主要炼焦煤 对焦炭质量 的 影响及要 求

于振东 孔祥伟

摘要：本文就我国煤炭资源现状和我省煤资分布，分析了主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响，为提高炼焦用配煤的市场竞争找到了一条可供参考的有效径。

关键词：焦炭 炼焦 配煤

引言

中国煤炭产量在世界产煤国家中名列第一，煤炭作为主要能源在我国国民经济中占有举足轻重的地位重视煤炭的高效、清洁生产和实现以煤炭为基础的化工产品的转化是世纪可持续发展的目标之一。 我国煤炭资源分布状况

我国的煤炭资源虽十分丰富，但分布不均，主要集中在华北及西部各区，从表中可看出华北地区的煤炭储量几乎占到全国的一半，西北地区的储量，也高达30%以上。

表一中国各大区的煤炭储量分布（2000年数据）

区名

华北 东北 2.9 华东 6.6 中南 2.95 西南 9.6 西北 30 储量（%） 49.9 表二中国各主要产煤省的煤炭资源分布（2001年数据）

省区 山西 内蒙古 陕西 新疆 贵州 宁夏 安徽 云南 山东 河北 15.4 9.6 5.2 3.2 2.5 2.4 2.3 2.3 储量25.9 22.3 （%） 3.主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响

煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三种，由于炼焦时很少采用单种煤为原料，

所以烟煤按采取比例的不同，都能被用于配煤炼焦。用多种煤配合炼焦时只需一半以上是强结焦或强粘结性的煤，其余的用结焦性较低的弱粘结煤。在炼焦过程中主要炼焦煤如气煤肥煤、焦煤和瘦煤分别有着不同的结焦特性和作用，是原料煤配煤影响焦炭质量的主要因素之一，其它工艺条件如加热速度煤料细度等也会影响焦炭的质量。 3.1气煤对焦炭质量的影响

气煤是一种变质程度较低的炼焦煤，在炼焦煤资源中所占比例最大，气煤的挥发分指标较高为28-37%，粘结指数在55-60之间，由于挥发分高生成的焦炭呈长条形状，并且有很多纵向裂纹、块度小、抗碎强度和耐磨强度均较差，一般在配煤炼焦时多配入气煤可增加产气率和化学产品回收率，同时能增加焦炭的收缩度减少膨胀压力。 3.2肥煤对焦炭质量的影响

肥煤是中等及中高挥发分的强粘结性的炼焦煤，它的粘结隋性组分的能力非常强，在焦化过程中起着类似骨架的重要作用，是配煤炼焦中的基础煤，肥煤的胶质层厚度大于25mm，加热时能产生大量的胶质体容易使焦炭的空隙率增大、强度降低，在炼焦配煤中肥煤配比大时应适当多配入瘦煤，或者多配弱粘煤，这样有助于改善焦炭的质量、提高强度，还能充分利用弱粘煤炼焦，因此肥煤是最宝贵的炼焦煤资源。

3.3焦煤对焦炭质量的影响

焦煤是中等及低挥发分的中等粘结及强粘结性的煤。挥发分＞20-28%粘结指数＞20-65，和挥发分20-28%，、粘结指数50-65、胶质

层厚度≤25的煤都是焦煤焦煤加热时能产生热稳定性很高的胶质体，炼出的焦炭结焦性好、快度均匀、裂纹少、抗碎强度和耐磨强度都很高，但单独炼焦时膨胀压力大、推焦困难，一般以做为配煤炼焦使用较好。

3.4瘦煤对焦炭质量的影响

瘦煤是一种高变质低挥发芬的中等粘结性的烟煤，粘结性指数在20-65之间，挥发分在10-20%之间，瘦煤分子结构上的多聚芳香环系周围的侧链和官能团少，开始断裂的时间长，因此瘦煤热分解温度高，焦化过程中能产生相当数量的胶体，形成的焦炭块度大、裂纹少、抗碎强度较好，但种焦炭的耐磨强度差，在配煤中加入瘦煤还可增焦炭块度。

