焦炭用途划分
炼焦是世界上最先开发的煤化工项目,至今已有数千年的历史。由于焦炭的用途不同而常分为:
1)高炉炼铁用冶金焦、化铁炉燃料的铸造焦、造气的气化焦、冶炼铁合金的铁合金焦等多种。
2)GB/T23251--2009《煤化工用煤技术导则》中阐述了炼焦用原料煤包括主要炼焦煤煤种和辅助炼焦煤煤种,前者包括气煤、1/3焦煤、气肥煤、肥煤、焦煤、瘦煤等较强黏结性的煤,后者主要包括弱黏煤、贫瘦煤等弱黏结性煤及41号长焰煤、不黏煤、贫煤或无烟煤,但辅助煤种的配比一般在10%以下;炼焦用煤的灰分、全硫、磷分及黏结指数等指标应符合GB/T397《炼焦用煤技术条件》。
不同用途焦炭煤质要求
不同用途的焦炭在配煤炼焦时对煤质的要求有所不同,如冶金焦要求冷、热强度高,灰分、硫分及磷含量低,其入炉煤的干基灰分以低于10%为宜,焦炭块度至少大于25mm,而4000m3以上大型高炉的焦炭块度应在40mm以上。
铸造焦为专门用于化铁炉熔铁的焦炭,对焦炭块度以>60mm为佳,气孔率和反应性要低,铸造焦入炉煤Ad≤9.50%、St,d≤1.00%、Pd≤0.150%为宜。
气化焦要求焦炭的反应性好,但可用耐磨强度(M10)较差、气孔率大的小块焦。对不同用途的焦炭,可通过合适的配煤方案生产以满足其要求。
此外,对焦炉的炉型选择,则可根据当地煤源的挥发分和黏结性的不同而选择顶装焦炉或捣固焦炉。而我国由于低阶炼焦煤的产量和储量均较多,因而不少地区均在大力推广捣固炼焦以有利于提高焦炉的产能及焦炭的强度,其在配煤时可使用55%左右的气煤与1/3焦煤,比顶装焦炉的配入量增高20%左右。
如何满足炼焦煤煤质要求
对炼焦用煤均须采用洗选后精煤以满足低灰、低硫和低磷等基本要求。精煤(浮煤)的黏结指数、胶质层指数、基氏流动度、奥阿膨胀度以及煤岩显微组分中的镜质体反射率和镜质组、壳质组、惰质组等成分更是必不可少的主要测试项目。
浮煤的元素分析和挥发分产率还可预测高温煤焦油和煤气及氨等副产品产率。对顶装焦炉入炉煤的平均Vdaf以26%~32%左右、Y值以17mm~20mm为佳。若Vdaf较低且Y值过大则炼焦时会产生较大的膨胀压力而影响焦炉使用寿命,同时易造成推焦困难。Y值过低,则焦炭的冷热强度均会降低而使其质量不能满足要求。此外,对炼焦煤中的碱性成分(K2O、Na2O)以不大于0.12%为佳。