CN111914221B - 减少大于60mm粒度的焦炭质量百分比的工艺调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少>60mm粒度焦炭质量百分比的调整方法，该方法原有配煤结构中全水分含量>9％，且该方法包括如下步骤：1)建立>60mm粒度焦炭质量百分数的预测公式；2)对原配煤结构分别进行炼焦试验和生产炼焦，得到两种方法的>60mm粒度焦炭百分数的校正值；3)给定调节水分后实际生产炼焦希望控制的>60mm粒度焦炭百分数，计算得到调节后需要的全水分M值；4)根据M值大小选择是否调节水分进行炼焦。本发明通过调整生产工艺，能够有效减少>60mm粒度的焦炭，较大程度去除>80mm粒度焦炭，且不增加小粒度焦炭，从而稳定或提高焦炭质量，对提高焦炭的利用率和高炉的透气性作用明显。

Description

减少大于60mm粒度的焦炭质量百分比的工艺调整方法
技术领域
本发明属于冶金炼焦配煤技术领域，具体涉及一种减少大于60mm粒度的焦炭质量百分比的工艺调整方法。
背景技术
焦炭作为高炉料柱的骨架，对于保持高炉料柱在高炉冶炼过程中具有良好的透气及透液性具有重要的意义，而焦炭分布粒度的变化对高炉透气性影响明显。适当的焦炭平均粒度和较窄的粒度分布对高炉稳产、高产至关重要。要保证高炉顺行、透气，尤其是在富氧喷煤的情况下，焦炭的粒度必须尽可能的均匀，即要求提高40mm～60mm块度的比例。
目前，焦炭的粒度分布从10mm以下到80mm以上，焦炭粒度分布范围非常宽，粒度均匀性较差，为了保证高炉料柱的透气性，生产过程中较小粒度的焦炭通过筛分的方法去除不进高炉。>60mm粒度焦炭的比例受焦炉炉型、配煤、加热制度等影响，各企业有所差别，约在(30～45)％，这部分焦炭若不进行处理直接进入高炉，由于粒度偏大，影响了高炉的透气性、气流分布的均匀性；但这部分焦炭若通过筛分去除，就会明显降低焦炭的利用率；若通过破碎的方法减小焦炭粒度，在破碎过程中还会产生25mm以下不利于高炉顺行的焦炭，也会降低焦炭的有效利用率。因此，调整焦炭生产前工序以减少>60mm粒度的焦炭，是一种效果明显的改善焦炭粒度的方法。我国入炉煤的水分比较高，一般在10％左右，有些甚至在12％以上，水分较高。因此，在一定程度上减少并合理控制水分，不会增加粉尘产生量，与通过配煤结构优化减小焦炭粒度的方法相比，具有粒度减小的效果相对明显的优势。
专利技术“焦炭粒度均匀性的控制方法”、“提高焦炭粒度均匀系数的炼焦配煤方法”等都是通过调整不同特点单种煤调整焦炭粒度来达到合理用料的目的，且都重点关注的是平均粒度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种减少大于60mm粒度的焦炭质量百分比的工艺调整方法，以在源头上解决入炉煤水分较高(9％以上)、冶金配煤炼焦所得焦炭粒度>60mm过高在高炉中应用产生的问题，即通过调整工艺方法，大幅度降低>60mm粒度焦炭，较大比例去除>80mm粒度焦炭。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
1)在备煤工艺段，降低入炉煤水分，即降低入炉煤全水(检测方法参照GB/T 211-2007“煤中全水分的测定方法”及其更新标准)的量，其全水分最低值不宜<6％。当入炉煤水分<8％时，须做好入炉煤在炭化室装煤时的粉尘预防与控制。
2)水分对焦炭粒度影响的预测：
为保证生产的稳定顺行和粒度调整效果，可先在试验室进行焦炭粒度预测。方法如下：
建立>60mm粒度焦炭质量百分数的预测公式：
令P60＝k1*M+k2，其中P60为>60mm粒度焦炭的百分数值，单位为％，k1为趋势线回归系数，k2为趋势线回归常数；
