煤中灰分的组成对焦炭质量的影响

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1、煤中灰分的组成对焦炭质量的影响时间：2012-4-9　

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3、　字体：大 小房承宣严加才（开滦煤化工研究开发中心，唐山063611)     炼焦煤的灰分相同、而灰分的组成不同时，对焦炭质量的影响较大，目前在这方面的研究较少。本文着重研究了煤中灰分组成的差异对焦炭微观结构和焦炭质量的影响，这对于提高焦炭质量，改善高炉反应效率，降低高炉焦比具有重要的现实指导意义。 1  实验方案及内容    实验选择西北煤（A、B、C）和东部煤（D、E)为样品，对其进行灰分及其组成分析、脱灰处理、脱灰前后煤种炼焦实验以及焦炭结构和质量分析。1.1 煤灰分及其组成的测定    按照国标GB212-

4、91有关煤的灰分测定方法规定的灰化条件，将分析煤样烧成煤灰。灼烧后的煤灰利用JY38S单道扫描型高频耦合等离子直读光谱仪进行分析测试煤灰分的组成。1.2 坩埚炼焦、40kg焦炉炼焦及焦炭反应性的测定    将脱灰前后的煤试样粒度控制在3mm以下，入炉煤水分控制在8％左右，坩埚炉升温速度开始以5～7℃/min加热至400℃，然后将升温速度调整为3℃/min，直至焦饼中心温度达到950℃。保温40min后通入氮气，使炉膛温度冷却到200℃以下，取出焦炭。    40kg配煤炼焦实验模拟实际焦炉，铁箱两侧用耐高温硅酸铝纤维板模拟炭化室炉墙，煤样细度在80％左右，水分10％左右，结焦时间为18h

5、，焦饼中心温度1050℃左右。    坩埚焦的焦炭反应性在粒焦反应性（PRI）装置上测定，取20g粒度为3～6mm干燥后的焦样，以20～25℃/min升温至400℃，通入氮气保护，继续升温至1100℃，切换成CO2气体，流量为0.5L/min，反应时间为120min。然后通入氮气保护冷却至室温，以反应前后焦样损失的质量百分率作为粒焦的反应性指标。40kg焦炉的炼焦配煤方案见表1。40kg焦炉焦炭反应性和反应后强度按国标GB/T4000-1996测定方法测定。 表1      西北煤的配煤炼焦方案方案号配比方案号配比C1肥煤、焦煤各25%，1/3焦煤10%，气煤32%，瘦煤8%C4用B煤替

6、代10%的1/3焦煤C5用C煤替代15%焦煤C2用B煤替代15%肥煤C6用C煤替代25%焦煤C3用B煤替代25%肥煤C7用C煤替代10%的1/3焦煤 1.3 焦炭光学组织及显微结构分析    按照GB1997-89进行焦炭试样的制备，使用NIKON-II偏反光光学显微镜。按照GB8899-88进行煤的显微组分和矿物的测定，用焦炭光学组织指数（OTI）来表征焦炭光学组织的各向异性程度。 2  实验结果及讨论2.1 煤的灰分及其组成分析    试验用5种单种煤的基本性质见表2，其灰分组成见表3。对比表2数据，西北煤的灰分与东部煤的灰分含量相差不大，且挥发分适中，但C煤的粘结指数G值明显高于同

7、类焦煤D煤，同为肥煤的A煤、B煤的G值也比E煤高出很多。将表3碱性氧化物、酸性氧化物、碱土金属分别归类于表4中。 表2        试验用5种单种煤的基本性质（％）煤号MadAdVdafGA煤（肥煤）0.589.0830.88103B煤（肥煤）0.338.8627.79103C煤（焦煤）0.7510.6922.7898D煤（焦煤）0.799.4423.3587E煤（肥煤）1.9611.0127.8392 表3       煤灰的组成分析数据（％）煤样西北煤东部煤A煤B煤C煤D煤E煤SiO229.7036.2047.2046.8248.75Al2O317.4012.9715.9235.9

8、434.91Fe2O316.4019.1715.865.097.80CaO15.3014.7510.852.932.23MgO7.527.624.120.921.14K2O1.401.571.531.070.20Na2O3.523.751.970.410.77P2O50.820.400.82－1.94TiO20.690.570.592.122.00BaO0.350.200.190.140.14MnO20.190.060.0540.0150.07V2O50.020.0240.028－－稀土0.010.0270.016－－其他6.702.690.854.550.05合计100.00100.0

9、0100.00100.00100.00 表4      煤灰的组成分分类（％）煤样西北煤东部煤A煤B煤C煤D煤E煤酸性氧化物47.1249.1763.1282.7683.66碱性氧化物4.925.323.501.480.97碱土金属40.5042.3731.6611.2213.38     由表3、表4可见，D煤和E煤的硅铝含量很高，总量都超过80%，碱金属含量很低。而A煤、B煤、C煤的灰成分中，酸性氧化物含量相差很明显，碱性氧化物