黄小芳

(山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司，山西 汾阳 032200)

引 言

在提炼焦炭的准备工作中，配煤是一项核心内容。配煤是指将炼焦煤按照不同品种进行分类，并将其按照事先规定好的比例混合在一起，然后严格依照质量要求，采取先进的炼焦配煤技术对焦炭进行提炼。在现实中，往往采取多样的配煤炼焦方法，这样有助于单煤结焦特性的充分发挥，使煤炭资源性能在一定程度上取长补短，从而实现对炼焦煤资源范围的拓展，进而生产出品质更高的焦煤。

1 配煤理论概述

当前，在环保政策不断落实的背景下，配煤已经成为国内外许多焦化企业重点研究的内容。近些年来，炼焦配煤方案的多样性和丰富性程度也愈来愈高。总体来讲，配煤方案在制定的过程中，运用到的配煤原理主要包含以下三方面内容。

1.1 胶质层重叠原理

胶质层重叠原理是指依据煤自身所具备的黏结能力，在研究煤、焦两者统一转化规律的基础上，实现对焦炭质量、强度的预测，藉此对填充剂煤、主导煤进行确定，最终确定出可行性比较强的配煤方案。该原理对配合煤中单种煤胶质体的软化空间、温度区间的适宜性提出了要求，这有助于配合煤于高温炼焦中处于良好的塑性状态，促使焦炭质地更为均与，表面更为光滑细腻，结构的稳定性更强。当前，在该配煤原则的支持下，运用广泛程度比较高的有“J法”配煤技术，该技术具有较强的经济性和可操作性，常常作为最佳配煤方案中的核心内容出现。

1.2 共炭化原理

共炭化是指将某些非煤类的黏合剂，比如橡胶、沥青、有机渣油以及沥青等加入到煤中，开展炭化操作，其中加入黏合剂的主要作用是为了使煤炭的结焦性得到提高。共炭化原理指的是在运用黏结性比较弱的煤炭时，黏结剂的使用可以在提高煤炭黏结性的同时，对炼焦煤过程中的废弃物进行充分循环利用，从而达到对资源的节约以及对环境问题的有效解决。当前，在共炭理论的合理支持下，全球各个国家的焦化企业都在很大程度上提高了对煤炭方案研究、改进工作的重视程度。实践研究证明，将适量的非煤黏结剂运用到配煤工作中，不仅可以对煤炭的结焦性进行改善，还能够确保煤气等化工产品产量的提高。

1.3 互换性配煤原理

该原理最早是由一名名为城博的日本人提出的，其将煤自身所含有的有机质分为两个部分，即纤维质组分和黏结组分，并指出理想强度焦炭的提炼，必须对配合煤中纤维组分和黏结组分的比例进行适当控制，且保持纤维组分要比黏结组分的强度大一些。在互换性配煤原理的支持下，当配煤黏结性相对较强的情况下，可以加入适量的焦粉和无烟煤，这有助于煤炭质量的提高。另外，在煤质相同、不加入黏合剂的情况下，为了使煤炭质量得到一定保障，加入焦炭的细度就要达到一定程度。

2 主要煤种以及配煤原则介绍

2.1 几种主要煤种的成焦特性介绍

在日常的炼焦配煤工作中，比较常见的煤种可以分为四种，即肥煤、贫煤、瘦煤以及焦煤，总体上来讲，焦煤具有最好的结焦性，在加热的过程中，其可以产生更多稳定性较强的胶质体，并且焦炭产品一般都具有较高的强度，裂纹也比较少，因此，质量相对来讲是最好的。与焦煤相比，肥煤的优势在于其在加热的过程中往往或产生非常多的流动性胶质体，劣势在于成焦之后常常会出现较多的裂纹，因此，在现实中比较适宜于和主焦煤联合使用。瘦煤在加热的过程中生出的胶质体相对来讲是比较少的，其具有焦块大、焦块强度较低的特点，在现实中不适宜单独使用。贫煤是基本不会在加热过程中生出胶质体的一种煤，其在配煤炼焦中只能充当辅助用煤[1]。

2.2 配煤的意义及原则

对煤种进行分析可以总结出，焦煤是炼焦配煤的理想煤种。然而，我国是一个煤炭资源分布极其不平衡的国家，近些年来，在巨额生产成本以及环境问题的压力下，焦煤产量水平一直停步不前，当前，依靠焦煤对煤炭进行生产已经难以实现。在这种形势下，混合煤快速产生并成为煤炭生产的重要材料。运用混合煤生产煤炭，可以确保各个煤种之间的优势互补，从而使煤炭资源的高效运用成为现实，进而达到炼焦副产品以及提高焦炭质量的主要目的。炼焦配比遵循的主要原则有。首先，焦炭的质量应达到冶金用焦的相关质量要求，即焦炭硫的含量应<1%，磷的含量应在0.03%以下，焦炭的粒度应控制在30 mm～60 mm，灰度、水分的含量应越低越好；除此之外，在炭化最后阶段，煤的收缩度应足够好，从而避免成焦后由膨胀压力过大而引发的炉体损坏以及推焦困难问题的发生。其次，还应将生产成本考虑在内，在确保焦炭整体质量的基础上，应尽量采用本地的煤种，并减少对高品质炼焦煤的运用，适当情况下，可以多加入一些黏结性比较弱的煤种；除了这些，还应将企业内部的生产需求考虑在内，比如在需要的炼焦煤产品产量增大时，可以选择加入一些挥发性较强的分煤。

