赵国召
青海江仓能源发展有限责任公司
摘要：焦炭是冶金化工和机械制造行业的重要原料和燃料，我国炼焦煤中的低硫低灰主焦煤、强肥煤、好瘦煤资源相对短缺，因此为了增强煤化工行业在国外市场上的竞争能能力，需要合理进行配煤。基于此，本文概述了配煤，简述了配煤资源合理利用的基本要求及焦炭质量指标，简要分析了配煤对焦炭质量的影响及其措施。
关键词：配煤；要求；焦炭质量；指标；影响；措施
目前我国主要以配煤炼焦生产为途径，来实现煤炭产业链条延伸，进而实现煤化工产品的转化。为了充分发挥配煤的作用，以下就配煤对焦炭质量的影响进行了探讨分析。
一、配煤的概述
配煤是焦化厂炼焦煤准备的工序之一，炼焦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。
二、配煤资源合理利用的基本要求及焦炭质量指标分析
1、配煤资源合理利用的基本要求。主要表现为：保证焦炭质量符合国家标准的有关要求；充分利用本地区现有资源，节约优质炼焦煤；最大限度地实行区域配煤，做到合理运输防止煤车对流；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；力求做到降低装炉煤的成本。
2、焦炭质量指标分析。焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40～45% ，铸造焦要求在35～40% ，出口焦要求在30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生碎屑或粉末的能力。
三、配煤对焦炭质量的影响及其措施
1、配煤对焦炭质量的影响分析。（1）炼焦配煤的合理选择。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。（1）炼焦单种煤对焦炭质量的影响分析。第一、气煤对焦炭质量的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。第二、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。第三、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。第四、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。
2、配煤对焦炭质量影响的措施。主要表现为：（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。（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。（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）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。
结束语
综上所述，配煤是炼焦工艺的一个关键，并且由于煤炭性质、储量、煤种分布、开采及运输等因素的影响，如何根据不同情况，选择出最佳配煤方案，配合出最理想的入炉原料，对于焦炭质量非常关键，因此探讨分析配煤对焦炭质量的影响具有重要意义。
参考文献：
[1]周尽晖等.无烟煤配煤对焦炭质量的影响[J].武汉科技大学学报，2015（01）
[2]杨梅.改质沥青及酚渣对配煤焦炭质量的影响[J].化工管理，2016（11）
[3]刘士威.配煤结构对焦炭质量的影响与分析[J].中国石油和化工标准与质量，2018（04）
论文作者:赵国召
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/30
标签：焦炭论文; 炼焦论文; 焦煤论文; 质量论文; 结焦论文; 强度论文; 裂纹论文; 《防护工程》2018年第15期论文;