各类型混煤在炼焦配煤中的作用

各类型混煤在炼焦配煤中的作用

班级：08—应化1班

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摘要：提出了解决国家标准《商品煤反射率分布图判别方法》中存在问题的方法：增加“具1个凹口的简单混煤”类型，“复杂混煤”改为“无凹口的简单混煤”，用0.1阶反射率分布图后消除无鉴别意义的小凹口等。分析了各类型混煤在炼焦配煤中的作用：单一煤层煤、简单混煤、具1个凹口的相同牌号、相邻牌号的混煤均可视为单煤，具1个凹口的相间牌号、相隔牌号混煤、多于1个凹口的混煤应剥离出其中的单煤考虑，无凹口的简单混煤可作为配煤的基础煤。还讨论了炼焦配煤中使用各类型混煤应采取的措施。

关键词：混煤类型，炼焦配煤，作用

焦化企业购入由不同牌号单煤混合后形成的混煤已在所难免，使以往建立在单煤基础上的煤炼焦的理论难以适应。仅依据《商品煤反射率分布图判别方法》 (以下简称《判别方法》）鉴别出混煤及其类型[1]与讨论混煤的危害性是不够的。正确认识各类型混煤的性质及其在炼焦配煤中的作用不仅是生产实践的需要，还可以减轻混煤对炼焦配煤的消极影响，甚至转化为积极因素。《判别方法》也应通过实践不断完善，发挥更大作用。

1．分析混煤在炼焦配煤中作用的理论与方法

1.1按R o max划分的煤阶（煤牌号）

煤反射率测定结果主要有镜质组最大反射率平均值（以下简称R o max），标准方差（以下简称S）与反射率分布图。由于R o max不受显微组分变化的影响，公认为判断煤阶的理想指标。我国冶金行业一般依据R o max范围划分煤阶，见表1。HD型全自动显微镜光度计也据此由测定的R o max自动给出测定煤的煤阶[3]。但R o max指标不给出判别的煤阶真伪：对于单煤，判别的煤阶真实，对于混煤，则可能失真，本文称为“指标煤阶”。指标煤阶在在大多数情况下与混煤中剥离出的单煤煤阶不一致。表1中煤的名称，不仅有煤阶的含义，还含有商品煤牌号的含义，因此也称为“煤牌号”。随着R o max增大，各牌号煤的性质逐渐过渡。

[2]

1．2 混煤中单煤煤阶与比例计算方法

“曲线剥离分峰法”依据单煤镜质组反射率分布曲线（以下简称分布曲线）服从正态分布的特点，可以在混煤分布曲线中剥离出各单煤分布曲线，其峰位即R o e ，可确定R o max(R o max )。“曲线剥离分峰法”通过确定单煤分布曲线方程，积分计算峰面积，确定在＝1.068R o

e

混煤中的比例,依据的数学原理与误差分析见文献[4]。

本文分析的混煤均给出用“曲线剥离分峰法”确定的单煤比例与煤阶。红色曲线为实测混煤分布曲线，兰色为剥离出的单煤分布曲线，供观察剥离效果。

1．3 煤类型的鉴别标准与改进

鉴别单混煤的原理是依据在镜质组反射率分布图上单煤、混煤具有不同的分布形态与分布范围：单煤呈单峰且分布范围较窄，混煤呈多峰且分布范围较宽。因此《判别方法》依据反射率分布图“凹口”数结合S鉴别单煤或混煤，将混煤划分为5种类型，并给出了相应编码，见表2。HD显微镜光度计也据此自动给出测定结果煤类型的判断。《判别方法》使商品煤交易中对混煤的鉴别有了依据，发挥了很好作用，但需要进一步完善。

表2 商品煤镜质组反射率分布图类型与编码

1．3．1 对凹口判断的改进

判别反射率分布图上的“凹口”需要经验。如图1A 的反射率分布图中有二个小“凹口”，实际上不能按《判别方法》中的“凹口”对待。

肖文钊认为“个别局部的小断开、低谷和高峰都不能冒然认定，要满足正态分布这个条件才不至于失误”,并作出改进建议：“可将凹口一侧反射率分布频率合计小于2％的凹口忽略不计，反射率分布图中某些偶然的小不规则变化也可忽略不计”[5]

。虽然这可避免误判，但仍显复杂，对经验不足者仍存在多解性。

HD 显微镜光度计可对“凹口”自动判断，方法是:先将按0.05阶绘制的反射率分布图转换为0.1阶反射率分布图，再判断凹口。转换后，影响判别的“小凹口”消失，但真正的“凹口”则保留，见图1b ，再通过数据排序等技术判断 “凹口”。在连接反射率直方图中点绘制反射率分布曲线时，先在二数据点之间按“抛物线插值法”给出一插值点，再进行“五点三次平滑处理，既消除了部分实测数据带有的随机误差,也消除反射率分布图上的小“凹口”，使分布曲线既光滑又不失真[]