k1、k2按如下方法得到：以原有配煤结构和全水分为基础，增加或降低配合煤的全水分，进行炼焦试验，检测至少4组不同全水分进行的炼焦试验，得到>60mm焦炭粒度的质量百分比，将多组不同全水分及相应的>60mm焦炭粒度百分比进行线性回归，即得到>60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k1、k2的值；该步骤仅为获得公式，不直接影响焦炭质量，本领域的技术人员公知，为了数据的多样化和k1、k2的准确性，对调节后配合煤的全水分范围可不做限制，即试验用入炉煤水分最高值可大于生产常用入炉煤水分，水分最低值可＜6％。为方便计，可要求原配煤结构和其全水分为其中一组试验数据，或直接取生产配合煤检测一组数据，再调节水分进行炼焦试验。
3)由于试验焦炭粒度和实际生产焦炭粒度存在差异，而步骤2)中公式的系数和常数是通过试验炼焦得出，而通常需要达到的目标是生产炼焦，因此，应首先将生产要求的P60(其它全水分生产目标值)即>60mm粒度焦炭百分数转换为试验炼焦对应的数值P60，转换方法为P60＝P60(其它全水分生产目标值)+(P60(原配煤结构试验焦炭检测值)-P60(原配煤结构生产焦炭检测值))，P60(生产目标值)为实际生产炼焦希望控制的>60mm粒度焦炭百分数，P60(原配煤结构试验焦炭检测值)为原配煤结构通过试验炼焦得到的>60mm粒度焦炭百分数，P60(原配煤结构生产焦炭检测值)为原配煤结构通过生产炼焦得到的>60mm粒度焦炭百分数。
4)水分降低过程要求：由于对入炉煤水分调节精确难度较大，且水分对粒度的调节在生产上也存在偏差，因此，水分的调节为一范围，且可根据生产所得焦炭粒度进行微调，但调节范围不会偏离本发明方法计算值±0.5个百分点。
5)由于入炉煤水分降低有利于焦炭质量改善，故无需对焦炭质量进行验证，但要控制推焦顺利保护焦炉的炉体，相关控制方法为本领域技术人员所公知。
本发明通过调整生产工艺，能够有效减少>60mm粒度的焦炭，较大程度去除了>80mm粒度焦炭，且不增加小粒度焦炭，从而稳定或提高焦炭质量，对提高焦炭的利用率和高炉的透气性作用明显。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
目标要求生产焦炭>60mm焦炭粒度质量百分比，即P60(生产目标值)达到(38±2)％(因为水分多少对粒度影响明显，所以P60(生产目标值)允许有±2的)误差。
1、确认原有配煤，即生产入炉煤是否符合本发明适用的入炉煤全水要求。
生产入炉煤全水检测值为11.0％，在>9％范围内，符合本发明要求。
2、确定>60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k1、k2。
以生产入炉煤为基础，渐次降低生产入炉煤中的全水分，进行炼焦试验，检测5组不同全水分的入炉煤进行炼焦试验得到的>60mm焦炭粒度百分比，将5组不同全水分及相应的>60mm焦炭粒度百分比进行线性回归，即得到调节煤种的>60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k1、k2。
如下表所示：
将5组数据进行线性回归，即得到>60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k1、k2的值分别为2.6494、16.099，则调节入炉煤全水得出焦炭粒度预测公式为：
P60＝2.6494M+16.099
3、将目标即生产要求的P60，转换为试验炼焦对应的数值，根据预测公式求出M。
