[发明专利]1/3焦煤配焦粉单独炼焦：生产优质冶金焦和冶金铸造焦

说明书

本发明属煤化工学科领域，从技术上说，属炼焦技术领域，是利用常规焦炉扩大炼焦用煤和生产质优价廉的冶金铸造焦的炼焦技术方法。

就本人所知，对本发明阐述如下：

一、对 1/3 焦煤的合理粉碎：即与反击式粉碎机或锤式粉碎机相比，能显著提高 1/3 焦煤＜3mm的细度达90%-95%以上，同时减少 1/3 焦煤＜0.5mm的细度。

（一）.理论依据：

1.在最细粒级产生最少的情况下降低煤颗粒尺寸的上限。

粉碎细度对入炉煤性质的影响。

（1）.塑性物质粘度越小，颗粒之间的接触越好，焦炭物质本身的强度就越大。随着煤粉碎程度的提高，塑性物质粘度增加，因此，煤的粘结性就下降。这主要是同炼焦过程中未软化的煤的硬颗粒总面积的增加有关系。

（2）.随着粉碎程度的提高，塑性层对折出气体流动的阻力也减小，因而膨胀压力降低。由此可见，煤的过分粉碎对于煤的粘结过程是不利的。

（3）.降低粉碎度上限会导致最细粒级比例的增加，而最细颗粒主要影响颗粒外表面的扩展，有利于增大内聚力，使煤料疏松和气孔率增大，同时，最细颗粒也使装煤操作条件恶化，煤尘进入集气管使焦油质量变坏。

（4）.当粉碎得当时获得较高的散密度有利于煤粒接触，塑性相渗透和对焦炭强度有好影响的膨胀压力局部形成。

（5）.细度过低时，配合煤混合不均，输送和装煤时容易产生偏折，造成焦炭内部结构不均一，降低耐磨强度和抗碎强度。

（6）.在半焦向焦炭转变期，粉碎程度具有重要意义。当细粉碎时，煤颗粒尺寸上限下降的结果使焦炭内应力和裂纹率减少。

综上所述，合理粉碎是在最细粒级产生最少的情况下，降低煤颗粒尺寸的上限，这样使煤有足够的细度而又不致太细。

2.活性成分宜粗粉碎，惰性成分宜细粉碎。

“接煤岩学观点，煤是非均一的物质，根据各种实体的热性质，可分成活性物和惰性物两类。在结焦过程中，活性物形成焦炭内部的粘结物，犹如混凝土中水泥，惰性物形成焦炭内部的骨骼，好比混凝土中的砂石。

根据煤岩学理论可得出以下两点：

（1）.惰性物为配煤所不可缺少。

煤岩学将惰性物看作结焦中的“砂石”。因此，除了矿物质应尽可能少以外，对于惰性物的看法应该是组成比例适宜。

（2）.结焦时各组分间发生界面作用

按煤岩学理论，结焦过程中并非煤粒互熔成均一的焦块，而是活性物和惰性物之间的界面作用和界面反应。因此，焦炭的强度既决定于活性物的组型和各种组型的含量，又决定于惰性物相对含量”[1]

实际炼焦过程正如煤岩学理论所阐述的一样，炼焦过程中，活性成分软化并包裹惰性成分，煤粒子因而结合生成焦炭，在此情况下，惰性成分起骨架作用，使焦炭气孔壁增厚，提高焦炭强度。但从焦炭强度和焦块内龟裂两方面分析焦炭的宏观强度时，则要求惰性成分比例适当，以保证惰性成分被活性成分恰当地湿润，分散和粘结，并最后形成组织均一的焦块，由此，惰性成分应细粉碎。

以上说明，活性成分宜粗粉碎，惰性成分宜细粉碎。

另一方面，由岩相理论[2]可知：

煤的岩相组分有：

（1）.镜煤：性脆易碎，是粘结性和结焦性最好的一种煤岩组分，活性较大。（2）.亮煤：脆易磨碎，其粘结性良好，活性较大。（3）.暗煤：性很硬且韧，不易破碎，其粘结性差，挥发分含量较高。（4）.丝炭：性脆易碎，无粘结成分。

对于同一变质程度的煤的各岩相组分来说，暗煤的硬度最大，不易破碎，其次是亮煤和镜煤，丝炭的硬度最小，在四种岩相组成中，一般认为亮煤和镜煤是活性组成，而暗煤和丝炭是惰性组分。故活性成分硬度较低，粉碎性好，惰性成分有的硬度较低，粉碎性好，有的硬度很大，不易破碎。

由此可见，采用反击式粉碎机或锤式粉碎机时，尤其粉碎硬度较大的 1/3 焦煤、气煤时，当提高＜3mm的细度时，往往是不应细碎的活性组分被细碎，而应细粉碎的惰性组分（暗煤）却没被细碎，因此，如何尽量粉碎惰性成分而又不使活性成分过度粉碎的办法之一就是在最细粒级产生最少的情况下降低煤颗粒尺寸的上限。

（二）.目前，国内外解决上述问题的办法主要有：

1.采用选择粉碎工艺：即煤料先进入混合转筒，然后经过电热筛。筛下物就是制备好的炼焦煤料。筛上物进入粉碎机进行粉碎，然后再次进入混合转筒。其它选择粉碎工艺更复杂，维修运行费用更高。[3]