[发明专利]一种预测捣固焦炭中弱粘结煤配比的方法

说明书

本发明涉及冶金生产领域高炉燃料质量控制与高效利用领域，具体地涉及一种预测捣固焦炭中弱粘结煤配比的方法。包括以下步骤：1)测定样品制备：随机选择N个样品，N≥7；2)X射线衍射测定：对步骤1)得到的N个样品进行XRD分析，分别获得X射线衍射谱图；3)数据分峰解叠：对步骤2)得到的XRD谱图进行分峰，得到XRD衍射峰002峰；4)焦炭的微晶结构的表征：通过微晶结构参数d002定量表征，其中，d002为焦炭微晶结构芳香层单层之间的距离；5)统计计算：计算各个样品的d002数据，计算其平均值E及标准差σ，用于预测判断捣固焦炭中弱粘结煤配比。并从上述方面指导钢铁企业根据需求选购捣固焦炭。

技术领域

本发明涉及冶金生产领域高炉燃料质量控制与高效利用领域，具体地涉及一种预测捣固焦炭中弱粘结煤配比的方法。

背景技术

传统顶装炼焦工艺不利于钢铁企业降低成本，对炼铁行业的可持续发展造成重大阻碍。捣固焦具有选料范围宽、焦炭质量改善明显、焦炭产能高、环保效果好等优点，非常符合我国炼焦煤资源的特点，得到了国家政策导向和企业的支持。

但由于捣固焦和顶装焦生产工艺的不同，导致两种焦炭性能上具有很大的差异，常用指标和微观结构与顶装焦炭存在较大差距。研究表明，部分企业弱粘结性煤配比过高，单纯依赖捣固工艺增加压力使焦炭层间出现大型横向闭气孔，影响实际使用。配煤是决定焦炭质量最主要的因素，而捣固工艺可以一定程度上改善冷态强度与热态性质，对焦炭气孔率有一定影响。随着焦肥煤配比的提高，焦炭的冷态强度与热态性能均有不同程度的提高。其中捣固炼焦对焦炭冷强度和热强度指数均有明显的改善作用，且捣固炼焦工艺对焦炭强度的改善作用随焦肥煤配比的提高而逐渐减弱部分企业弱粘结性煤配比过高，单纯依赖捣固工艺增加压力使焦炭层间出现大型横向闭气孔，影响实际使用。由于不同类型焦炭的显微结构差异不大，捣固焦炭的微观结构和性质极大的受到了配煤结构的影响。因此，捣固炼焦配煤结构与顶装炼焦的配煤结构不宜差距过大。

然而，在大型高炉使用捣固焦炭过程中发现，部分焦炭的热态性能指标较差，这与较多弱粘结煤配加关系密切，钢铁企业亟待找到预测外购焦炭配煤结构的方法。

发明内容

钢铁企业对外购捣固焦炭所采用的配煤结构缺乏有效预测手段，导致不同类型的捣固焦炭在高炉应用过程中的适应性差异较大，常常引起高炉指标波动。本发明提供一种预测捣固焦炭中弱粘结煤配比的方法，通过多次测定X射线衍射预测捣固焦炭的弱粘结煤配加比例的方法。该方法包括样品制备、多个样品的X射线衍射测定、数据分峰解叠与计算、统计得到多样本的标准差，查表预测弱粘结配比等步骤。基本原理是：随着母炼焦煤性质(如煤阶和岩相组成)中弱粘结煤的比例提高，会导致微晶片层间距d002偏离主焦煤区间，从而影响焦炭的微晶化程度、反应性和反应后强度，因此，判断d002参数是预测配煤结构的主要步骤。焦化用原料为采用一定粒度的原煤配合混合而成，其X射线衍射结果通常是不同煤种碳化后的焦炭的衍射结构的整体反映。为了追求较好的焦炭冷热态性质，顶装焦炭通常采用较低的弱粘结配比，因此，在X射线衍射过程中主焦煤影响较大，样品的多位置测定过程中其特征参数d002差异很小，不同顶装焦炭之间的差异也较低。然而，由于捣固工艺采用了较多配比的弱粘结煤，如弱粘煤、气煤和贫瘦煤、无烟煤等，这将导致不同样品之间的特征参数d002的波动变大，同一样品多位置测定的d002差异也将变大。通过多种顶装焦炭和捣固焦炭的多样品位置的x射线衍射结果分析，得出了两种类型焦炭 d002特征参数的区间和偏离值，利用回归关系可判断捣固焦配煤过程中主要焦煤的配加比例，进而推测弱粘结煤的比例。

为达到上述目的，本发明提供一种预测捣固焦炭中弱粘结煤配比的方法，包括以下步骤：

1)测定样品制备：随机选择N个样品，N≥7；

2)X射线衍射测定：对步骤1)得到的N个样品进行XRD分析，分别获得X 射线衍射谱图；

3)数据分峰解叠：对步骤2)得到的XRD谱图进行分峰，得到XRD衍射峰 002峰；