中等变质程度炼焦煤的结焦性影响因素探讨

鲍俊芳，盛军波，宋子逵，崔会明，张雪红

(武汉钢铁(集团)公司炼焦煤利用湖北省重点实验室，湖北 武汉，430080)

传统煤化学观点认为,煤的结焦性是煤在工业焦炉或模拟工业焦炉炼焦条件下结成焦炭的能力。该定义较为抽象。笔者认为，煤的结焦性应从煤的物质基础、结焦行为和成焦结果三个方面来综合评价。对于煤的物质基础，由于煤镜质组性质的差异就目前检测手段而言还无法深入到分子结构层面分析，因此，一般利用结焦光学组织结构直观反映炼焦煤的物质基础和成焦结果。大量试验研究和生产实践表明，制约焦炭冷、热强度的最关键因素是焦炭光学组织结构[4-6]，故以炼焦煤结焦后的光学组织结构来表征煤的结焦性是合适的。另外，基氏流动度法是测定炼焦煤高温塑性最成熟的方法，其测定结果中软化温度、固-软温度区间和最大基氏流动度与煤的结焦化学反应过程相关联，是表征结焦过程的最佳指标[7]。因此，本文拟通过分析单种炼焦煤的镜质组平均最大反射率、高温塑性及其成焦光学组织结构之间的关系，对影响中等变质程度炼焦煤结焦性的因素进行研究。

1 试验

1.1 原料及焦炭制备

试验原料为某焦化公司多种炼焦生产用煤。单种炼焦煤各取800 g，按以下工艺条件炼制焦炭：煤料堆密度为0.79 g/mL，煤料粒度小于2.0 mm，煤料为空气干燥样，压块重量为2.0 kg。温度控制:250 ℃以前升温速率4～5 ℃/min；250～700 ℃，升温速率3 ℃/min；700～950 ℃，升温速率4 ℃/min；950 ℃恒温3～4 h。

1.2 分析检测

镜质组反射率按照GB/T6948—1998测定，标准片为0.59和1.71双标，仪器为德国Leica公司的MSP-200显微光度计；高温塑性按ASTM D2639—04测定；焦炭光学组织结构按YB/T077—1995测定。

2 结果与分析

2.1 炼焦煤的变质程度对其结焦性的影响

(a)中粒镶嵌+粗粒镶嵌组织

(b)细粒镶嵌组织

(c)完全纤维+片状组织图1 炼焦煤的与其成焦光学组织含量的关系

2.2 中等变质程度炼焦煤的高温塑性对其结焦性的影响

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

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—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

—粗粒镶嵌+中粒镶嵌+细粒镶嵌组织

2.2.6 讨论

3 结论

(3)对于特殊成因炼焦煤，其结焦性与高温塑性的相关规律出现异常。部分变质程度和高温塑性都相同或接近的炼焦煤，其结焦性存在差异，因此在变质程度和高温塑性的基础上，需要引入焦炭光学组织组成对炼焦煤的结焦性进行确认。

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[7] 鲍俊芳，薛改凤，詹立志，等，炼焦煤焦化特性评价指标探讨[J].燃料与化工，2014，45(2)：5-7，10.

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