1、攀 钢 技 术 43配煤灰分中碱性组分对焦炭热性能的影响罗桂茹，周 静（攀钢钒煤化工厂）摘 要：进行了配煤灰分中碱性组分 Na2O、K 2O 及 Fe2O3 对焦炭热性能影响的试验，结果表明：配煤灰成分对焦炭热性能的影响顺序是：K 2ONa 2OFe 2O3。碱金属氧化物 K2O 和 Na2O 及过渡金属氧化物 Fe2O3 对焦炭的热性能影响较大；随着 K2O、Na 2O、Fe 2O3 含量的增加，焦炭的 CRI 呈逐渐增大的趋势，而焦炭的 CSR 则呈逐渐减小趋势。关键词：炼焦；配煤；灰分；Na 2O；K 2O；Fe 2O3；焦炭热性能0 引言焦炭质量是影响高炉操作和运行的重要因素。随着高炉
2、大型化和喷吹煤粉量的不断提高，对焦炭质量和稳定性的要求越来越高。同时对焦炭热性能的研究不断深入，逐渐认识到高炉中碱金属钾和钠及过渡金属铁对焦炭强度的严重影响。由于碱金属对焦炭的气化反应有催化作用，改变了焦炭的气化反应方式，同时碱金属在高温下还可以直接与焦炭作用，导致了焦炭质量明显恶化。通过对攀钢煤资源灰分组成对焦炭热性能影响研究，为攀钢炼焦煤资源的组织及合理选择提供参考依据。1 试验原料与方法1.1 试验原料试验在 200 kg 小焦炉进行，其配合煤所用的洗精煤均取自于煤化工厂煤场，然后按规定要求对原料进行破碎、缩分、称量、混合及水分调整处理。1.2 试验方法炼焦试验：在 200 kg 小焦炉
3、，按配煤炼焦操作规程进行炼焦试验。焦炭转鼓强度分析：按 GB20061980 进行。焦炭热性能分析：按 GB40001983 进行。配煤灰成分的分析：采用 AA6800 型岛津原子吸收分光光度计进行测定。1.3 试验方案为寻求金属氧化物对焦炭反应性及反应后强度的影响，在配煤中配加NaCO3、 KCO3、Fe 2O3，见表 1。试验各方案的配煤比均为：A 煤 18%，B 煤 14%，C 煤 5%，D 煤12%，E 煤 16%，F 煤 15%， G 煤 10%，H 煤7%，I 煤 3%。表 1 添加钾、钠、铁炼焦试验方案添加量/%方案NaCO3 KCO3 Fe2O3基准期 0 0 0配煤 1 0.
4、05 0 0配煤 2 0.1配煤 3 0.3配煤 4 0.5配煤 5 0.05配煤 6 0.1配煤 7 0.3配煤 8 0.5配煤 9 0.01配煤 10 0.03配煤 11 0.052 结果分析2.1 配煤与焦炭质量表 1 各方案配煤的灰分成分见表 2，相应的焦炭质量见表 3。42 2009 年第 32 卷第 5 期表 2 添加钾、钠、铁炼焦试验其配煤的灰分成分灰分组成/%方案Fe2O3 SiO2 CaO MgO K2O Na2O基准期 8.48 48.88 7.18 3.90 1.47 0.29配煤 1 8.53 45.58 8.92 4.29 1.48 0.67配煤 2 8.52 44.