根据公式P60＝P60(生产目标值)+(P60(原配煤结构试验焦炭检测值)-P60(原配煤结构生产焦炭检测值))，可得P60＝38+(49.4-46.2)＝41.2。再根据>60mm粒度焦炭质量百分数的预测公式，P60＝2.6494M+16.099，求出M，即M为9.5。全水分9.5％不在<6％范围内，可生产实施，又由于入炉煤全水分不在<8％范围内，无须进行过程粉尘防控。
4、由于对入炉煤水分调节精确难度较大，且水分对粒度的调节在生产上也存在偏差，因此，水分的调节为一范围，且可根据生产所得焦炭粒度进行微调，调节范围±0.5个百分点，即(9.5±0.5)％。
5、进行炼焦试验，检测入炉煤调节水分下限值(9.0％)的焦饼宽向收缩，并与生产入炉煤及相应全水下的焦饼宽向收缩进行比较。
从表中可以看出，当入炉煤水分调节至最低值9.0％时，焦饼宽向收缩量减小百分比为4.2％，未超过11％，不影响焦炉推焦顺利。
5、炼焦生产焦炭>60mm粒度焦炭百分比范围。
生产实施时，将入炉煤水分控制在(9.5±0.5)％，P60预测为38％(水分9.5％时)，实际得到的P60为(36.4～39.2)％，且在线性回归得到本发明的预测公式时，虽然选择不同的全水分取值进行炼焦试验得到的k1、k2的值会有不同，但按照该得到的公式进行水分调节，总能保证实际炼焦得到的P60在P60(生产目标值)±2范围内(本实施方式中，为(38±2)％)。另外，本实施方式中，>80mm粒度焦炭由工艺调整前的10.2％降到4.0％，下降约61％，<25mm粒度焦炭量与工艺调整前基本一致(相差在1％以内)。
本发明适用现有顶装焦炉，可有效降低焦炭粒度分布中>60mm焦炭的百分比含量，甚至>80mm焦炭百分比明显降低，而且该调节工艺可保证焦炭质量稳定或提升。

Claims (1)

1.一种减少大于60mm粒度焦炭质量百分比的调整方法，其特征在于：该方法原有配煤结构中全水分含量>9％，且该方法包括如下步骤：
1)建立>60mm粒度焦炭质量百分数的预测公式：
令P60＝k1*M+k2，其中P60为>60mm粒度焦炭的质量百分数值，单位为％，k1为趋势线回归系数，k2为趋势线回归常数，M为配合煤全水分含量百分数值，单位为％；
k1、k2按如下方法得到：以原有配煤结构和全水分为基础，增加或降低配合煤的全水分，进行炼焦试验，检测至少4组不同全水分配合煤进行炼焦试验得到的>60mm焦炭粒度的质量百分比，将多组不同全水分及相应的>60mm焦炭粒度百分比进行线性回归，即得到>60mm粒度焦炭百分比的预测公式中的k1、k2的值；
2)对原配煤结构分别进行炼焦试验和生产炼焦，得到P60(原配煤结构试验焦炭检测值)和P60(原配煤结构生产焦炭检测值))，P60(原配煤结构试验焦炭检测值)为原配煤结构通过试验炼焦得到的>60mm粒度焦炭百分数，P60(原配煤结构生产焦炭检测值)为原配煤结构通过生产炼焦得到的>60mm粒度焦炭百分数；
3)给定P60(调节后生产焦炭目标值)，令P60＝P60(调节后生产焦炭目标值)+(P60(原配煤结构试验焦炭检测值)-P60(原配煤结构生产焦炭检测值))，P60(调节后生产焦炭目标值)为调节水分后实际生产炼焦希望控制的>60mm粒度焦炭百分数；
4)联合步骤1)和步骤3)的公式及步骤2)的数值，得到调节后需要的全水分M值；
5)根据M值大小不同，分别按如下步骤进行炼焦：
51)M<6，则认为所述调整方法不能实现，终止按所述调整方法进行调节炼焦；
52)6≤M<8，则按照该M值调节全水分进行炼焦，并做好入炉煤在炭化室装煤时的粉尘预防与控制工作；
53)M≥8，则直接按照该M值调节全水分进行炼焦。
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