3 炼焦配合煤的相关质量要求

炼焦配合煤是生产煤炭的重要材料，其质量指标主要包含以下五个方面内容。第一、水分。适宜的水分含量与焦炭质量的提高、产量的增大以及焦炉寿命的延长有着直接联系。水分汽化可以促使热量充分地传递到煤料。通常情况下，入炉煤料中水分含量一般控制在7%～10%。第二、灰分。在实际的炼焦配煤生产中，配合煤中所含有的灰分是直接传递到焦炭中去的，灰分的含量一般控制在9.25%左右。第三、硫。配合煤中的硫物质主要分布在硫酸盐、硫化合物以及黄铁矿中，且大多数硫都残留于焦炭内部。配合煤中硫分一般<1.05，从而对焦炭的质量进行确保。第四、挥发分。配合煤中的挥发分是确保煤气以及其他化学产品产出率的决定性因素，一般情况下，挥发分主要限制在24%～30%，这对于提高焦炭的强度至关重要。第五、黏结性。黏结性也是影响煤炭产品质量的关键性因素，具体来讲，Y值一般应在16 mm～20 mm，G值应在58 mm～71 mm，从而使焦炭的黏结性达到标准生产指标。

4 配煤控制方法介绍

4.1 堆料、取料的原则以及质控方法

在堆料过程中，把不同煤种按照种类堆放起来是首要步骤，为了确保该步骤的合理进行，可以将煤质相近程度比较高、自身稳定性比较好、运用比较普遍的煤种按照平铺直取的方法开展取煤操作。将某些特殊煤种运用细化管理的方式使其分类更为细致，在现实中，煤饼应以煤质为依据进行分质堆放。分类分级、同质同类堆放都可以达到便捷配煤工作和采样的目的。另外，在长时间的堆放中，煤料很容易就会产生氧化反应而变质，这是因为水分增加的缘故，所以，在对煤料进行取样的过程中，应尽可能做到存新用旧，从而确保库存的旧煤料在其变质之前得到消耗，这还可以降低煤料的仓储费用。在现实的操作中，应合理运用工业全分析的方法开展煤炭质量控制工作，并且还应运用逐步煤岩把关的方法，从而避免不同级别、类别以及质量水平原煤胡乱堆放问题的发生，方便配煤工作的顺利开展。煤类区分方法所运用的原理是凭借显微光度对煤静质组的反射率进行测算，并根据反射率的范围对煤进行岩相分析，进而对煤种进行划分[2]。

4.2 配煤方案的有效确定

配煤方案的制定是以煤源调查为首要环节的，通过对煤源进行调查，实现对附近煤矿的煤种产出、地理位置、煤炭生产能力、运输条件以及生产技术等信息的有效掌握，并运用所掌握的信息对煤源的供应成本以及供应量等内容进行综合考虑。然后，对采样计划进行制定，分析煤样自身的煤质，主要包含全硫测定、岩相分析以及黏结性测定等内容。在此之后，在分析煤测定结果的基础上，根据配煤原则、经验以及炼焦的日常生产实践对配煤方案进行初步制定。最后，依据所制定的配煤方案开展焦炉实验，并根据配煤原则以及实验的结果，对配煤方案进行动态地调整和优化。以大范围的焦炉实验以及工业实验为基础，专业人员可以开展模拟配料计算操作，计算出各种煤种的配比含量，最终对最佳配煤方案进行确定。除此之外，在日常的生产中，煤种在不同时间下所具备的物理质量是不相同的，因此，应强抓新进煤的把关工作，这不仅需要对新进煤检测标准进行制定，还需要实施一定的测算工作，在配煤条件发生明显变化的情况下，应及时对其进行校正，从而使焦煤、原煤质量得到普遍提高。

5 炼焦配煤工艺流程

将多种单种煤按照一定的配合比例最终形成混合煤的实现是以精确、适宜的工艺流程为基础的。为确保炼焦配煤工作的顺利进行，常用的炼焦配煤工艺流程如下。首先，依据先配后粉工艺流程开展。按照规定的配合比把先前准备的单种煤配合以后，再对其实施粉碎操作。由于该工艺流程具备布置紧凑、简单、黏结性较好以及涉及设备较少的优点，其已经被我国焦化厂广泛采用。然而，该流程也具有一定的缺陷性。比如，其不能严格依照煤种要求对粉碎度进行控制。其次，可以采用分组粉碎的方法。根据单种煤多样化的性质对细度粉碎方法进行选择，然后再开展混合操作。该工艺流程具有操作结构复杂、所需粉碎机设备数量多以及脱离混合设备难以独立进行的缺点，因此，在对配料进行混合之前，应对单种煤的粒度进行确保，使其保持在标准范围内。最后，选择性粉碎工艺流程。根据不同的单种煤、岩相组成硬度，在粉碎的过程中，应合理将其和筛分结合在一起，然后再对筛上物质实施粉碎处理操作。

6 结语

炼焦配煤技术的有效运用对于焦炭生产效率的提高具有很强大的促进意义。伴随着人们生活品质的日益提升，其对煤炭质量的要求也越来越高。炼焦配煤技术作为一项新型的炼煤技术，可以在很大程度上提升焦煤的质量水平，并且还可以达到对资源的高效运用。因此，当代的煤炭企业应积极运用炼焦配煤技术，从而使其发挥出巨大的优势。