5、70 8.02 4.92 1.34 0.94配煤 3 8.62 46.12 7.46 3.51 1.38 2.31配煤 4 8.46 43.56 7.51 4.08 1.37 3.46配煤 5 8.44 44.60 8.24 5.39 2.47 0.26配煤 6 8.42 44.60 7.35 4.76 2.73 0.17配煤 7 8.62 45.62 7.63 3.69 5.11 0.32配煤 8 8.46 42.22 7.29 3.97 5.73 0.16配煤 9 8.78 44.18 9.03 5.39 1.70 0.28配煤 10 8.94 45.08 8.30 9.61 1.89 0
6、.27配煤 11 9.10 43.72 7.29 5.95 1.81 0.29表 3 添加钾、钠、铁炼焦试验的焦炭质量方案 Ad Vd St,d M40 M10 CRI CSR基准期 11.98 1.13 0.53 72.7 8.8 39.0 51.8配煤 1 12.00 0.83 0.54 71.6 8.8 39.8 49.3配煤 2 12.32 1.38 0.52 70.1 9.0 42.8 44.4配煤 3 12.24 1.17 0.55 67.8 16.4 48.2 34.3配煤 4 12.07 1.50 0.53 65.5 20.5 50.4 33.3配煤 5 12.41 0.92
7、0.52 72.0 9.7 40.4 47.2配煤 6 12.16 1.25 0.55 71.5 10.5 45.1 43.0配煤 7 12.17 1.14 0.56 71.4 13.0 49.2 33.0配煤 8 12.40 1.07 0.54 59.8 16.6 52.8 32.5配煤 9 12.04 1.02 0.52 72.3 9.3 41.5 45.2配煤 10 12.09 0.91 0.56 71.3 9.4 43.2 43.4配煤 11 12.16 0.95 0.56 70.9 9.9 45.8 42.82.2 钾、钠、铁对焦炭热性能的影响钾、钠、铁对焦炭热性能的影响见图13。2
8、530354045505560650.18 0.21 0.24 0.27 0.3 0.33 0.36Na2O/%CRI,CSR/%CRICSR多 项 式 (CSR)多 项 式 (CRI)2530354045505560651.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9K2O/%CRI,CSR/% CRICSR多 项 式 (CSR)多 项 式 (CRI)攀 钢 技 术 43图 1 配煤灰分中的 K2O 对焦炭 CRI、 CSR 的影响图 2 配煤灰分中的 Na2O 对焦炭 CRI、 CSR 的影响图 3 配煤灰分中的 Fe2O3对焦炭 CRI、 CSR 的影响从图 1 可见，随着配煤灰分
9、中的 K2O 含量的增加，焦炭的 CRI 逐步增大，焦炭的 CSR 逐步降低。根据统计函数(LINEST)线性回归，得出 K2O对焦炭 CRI 和 CSR 影响程度的回归方程如(1) 、(2)式。CRI3.07087x 钾 34.53805 （相关系数R0.931791） (1)CSR4.62455x 钾 57.69517 （R 0.970105） (2)式中 x 钾 为焦炭灰分中 K2O 含量。从回归方程看，K 2O 含量每增加 0.1%，焦炭的 CRI 增加约0.3%，焦炭的 CSR 降低约 0.5%。从图 2 可见，随着配煤灰分中的 Na2O 含量的增加，焦炭的 CRI 逐步增加，CSR
10、 逐步降低。根据统计函数(LINEST)线性回归，得出添加 Na2O 对焦炭 CRI 和 CSR 影响程度的回归方程如(3) 、(4)式。CRI4.262544y 钠 38.76726 （R0.935143） (3)CSR6.1161y 钠 50.8821 （R0.88517） (4)式中 y 钠 为焦炭灰分中 Na2O 含量。从回归方程看，Na 2O 含量每增加 0.1%，焦炭的 CRI 增加约0.4%， CSR 降低约 2.4%。从图 3 可见，随着配煤灰分中的 Fe2O3 含量的增加，焦炭的 CRI 逐步增加，CSR 逐步降低。线性回归得到 Fe2O3 对焦炭 CRI 和 CSR 影响程
11、度的回归方程如(5) 、(6) 式。CRI16.40543Z 铁 101.3529 （R 0.8706161） （5）CSR28.46594Z 铁 294.96189 （R 0.882041） （6）式中 Z 铁 为焦炭灰分中 Fe2O3 含量。从回归方程看，Fe 2O3 含量每增加 0.1%，焦炭的 CRI 增加约 1.0%， CSR 降低约 2.0%。3 结论（1）配煤灰成分对焦炭热性能的影响顺序是：K2ONa 2OFe 2O3。碱金属氧化物 K2O 和 Na2O及过渡金属氧化物 Fe2O3 对焦炭的热性能影响较大。（2）随着 K2O、Na 2O、Fe 2O3 含量的增加，焦炭的 CRI 呈逐渐增大的趋势，而焦炭的 CSR 则呈逐渐减小趋势。2530354045505560657.8 8 8.2 8.4 8.6 8.8 9Fe2O3/%CRI,CSR/% CRICSR多 项 式 (CSR)多 项 式 (CRI)44 2009 年第 32 卷第 5 期编辑 余文华收稿日期：2009-07-16
