气煤替代1/3焦煤进行配煤研究

文｜汇锦数能-掌上煤焦

近年来，随着焦化行业迅速发展，传统意义上的所谓“优质”炼焦煤在炼焦行业中出现短缺和价格上涨等问题。为降低焦炭生产成本，保证焦炭质量，开展低成本精细配煤结构的研究和应用具有现实意义。

虽然中国炼焦煤资源相对丰富，但资源蕴藏极不均衡，焦煤和肥煤等优质炼焦煤资源稀缺。在炼焦煤资源中，气煤储量占56.6%，而肥煤、焦煤、瘦煤合起来的储量还不到炼焦煤储量的一半。具体见下图：

随着优质炼焦煤大量开采消耗，后续中国优质炼焦煤资源或将难以满足钢铁行业对焦炭质量的需求。

资料显示，气煤是一种变质程度较低的炼焦煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性较差，易于分解，在生成半焦时胶质体可分解出大量的挥发物质，成焦的而部分较少，生成的焦炭因收缩大而产生的较多纵裂纹，焦炭细而长，易碎。在配煤中配入气煤可增加焦饼的收缩，便于推焦，又可得到较多的化学产品。

1/3焦煤是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤。具有中高挥发分的强粘结性煤。用这种煤单独炼焦时，能生成熔融性良好、强度较高的焦炭。炼焦时，1/3焦煤的配入量可在较宽范围内波动，都能获得强度较高的焦炭，这种煤也是良好的炼焦配煤中的基础煤。全国1/3焦煤资源总量约109.4亿t。全国65%的1/3焦煤保有资源量主要分布于山西省的大同、霍州、宁武轩岗、柳林、静乐岚县矿区，安徽省涡阳、宿县矿区，河北省邢台、开平矿区，河南省的平顶山煤田。

近几年，为节约优质炼焦煤资源，许多研究者开展了气煤等弱黏结性煤配煤炼焦试验。开展气煤替代1/3焦煤试验时发现，当气煤比例逐步增加时，焦炭CSR出现一定程度的下降，进一步提高比例时，焦炭质量出现明显劣化。

不过之前研究工作主要对生产二级冶金焦和准一级冶金焦的配煤方案进行优化研究。然而随着高炉大型化以及对高炉操作稳定性要求的提高，钢铁生产企业对焦炭质量提出了比一级冶金焦更为严格的要求。因此，对于焦炭质量远优于一级冶金焦的配煤方案，开展气煤配煤炼焦特性研究具有很强的实用价值。

潘林辉研究者发表的研究文章里指出，通过研究３种气煤替代某焦化企业的1/3焦煤后焦炭质量的变化，研究表明，当气煤配比为8%时，焦炭的热态强度均有所劣化，当气煤配比降低至5%时，配入QM3后焦炭质量与工业方案相近（未配入气煤），而配入QM1和QM2后焦炭反应后强度降低约2%。针对该焦化企业生产一级冶金焦的配煤方案，用5%的QM3代替1/3焦煤是可行的。

此外，项茹研究者之前对气煤替代部分高挥发分1/3焦煤的炼焦试验指出，对湖北某钢厂用高挥发分1/3焦煤和气煤进行煤质分析比较，并探讨了提高气煤配用的关键控制方法，研究表明Y值较低的高挥发分1/3焦煤煤质偏气煤特征，在一定配用范围内，气煤可以替代部分高挥发分1/3焦煤，降低配煤成本；另外，通过增加单种煤成焦粗粒镶嵌结构较高的煤种配用量，气煤用量提高到10%以上，焦炭质量不劣化。

资料来源：潘林辉，黄胜《中国冶金》2022年

项茹，宋子逵《武钢技术》2016年

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