炼焦配煤

1配煤的必要

配煤作为炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同煤牌号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。炼焦用煤品种较多，应用配煤技术，不仅能保证焦炭质量，还能合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤资源。配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。长期以来，配煤试验一直是选定配煤方案、验证焦炭质量的不可缺少的配煤技术程序

早期炼焦只用单种煤，随着焦化行业的发展，炼焦煤储量的明显不足，高炉用焦要求的提高，单种煤已不可能用来炼焦，走配煤之路已势在必行。如济源金马焦化配煤比：35%ZJM，35%JM,15%FM,15%SM,可练出供济钢用的一级冶金焦，同时加入了肥煤，增加了化产回收，成本在1000元/t，而只用主焦煤炼焦成本在1200元/t，同时降低了化产回收，配煤效益可见一斑。

2 配煤的选择及方法

各单种煤的结焦性

（1）褐煤

褐煤的变质程度高于泥煤而低于分类方案中的其它所有煤种。在分类方案中，它的可燃基挥发分大于40%，煤中含有多量水分，加热时它不能产生胶质体，因此没有粘结性，在现代炼焦炉中不结焦，我们不将它划分在炼焦煤范围内。在某些炼焦煤非常缺乏的国家，他们是通过复杂的工艺，利用褐煤制造型块炼成型焦，这已不属配煤炼焦的范畴，故不多述。

（2）长焰煤

长焰煤的变质程度比褐煤高，在分类中其可燃基挥发分大于37%，胶质层厚度小于5毫米，这种煤粘结性极弱，在现代炼焦炉中不能单独结成焦炭。在某些长焰煤多的地区，可以少量配用，但配入量稍多时，常会使焦炭强度和耐磨变坏，尤其是配煤中肥煤不够多时更为明显。所以长焰煤也不列入炼焦煤范围内。

(3) 气煤

气煤的变质程度较长焰煤高。在分类图中气煤是一大类，它包括可燃基挥发分在30%~37%、胶质层厚度大于9~25毫米以及可燃基挥发分大于37%、胶质层厚度大于5~25毫米两区域。前者属肥气煤，有一定的结焦性，其中二号肥气煤在现代焦炉中能单独炼焦，但质量较差，只能供中、小高

炉使用。后者属气煤，它们的性质差别较大，3号具有中等粘结性，有些甚至可以单独炼成中等强度的焦炭；2号则粘结性较差，在配煤中如果多用，必须有一定数量的焦煤和肥煤，否则不能炼成具有一定强度和耐磨的冶金焦炭；1号则粘结性极弱，单独炼焦的焦炭非常疏松，甚至不能成块，性质近似长焰煤，一般是不做为炼焦用煤的。气煤由于挥发分高，因此在结焦过程中收缩大、焦炭裂纹多，但是正由于这个特点，在配煤中常常用它减缓炼焦过程中的膨胀压力和增大焦饼的收缩，同时气煤挥发分高，还可以增加化学产品的回收率，有利于综合利用，这都是配用气煤的原因。（4）肥煤

肥煤的变质程度较气煤高，挥发分范围较广，胶质层厚度大于25毫米。受热时产生大量的胶质体，其流动性大，热稳定性较气煤胶质体好，所成的焦炭特点是熔融良好，横裂纹多，焦炭气孔率高，焦根部（靠焦饼中心）有蜂窝焦。因为它具有很强的粘结能力，所以肥煤是配煤中的重要成分，并可以多配弱粘结性煤而炼成机械强度较好的冶金焦炭。但挥发分高的肥煤，结焦性较差，炼焦配煤中使用此种煤时，配合煤中气煤用量就要减少。（5）焦煤

焦煤具有中等挥发分与中等胶质层厚度。大多数焦煤单独炼焦时形成热稳定性很好的胶质体，能得到块大、裂纹少、耐磨好的焦炭。过去在工业不发达时，常用它单独炼焦。但是在现代炼焦炉中采用它单独炼焦有如下困难：

（1）收缩度小，膨胀压力大，因此可能发生推焦困难现象，引起焦炉的损坏。

（2）这种煤就其储量来说是不多的，故在配煤中亦不宜多用，更不宜用它单独炼焦。在配煤中它可以起到提高焦炭机械强度的作用。

（6）瘦煤

瘦煤的变质程度较高，挥发分低，在加热时产生的胶质体量少。不同瘦煤单独炼焦时，焦炭的强度和耐磨可以有很大的差别。大多数瘦煤焦炭块度大，裂纹少，熔融性较差，有颗粒物存在，焦炭不大耐磨。这种煤加入到配煤中可以提高焦炭的块度。有些粘结性好的瘦煤具有很大的膨胀压力。（7）贫煤

贫煤的变质程度比瘦煤深，可燃基挥发分为10~20% ，在加热时不产生或只产生极微量的胶质体，因此它不能结成焦炭，但可以少量配入作为瘦化剂，配入贫煤时最好经过精细的粉碎。这类煤也不划入炼焦用煤范围。(8) 无烟煤

无烟煤是变质程度最深的煤，它所含的挥发分最低，加热时不产生胶质体，加热至高温也不结成焦炭，有时在瘦煤缺乏的地区，当配煤中煤料较肥时，可以加入少量的无烟煤，但无烟煤须经过细粉碎。无烟块煤也可以用来炼铁，它适合于小型高炉使用，但在使用无烟煤炼铁时，必须注意到无烟煤一定是块状，并在高温下不爆裂成粉状，如遇有热稳定性不好的块煤，可以采用预热处理的办法，然后使用。

配煤理论

（1）胶质层重叠原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀性。不同牌号的炼焦煤塑性温度区间见下表，各煤种的塑性温度区间不同，其中肥煤的开始软化温度最早，塑性温度区间最宽，瘦煤固化温度最晚，塑性温度区间最窄。气煤，1/3焦煤，肥煤，焦煤，瘦煤适当配合可扩大配合煤的塑性温度范围。这种以多种煤户型搭配，胶质层彼此重叠的配煤原理，

（2）互换性配煤原理炭质量取决于炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件。单种煤的变质程度决定其活性组分的质量，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤的变质程度的最佳指标。目前应用煤岩学指导配煤，很多焦化厂都有自己的配煤方案，但一般都是镜质组平均随机反射率、反射率直方图及镜惰比三个参数作为煤岩学配煤参数。根据互换性配煤原理，当配煤有较强粘结性时，加入一定量焦粉或无烟煤有利于焦炭质量提高，回配3%～5%的焦粉代替瘦煤炼焦，技术上是可行的，但在同样煤质情况下不添加粘结剂，要保证焦炭质量，焦粉的细度至关重要。

（3）共炭化原理中加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论依据，也为加入有机渣油﹑塑料类﹑橡胶类﹑沥青等与煤共炭化提供了可能性，并且为解决当前世界的环境污染问题做出了很大的贡献。国外