兰炭改性及配煤炼焦优化浅析

兰炭改性及配煤炼焦优化浅析

摘要：虽然我国的煤炭资源储量比较丰富，但是整体的炼焦煤炭始终处于紧张的状态，因为这部分仅占我国煤炭总产量的3成左右。我国煤炭整体经济可采的储量比较低，而且其中缺少灰分以及低硫分等比较优质的炼焦煤。近些年来，我国钢铁产业发展十分迅速，所以必须在增产的基础上做好降耗工作。但是我国的实际情况是焦煤供应量日益紧张，两者之间便产生了明显的矛盾，针对这一情况，就必须要去寻找可以进行能源替代的产品。本文主要从使用兰炭来替代焦煤的角度入手，降低炼焦的成本，在提升企业产值的前提下减少能源消耗。

关键词：配煤炼焦兰炭改性剂

目前已经被人们所发现的四种炼焦煤分别为气煤、肥煤、焦煤以及瘦煤这四种，上述四种炼焦煤在我国的总资源量大致在2800亿吨。近年来，我国钢铁行业发展十分迅速，炼焦产能也在逐渐扩大。优质的炼焦煤资源以及较大的焦炭需求已经成为比较明显的一对矛盾体，所以必须要找到一种能源对其进行代替。本文所研究的兰炭又被人们称之为半焦，本质上属于弱粘性煤体，只是这部分煤体在经过高温干燥脱气以及膨胀等工序后，形成新体表成浅黑色的多孔体。该物质主要产地为包头、府谷以及哈密等地区，并且属于惰性物质，在实际使用过程中取得了不错的成果，下文将对兰炭改性以及配煤炼焦的优化方式进行分析。

一、兰炭在结焦过程中的作用

对于流动度比较高的煤来讲，使用兰炭可以将煤种的液相产物进行吸附，让胶质体本身的流动度以及膨胀程度有所降低，方便气体产物的析出，减少气孔率。对于挥发性比较强的煤来说，使用兰炭可以从根本上减少配合煤挥发分，通过该方式降低收缩系数，所以将兰炭用于配煤炼焦工作上可以缓解当前我国炼焦煤比较少与社会需求量较多的矛盾。

二、实验

1.试验方法

本文使用MHJ-40-111型号40KG焦炉进行相关实验。炉墙温度设置为成1050摄氏度，实行炉温自动调节。在炭化室温度满足700摄氏度的时候，进行装煤，装煤数量为40kg，该实验配煤堆密度0.78t/m3，水分控制在10%，其中粒度小于3毫米的占据整体的85%。经实验发现，结焦的时间18.5小时，如果炭化室的温度发生改变，从起初的700摄氏度升温至1050摄氏度，碳化时间会缩短到12个小时，且在1050摄氏度的情况下，可以保温6个小时。使用湿法进行熄焦操作，之后进行熄焦以及晾焦操作，完成上述工序之后将焦炭从2米处下落2次，按照整体比例对其进行称取，大致分成80mm以及60mm-80mm两个级别将其撞到米库姆转鼓中，本文测定焦炭时使用的冷态指标是（M40、M10）配合GB1997-89中的方法进行焦样制作。

2.实验用料

本文实验当中使用的原料为：Mad、Ad、Vdif、St，实验中涉及到的胶质层，最大胶质层厚度为y，最终的收缩度为x，整体粘结指数为G，

3.混合煤与兰炭直接配合的炼焦实验

可以在原配煤的基础上向其中加入2.5%、5%以及7.5%和10%兰炭混入到其中进行炼焦实验。通过实际检验我们可以发现，兰炭自身挥发分以及硫分都比较低，所以在将兰炭混入到配煤当中之后，配煤自身的挥发分以及硫分都会呈现出下降势头，如果配煤自身的挥发分发生减少，相应的结焦部分便会有所增多，进而减少实验中成焦的收缩量，而且还可以通过该方式来减少纵裂纹。使用该方式进行实验虽然操作比较简单，但是耐磨性能会发生一定程度的下降，因为表面颗粒状的成分会有所增加，导致块度增大。兰炭从本质上分析属于无粘结的一种惰性成本，兰炭自身的不会产生出任何的稳定胶质体的。如果兰炭的配量不断增加，那么配煤y值便会逐渐下降，而G值会随着y值的下降而产生下降，导致配煤的结焦性低下。因为塑性发展属于供氢液化的一个过程，想要产生传递氢的媒介，就必须要从煤炭当中对相关物质进行分解提取。兰炭当中h和c原子，二者比例大约为1：2.这一数值远低于瘦煤，所以供氢的能力相对较差，减弱了煤和粘结剂在进行碳化的过程中氢媒介的作用。在兰炭中加入少量的ZBS之后，焦炭灰分以及挥发分和硫分三方面都产生一定的波动，但是这部分波动都是在可以接受的范围内，不会影响到实际使用效果，所以我们可以判断出，在加入了ZBS之后，配合煤在灰分、硫分以及挥发分等方面不会产生显著性影响，而且加入兰炭之后，可以让炼焦煤对于灰分以及硫分这两种分的要求降低，便于炼焦。

三、结果

通过总结实验结果以及参考相关资料我们可以发现。在配煤当中直接混入兰炭，会对配煤自身的y、G、b值产生比较明显的影响，而且塑性区间当中最大流动度也会产生一定程度的下降。支撑之后的焦炭块度会根据实际情况适当的变大，而M40以及其中的CSR都会产生下降，但是M10会所提升。这一实验结果和没有掺入ZBD的焦炭进行比较我们可以发现，兰炭配合0.10%ZBS之后再与配煤进行炼焦，结果会产生比较明显的差别。M40会提升3.2%左右，而M10则会下降1.9%，其中CSR会产生比较明显的提升，提升量大致为13.88%。总结这部分实验结果我么可以得出这一结论：使用兰炭搭配ZBS的方式进行配煤炼焦完全是可行的，可以为我国钢铁产业提供一个新的产业链条及思路。

结束语：本文主要针对当前我国煤炭行业的实际情况入手，为了解决需求与供给之间的矛盾，提出了使用兰炭来解决这一问题的方向，之后通过实验的方式对这一方向进行论证，取得了较好的效果，并且找出了兰炭改性剂配煤炼焦的优化方式。

参考文献：

[1]崔平，张磊.硼酸复合制剂对焦炭反应性的影响及其作用机理研究[J].钢铁，2012，07（14）.

[2]杨晓涛.炼焦化工产品回收利用及质量检测（控制）标准实用手册[M].安徽：安徽文化音像出版社，2004.

[3]李硕.兰炭改性及配煤炼焦优化[J].重庆大学硕士学位论文，2012：07-09.