两种进口焦煤的煤质分析与配煤炼焦实验研究

第４５卷第２期２０１７年４月

煤化工

Coal Chemical Industry

Vol.45No.2Ａｐｒ．2017

两种进口焦煤的煤质分析与配煤炼焦实验研究

闫立强１，吴鹏飞２，何红华２，李培１，邵毅１，朱长军１

（1.唐山首钢京唐西山焦化有限责任公司，河北

唐山063210；

2.河北工业职业技术学院，河北石家庄050091）

摘要对进口焦煤和国内优质主焦煤进行了性能指标对比，结果表明，多尼尔焦煤和马维斯焦煤为低灰、

低硫、中等挥发分、较强黏结性的中等煤化程度主焦煤，其G 值、Y 值、b 值较低，结焦性较差，在炼焦配煤中，只能作为二类甚至三类焦煤使用。利用３００ｋｇ焦炉进行了配煤炼焦实验，结果表明，多尼尔焦煤和马维斯焦煤可以替代目前使用的莱克沃焦煤，配比为１６％￣１８％，３种进口煤相互替代，可提高采购进口煤的竞争性，达到降低成本的目的。

关键词进口焦煤，煤质，３００ｋｇ焦炉实验，配煤，炼焦

文章编号：

１００５－９５９８（２０１７）－０２－００４３－０３中图分类号：

ＴＱ５２０文献标识码：

Ａ收稿日期：

２０１６－１２－０１基金项目：

河北科技计划项目（１６２１３８１８）；河北工业职业技术学院的研发中心项目（２０１５ＹＦ０４）和重点课题项目（ＺＲＺ２０１７００１）作者简介：闫立强（１９８４—），男，河北邢台，工程师，硕士，２０１３年毕业于华北理工大学化学工艺专业，现从事焦化行业生产及技术研发工作，

Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｌｉｑｉａｎｇ００６＠１６３．ｃｏｍ。通讯作者：吴鹏飞，讲师，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｕｐｅｎｇｆｅｉ１１１０８＠１６３．ｃｏｍ。近年来，随着我国焦化行业的持续发展，国内优质炼焦煤供应逐渐不能满足焦化企业的需求，特别是优质主焦煤的短缺，将成为影响焦化生产、稳定和提高焦炭质量的最大阻碍。为持续稳定生产，保证焦炭质量，研究者已经对国外储量丰富的炼焦煤种进行了大量研究。

胡夏雨等［１］对进口澳大利亚焦煤和加拿大焦煤的研究结果表明，配入澳大利亚焦煤，可以降低灰分和硫分；配入加拿大焦煤，可以提高焦炭热态强度。王文光等［２］对进口澳大利亚的诺维茨和峰景煤的研究结果表明，进口煤质稳定，灰分、挥发分、硫分较低，通过配煤炼焦，可以降低焦炭灰分、硫分，提高焦炭强度。

当前钢铁行业不景气，同时国内主焦煤性价比低，为了最大程度地降低配煤成本，引进低灰低硫且价格较低的国外煤种是一种有效补充。２０１５年前唐山首钢京唐西山焦化公司（简称西山焦化公司）已引进低灰低硫的国外煤种，但品种较为单一，不利于降低采购成本，因此，笔者对来自澳大利亚的多尼尔焦煤和马维斯焦煤进行了煤质分析、炼焦配煤等实验研究，与目前正在使用的进口莱克沃焦煤进行对比分析，从而为扩大炼焦煤资源、丰富进口煤的使用品种提供支撑，达到提高采购进口煤的竞争性、降低采购成本的目的。

1

实验

1.1实验原料

进口莱克沃焦煤、多尼尔焦煤和马维斯焦煤。1.2

实验方法

（１）分别按照ＧＢ／Ｔ２１１—１９９６、

ＧＢ／Ｔ２１２—２００１、ＧＢ／Ｔ６９４８—２００８、

ＧＢ／Ｔ５４４７—１９９７、ＧＢ／Ｔ２００６—２００８、ＧＢ／Ｔ４０００—２００８、ＧＢ／Ｔ１５５９０—２００８、ＧＢ／Ｔ８８９９—１９９８，对莱克沃、多尼尔和马维斯焦煤进行工业分析、煤岩组分、黏结性的测定，并进行３００ｋｇ焦炉配煤炼焦实验，将所得焦炭进行冷热态强度、显微组分检验。（２）配煤炼焦实验方法：采用３００ｋｇ焦炉进行配煤炼焦实验，参照ＧＢ４８１—９３的规定进行煤样采集，将３００ｋｇ（干基）煤样进行粉碎，使粒度小于３ｍｍ的约占９０％，将煤样分次装入煤箱。炉墙温度达８５０℃时，装炉，炭化时间２０ｈ。

