籍永华，秦丙克，李 帅，潘 东，王成勇

（六盘水师范学院化学与材料工程学院，贵州 六盘水 553004）

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上少数几个以煤炭资源为主的国家之一，中国的煤炭探明可采储量仅次于美国、俄罗斯而居世界第三。我国煤炭资源中，优质炼焦煤资源如焦煤和肥煤短缺，焦煤仅占煤炭储量的10%，可采炼焦煤储量不到炼焦煤资源的25%[1-3]。随着高炉大型化发展，对焦炭质量的要求提高，因此如何扩大炼焦煤资源，生产符合要求的焦炭显得至关重要[4-6]。配型煤炼焦是将煤料与黏结剂按照不同成型工艺压制成型煤，再炭化成焦炭，型焦生产就属于配型煤炼焦，只是它主要是利用非黏结性煤或弱黏结性煤，不仅节约了优质炼焦煤资源，还能降低炼焦成本，焦炭便于运输等优点[7]。

本文以贫瘦煤、焦煤、1/3焦煤和无烟煤作为配煤煤料，沥青作为黏结剂，通过型焦生产过程中的配煤实验研究，找到能炼得优质型焦的最佳配煤方案。

1 实验

1.1 实验原料

实验所用的煤料有贫瘦煤、焦煤、1/3焦煤和无烟煤，沥青作为黏结剂，可让型煤炭化时，将煤黏结在一起，而且能够使其产物的各向异性得到利用，改善了焦炭的强度和反应性。各原料采来后，在空气中晾至空气干燥状态，再进行破碎、筛分备用。

1.2 原料分析

根据国家煤质分析标准，测定了各原料的工业分析（水分、灰分、挥发分），固定碳含量通过计算得到，同时测定了各原料的全硫含量和黏结指数，分析结果见表1。

表1 原料分析结果Table 1 The analysis results of raw materials

2 结果和讨论

2.1 原料粒度组成

原料粒度组成直接影响型煤质量，进而影响型焦质量。原料粒度组成不能太大也不能太小，粒度组成过大，黏结性好的煤粒与不黏结煤粒或黏结性差的煤粒存在分布不均匀，成型时型块不容易被压实，型块炭化时易产生裂纹，进而降低焦炭强度。但也不能过小，过小煤粒子比表面积增大，堆密度降低，惰性粒子表面的胶质体液膜变薄，也会降低焦炭强度。同时，过细的粒度组成还会增加动力消耗，本实验所用的原料粒度组成为<1mm。

2.2 配煤方案

根据原料测定的各项指标，采用预测焦炭灰分、硫分、强度等指标的方法，结合配煤原理，制定了配煤方案，结果见表2。

表2 配煤方案Table 2 Coal blending scheme

2.3 成型与炭化

将<1mm的各原料按照每个方案的配比称得相应的质量，控制成型水分在10%左右。经充分混合搅拌均匀后，装进成型模具中压制成型。制备好的型煤在室内放置一定时间后，将型煤放入高温炉中炭化。炭化条件为升温速率为3℃/min、炭化时间为3h、炭化终温为950℃。

2.4 型焦质量检测

将每个方案炭化后的型焦进行了灰分、挥发分、全硫含量、抗碎强度和耐磨强度检测，结果见表3。

对照国家冶金焦质量标准，16种配煤方案中，方案4、8、9、10、11、12、15和16炼得的型焦未达到国家冶金焦的质量标准；方案7炼得的型焦符合国家三级冶金焦质量标准；方案1、2、3、5、6、13、14炼得的型焦符合国家二级冶金焦质量标准。在能炼得二级冶金焦的几种方案中，方案1、2、3中型焦抗碎强度相对较小，而耐磨强度较大。方案5、6、13、14中，对照前面配煤方案，方案13和方案14加入黏结剂沥青比例较大，分别为15%和10%；而方案5和方案6中，加入黏结剂沥青比例均为5%；方案5中贫瘦煤配入比例为65%，方案6贫瘦煤配入比例为70%。考虑到降低炼焦成本和充分利用弱黏结煤，最佳配煤方案定为方案6，即70%的贫瘦煤配入15%的1/3焦煤、10%的焦煤和5%的沥青。

表3 不同方案下型焦有质量指标Table 3 The coke quality under different schemes

3 结语

通过实验研究，得到贫瘦煤、焦煤、1/3焦煤和无烟煤生产型焦的最佳配煤方案为：70%的贫瘦煤配入15%的1/3焦煤、10%的焦煤和5%的沥青。在此配煤方案下，炼得的型焦各项指标为：灰分12.77%、硫分0.47%、挥发分1.16%、焦炭的抗碎强度为96.60%、耐磨强度为3.24%，达到了国家二级冶金焦的质量标准。