使配煤更加合理、更能充分利用優(yōu)質煉焦煤資源。但是在實際配煤中卻少有具體應用技術。很多研究都停留在實驗室層面下，究其原因是由于煤的多樣性及復雜性，各種指標不能全面反映煤的結焦性質。另一方面，不同企業(yè)來煤特性不同，同是一種煤種，煤源不同表現(xiàn)的性質可以有所不同，如果生搬硬套其他企業(yè)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗很容易偏離生產(chǎn)實際情況。通過開展本文項目，深入研究配煤煉焦機理同時，總結出新的配煤技術，優(yōu)化配煤結構，在穩(wěn)定焦炭質量前提下，降低焦、肥煤配入比例，從而達到降低配煤成本，實現(xiàn)低成本配煤煉焦目的。

2 焦化廠單種煤活惰比及性能分析

結合邯鋼焦化廠的來煤情況，對單種煤進行反射率、活惰比、加權活惰比、單種煤煉焦CSR 進行測定和計算，得出最佳活惰比參數(shù)區(qū)間，進而找出優(yōu)化焦炭質量最有效煤種鏡質組反射率區(qū)間，并基于此進行小焦爐配煤煉焦和工業(yè)焦爐試驗，在保證焦炭質量滿足大高爐生產(chǎn)需要前提下，優(yōu)化配煤結構，降低焦、肥煤比例，找出適合焦化廠實際特點的配煤煉焦技術。

按照煤巖配煤原理，焦炭質量取決于煉焦煤中活性組分質量、活性組分與惰性組分含量及煉焦操作條件。由于不同企業(yè)各單種煤中活性組分質量（黏結性）不一樣，配煤后的活性組分與惰性組分合適比例只適用于該配煤中的煤種。因此需要找到適合邯鋼焦化廠自身來煤情況的配煤最佳活惰比。

取11 種焦化廠現(xiàn)有煉焦單種煤，測出每種單種煤平均隨機反射率、活惰比，再按照活性權函數(shù)方程計算加權活惰比。再分別進行40 kg 小焦爐單種煤煉焦試驗，并測得焦炭反應后強度CSR。然后根據(jù)表1中不同煤種的加權活惰比及對應的反應后強度CSR繪制加權活惰比對CSR 擬合曲線圖，其中，兩個瘦煤單獨煉焦結果很小未在圖中做出，具體見圖1。

表1 不同煤種鏡質組平均隨機反射率、活惰比及CSR 測定

圖1 加權活惰比對CSR 擬合曲線圖

基于加權活惰比原理，由表1、圖1 可以得出最佳活惰比范圍在2.8～3.2，在此區(qū)間，活性組分與惰性組分分配比較合理，得到較好的焦炭質量（CSR＞51%）。在區(qū)間以外可以解釋為，隨著活性組分含量降低，活惰比降低，黏結組分不夠，焦炭強度降低；隨著活性組分含量增大時，活惰比增大，由于惰性組分不足同樣造成焦炭質量下降，這也與生產(chǎn)實際相符合。通過引用鏡質組性權函數(shù)，使得配煤中各單煤的活惰比具有可加性，可以以最佳活惰比為參考，優(yōu)化配煤，從而為科學合理地確定配煤比提供技術依據(jù)。另外，根據(jù)表1，可以通過最佳活惰比區(qū)間得出對應的對提升焦炭質量貢獻最大的變質程度區(qū)間，即平均隨機反射率R’ran區(qū)間為1.30～1.41，根據(jù)轉換公式R’max=1.064 R’ran（R’max和R’ran具有線性關系）可以算出平均最大反射率R’max 區(qū)間為1.38～1.50，在此區(qū)間的煤種對改善焦炭質量效果最好。

3 現(xiàn)煤種情況及最佳配比

將焦化廠現(xiàn)行煉焦煤不同煤種的活惰比、黏結指數(shù)G 和鏡質組平均最大反射率R’max統(tǒng)計如表2。

表2 不同煤種3 種指標統(tǒng)計

根據(jù)表2，同時結合降低焦、肥煤比例、提高1/3焦和瘦煤比例原則，初步擬定5 個配煤比方案，具體參見表3。

表3 40 kg 小焦爐試驗配煤比方案

對應的焦炭質量見表4。

表4 40 kg 小焦爐試驗焦炭質量

本研究測定所有方案的活惰比，同時為了解鏡質組反射率分布范圍重疊程度，對現(xiàn)有工業(yè)方案及5 個方案的R’max及分布圖進行了測定。結果見表5。

合并統(tǒng)計表3～表5 得到表6，其中0#就是現(xiàn)行使用的配比。

表5 活惰比及R’max 測定

表6 不同方案的配煤比例及相關指標

由表6 得出配煤比例對應圖，見圖2：

圖2 不同方案煤種占比

由圖2 可以看出，對比現(xiàn)行配比，5 個方案的焦、肥煤比例（52%～60%）對比原配比（63%）都在下降，1/3 焦與瘦煤比例（40%～80%）對比原配比（37%）都在上升。現(xiàn)行工業(yè)配比及5 組配比方案中，現(xiàn)行配比方案與方案2#活惰比較大，原因是肥煤比例較高，其對應的活惰比值也相應較高，方案4#的1/3 焦加入比例最大，其活惰比值最高；方案1#、3#、5#的活惰比數(shù)值均落在最佳活惰比區(qū)間2.8～3.2 內，對應的焦炭強度也較高，驗證了最佳活惰比理論區(qū)間。

4 項目實施效果

本文試驗為焦化廠用煤要求及配煤方案提供了可靠數(shù)據(jù)經(jīng)驗，為今后生產(chǎn)高質量焦炭與降低成本提供了詳實的理論依據(jù)。保證大高爐生產(chǎn)用高質量焦炭積累了豐富的配煤經(jīng)驗，取得了明顯的效果。同時兼顧了煉焦煤資源狀況，確保了方案在實際配煤中的可行性及持續(xù)性，達到了預期效果。