4.炼焦煤对焦炭质量的影响 4.1配煤要有较强的结焦性或粘结性

煤的结焦过程是一个由很多环节构成的极其复杂的工艺，煤的粘结性和结焦性是煤的极为重要的性质。煤的粘结性是煤在隔绝空气受热后能否粘结，其本身和其它隋性物质即无粘结能力的煤成焦块的性质；煤的结焦性是煤隔绝空气受热后能否生成焦炭，即焦炭的强度和块度等性能能否符合铸造焦或冶金焦的要求的性质。煤的粘结性强是煤的结焦

性好的必要条件。弱粘结性的煤其结焦性能一定很低，没有粘结性的煤也就不存在结焦性。 4.2配煤的灰分要低

灰分是惰性物质，是煤中的主要杂质。配煤的灰分在炼焦时不熔融、不粘结也不收缩，能使煤的粘结性变差、焦炭的裂纹增多、机械强度和耐磨强度都会降低。另外配煤灰分将会全部转入焦炭，降低了焦炭的等级，而且在高炉炼铁时会增高焦比、降低铁产量、增加排出量，因此，炼焦用的原煤在配煤之前都应该进行洗选，洗选后的精煤不仅降低了灰分，而且还脱除了煤中的大部分多孔丝炭和木质丝炭等不粘结的惰性组分。从而使粘结成分镜煤和亮煤得到富集，大大提高了炼焦煤的粘结性。 4.3配煤的硫分要低

硫是煤中有害元素，它分为无机硫和有机硫两种炼焦时煤中的硫分约70-80%转入焦炭，炼铁时又转入生铁中，用高硫生铁炼出的钢具有热脆性，钢材中的含硫量大于0.07%，受热后容易发生脆裂现象，煤中的硫特别是硫铁矿硫还能加速煤的风化与自燃，煤经氧化后粘结性急剧下降通常煤中的硫铁矿可以用洗选办法除去，而硫酸盐硫和有机硫都无法除去。 4.4配煤的挥发分要合适

煤中的挥发分对焦炭的质量影响很大，配煤的挥发分偏低，虽然有利于提高焦炭的机械强度和块度，但焦炭耐磨性差挥发分偏低，可使化学产品炼焦副产品回收率降低；反之挥发分偏高，在炼焦过程中就有较多的裂解产物逸出，产生一个非常大的应力作用于焦炭，从内向外发生崩裂，形成许多细小的裂纹结构，导致焦炭的强度降低。 5.焦炭的合理配煤指标与煤资源的利用

在炼焦生产中为了获得符合质量标准的焦炭，必须控制影响焦炭性能的各种因素，从不同种类的炼焦用煤的结焦性原理可看出，提高焦炭质量的关键是配煤方案是否科学合理以及一些工艺因素，合理的配煤指标还直接影响到整个焦化厂的经济效益。因为原料煤的价格费用是整个焦化厂最主要的成本指标，因此在制定配煤方案时要综合考虑资源概况，做到优势互补，努力降低原料的费用，结合资源配置和焦炭质量的要求，提出合理的煤控制指标。 5.1配煤的基本原则

（1）保证焦炭质量符合国家标准的有关要求\" （2）充分利用本地区现有资源，节约优质炼焦煤\"

（3）最大限度地实行区域配煤，做到合理运输防止煤车对流。 （4）加强质量监督，稳定配煤比例和配煤质量，便于备煤操作和生产管理。

（5）力求做到降低装炉煤的成本。 5.2生产冶金焦和铸造焦的合理配煤指标 冶金焦配煤应符合下列指标 （1）水分8%以下。

（2）灰分根据焦炭质量要求，按有关公式估算。 （3）挥发份应控制在22-25% （4）硫份控制在1%以下。 （5）胶质层厚度Y值在17-25毫米 （6）黏结指数G应在65以上。

（7）粉碎煤细度0-3毫米在80%左右。

结束语

焦炭是冶金化工和机械制造行业的重要原料和燃料，我国炼焦煤中低硫低灰的主焦煤、强肥煤、好瘦煤资源相对短缺，在保护好宝贵的焦煤资源的同时，要积极拓宽利用非炼焦煤炼焦生产优质价廉冶金焦，才能增强煤化工行业在国外市场上的竞争能能力，我们应不断加强利用型煤技术和捣固焦技术等方面的研究工作。