，效果见图1c 。60余个焦化企业与近十年的应用实践表明，按此方法还未发现过误判。

A 0.05阶反射率分布直方图

B 0.1阶反射率分布直方图

C 反射率分布曲线

图1 反射率分布图小凹口处理效果

1．3．2 对《判别方法》中煤类型的补充与修改

S 在0.1-0.2之间，具1个凹口的混煤在《判别方法》中无归属。由于这种混煤在焦化企业来煤中常见，因此有必要在《判别方法》中增加该混煤类型。根据其性质，建议命名为“具1个凹口的简单混煤”类型，编码为1。若修改“具1个凹口的混煤”中S 项，使其归属于“具

类型 凹口数 标准偏差(S) 编码 单一煤层煤 0 ≤0.1 0 简单混煤

>0.1-0.2

1 复杂混煤（*

无凹口混煤）

0 >0.2

2

具1个凹口的混煤 1 3 具2个凹口的混煤 2 4 具2个以上凹口的混煤

>2 5 *

具1个凹口的简单混煤

1

>0.1-0.2 1

1个凹口的混煤”，则掩盖了“具1个凹口的混煤”具有的不同性质。也可以考虑《判别方法》保持原有体系不变，将其与“简单混煤”相合并。

《判别方法》中编码3－4的混煤复杂程度均可能较编码2的“复杂混煤”更复杂，因此将编码2的“复杂混煤”改为“无凹口混煤”不但合适，而且更形象与直观。

1．3．3 《判别方法》缺乏对各类型煤性质分析

《判别方法》对煤类型的划分仅考虑了混煤的混杂程度。从我国炼焦煤现状考虑，配煤炼焦中的单混煤既与《判别方法》中煤类型有关，又不完全等同。如《判别方法》中的“简单混煤”在炼焦配煤中实际上起着单煤作用。这些问题是本文讨论的主要内容。

1．4 镜质组性质

国内外学者都认为不同反射率分布范围的镜质组性质不同，只是在研究方法、表达方式，评价指标、差异大小，分布趋势等方面有不同的看法。如在阿莫索夫和施皮罗的配煤方法中，认为R o max小于0.4与大于1.8的镜质组没有活性，而在R o max为1.0左右质量最好。国内类似的结论见图2。在日本宫津隆的配煤方法中，认为当R o max大于1.0时，不但镜质组质量好，显微煤岩组分之间差异也逐渐减小，活惰比对焦炭强度影响小；当R o max小于1.0时，镜质组质量下降快，显微煤岩组分差异也大，不能到达最佳时会导致焦炭强度迅速下降，规律见图3。笔者有关活性组分质量的研究见[8－9],认为镜质组在偏离质量最佳点（R o max＝1.1处）时，随R o max增高而缓慢下降，随R o max降低而快速下降。因此在炼焦配煤中，保持一定数量R o max在1.2-1.5范围内的镜质组是重要的。（1.2最好。）

同一反射率分布范围内的镜质组性质相同的推断不违背上述原理，由此有必要统计镜质组不同分布范围的百分含量。例如，虽然焦煤的Romax在1.2-1.5之间，镜质组反射率主要分布范围也在1.2-1.5之间，但其总分布范围分布可达0.8-1.8。按上述原理，焦煤分布在0.9-1.2范围的镜质组性质应与肥煤分布在0.9-1.2范围的镜质组性质相同。

HY系列与HD显微镜光度计除有统计任一范围镜质组百分含量功能外，还有“Re区段百分比”功能项，可给出各范围镜质组的含量，供评价该煤镜质组质量与在炼焦配煤中作用时参考。由于给出的镜质组反射率分布范围恰好与表1中各牌号煤的R o max范围一致，有些单位将其作为混煤中各单煤的百分含量，由此产生对煤类型（单煤或混煤）判断的混乱。产生这种错误的原因一是误认为各牌号煤的镜质组反射率分布范围由表1给出，二是没有真正理解设定该功能的用意。表1中给出的各牌号煤的数值范围是针对R o max的。还应注意呈正态分布的单煤反射率分布图分布范围随煤阶增高逐渐增宽。

图2 镜质组反射率与粘结指数的关系（胡德生）[6] 图3 煤岩相组分与焦炭强度的关系（宫津隆）[7]