2

结果与讨论

2.1

原料煤性质

按照ＧＢ４７５—２００８商品煤样人工采取方法，对

莱克沃、多尼尔和马维斯焦煤进行煤质分析，同时将其他煤种列出，作为对比。原料煤性质分析列于表１。

２０１７年第２期

煤化工

莱克沃

多尼尔马维斯１

２３４５

６

A ｄ／％７．６８６．９６７．６０１０．４９．９１０．２９．０１０．０１０．０

V ｄ／％２１．４４２１．８２２１．８０１９．７１８．５２０．５１７．６１７．９２０．５

Ｓｔ，ｄ／％０．４００．４００．２６１．２００．９００．６０１．０６０．５５０．５７

G 值６９．５５６８．００７６．００８６８４９０８１８０８８

b 值／ｍｍ－１５．５４－１９．００３．００３０２０６５２３１９３３

Y 值／ｍｍ２４．４３２０．００３１．００１７．７１６．３２２．０１５．１１５．５１８．５

X 值／ｍｍ１３．１４１０．００１３．５０３２３５３１３０３０２８

煤种

国内焦煤

其他进口煤

进口焦煤

表1

原料煤性质分析按照ＧＢ／Ｔ１５２２４—２０１０煤炭质量分级关于灰分和硫分的有关规定，

３种进口煤均属于低灰分、低硫煤。根据ＭＴ／Ｔ８４９对于煤炭挥发分的分级规定，３种进口煤均属于中等挥发分煤。马维斯煤的黏结指数G 值为７６．００，胶质层最大厚度Y 值为３１．００ｍｍ，奥亚膨胀度b 值为３，均高于莱克沃焦煤、多尼尔焦煤的指标，说明其在热解过程中，可生成较多数量的胶质体，黏结性和膨胀性较高，能够黏结更多的惰性物质。综合对３种焦煤的煤质分析，可判定３种进口焦煤都属于低灰分、低硫分、中等挥发分、较强黏结性的中等煤化程度的２５号主焦煤。

与其他主焦煤对比可知，在配煤过程中，莱克沃焦煤、多尼尔焦煤和马维斯焦煤能够发挥降灰、降硫作用。从挥发分、黏结性指标和结焦性情况（表１）来看，莱克沃焦煤、多尼尔焦煤和马维斯焦煤G 值、Y 值、b 值较低，结焦性较差，在炼焦配煤中，只能作为二类甚至三类焦煤使用。故３种进口煤可搭配高灰、高硫、低价格煤种进行配煤炼焦，达到降低成本的目的。

由于目前国内市场混煤严重，故对３种进口煤进行了煤岩分析，３种进口焦煤的镜质组反射率和煤岩显微组分结果列于表２。

煤种莱克沃多尼尔马维斯

R ｅ平均值１．２１１．０２１．１７

R ｍａｘ平均值１．２８１．０８１．２５

标准偏差０．０５０．０７０．０６

镜质组５９．１０７０．００５８．００

壳质组０００

惰质组４０．３０２８．７０４０．７０

矿物０．６０１．３０１．３０

活性组分５９．１０７０．００５８．００

惰性组分４０．９０３０．００４２．００

活惰比１．４４２．３３１．３８

表2

3种进口焦煤的镜质组反射率及显微组分

%由表２可知，莱克沃焦煤、多尼尔焦煤和马维斯焦煤为单一煤种，平均最大反射率R ｍａｘ分别为１．２８％、１．０８％和１．２５％，标准偏差分别为０．０５％、０．０７％和０．０６％，呈现出较强的焦煤性质，符合最佳配煤的要求［３］，仅从镜质组反射率指标上判定，多尼尔焦煤和马维斯焦煤可以作为配煤的骨架主焦煤使用。

莱克沃焦煤、多尼尔焦煤和马维斯焦煤的岩相显微组成以镜质组和惰质组为主，还有较少量的矿物。有关研究［４－５］证明，形成焦炭光学组织主要成分的是煤中的镜质组部分，它的性质对焦炭光学组织起着决定性的影响，决定着焦炭光学组织的类型及各向同性与各向异性的比例；在成焦过程中，壳质组大部分析出，仅少量保存在焦炭中，成焦后以原来的形状形成气孔，增加与ＣＯ２的接触面，提高反应性；煤中的惰性半镜质组、惰质组等显微组分，在成焦过程中，较易形成

封闭气孔，在受热与ＣＯ２接触反应过程中，变为开放气孔，进而加速焦炭的溶损反应，降低焦炭的反应后强度。

由表２还可以看出，莱克沃焦煤、多尼尔焦煤和马维斯焦煤的壳质组含量均为０，成焦后不易形成气孔，故炼制的焦炭应具有较低的反应性；同时３种煤的惰质组质量分数均较低，为２８．７０％￣４０．７０％，在成焦过程中，形成的封闭气孔较少，会降低焦炭的溶损反应，从而使焦炭的反应后强度不降低。因此，３种焦煤参与炼制的焦炭应具有较低的ＣＲＩ和较高ＣＳＲ。2.2

300kg 焦炉配煤炼焦实验

以生产配煤方案为基础方案，在此基础上，方案１用多尼尔焦煤替代莱克沃焦煤，方案２用马维斯焦煤替代莱克沃焦煤。由于３种进口焦煤的灰分、硫分和挥发分基本接近，因此互相替代后，对焦炭的灰分、硫分影响不大。实验配煤方案列于表３。

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