70kg模擬焦爐煉制焦炭的轉鼓強度分析

1、70kg 模擬焦爐煉制焦炭的轉鼓強度分析夏紅波 張啟鋒 （寶鋼股份公司寶鋼分公司，上海 201900） 高晉生（華東理工大學，上海200237）在優(yōu)質煤炭資源日益緊缺和煉焦配煤煤種變化頻繁的情況下，如何確保焦炭的轉鼓強度 （DI15015）既能滿足高爐的要求，又能保持焦炭質量的穩(wěn)定，是煉焦配煤人員的關注點之 一。通常，焦炭的轉鼓強度是由煉焦工藝和配煤比控制的，分析單種煤對焦炭轉鼓強度的影 響，可從源頭減小焦炭質量的波動，對控制焦炭轉鼓強度有積極意義。目前，模擬焦爐起著評價煤炭的煉焦性能和選擇煉焦用煤等作用。我國有770kg的不 同尺寸結構的模擬焦爐，具有代表性的主要是20kg、40kg和70k

2、g模擬焦爐。各模擬焦爐與 生產焦爐有一定的相關性，因此，越來越受到煉焦企業(yè)的重視。通過單種煤 70kg 模擬焦爐的焦炭轉鼓強度影響因素的分析和模型的建立，能夠用相應 的煤質分析來推定其焦炭的轉鼓強度，實現從煤質到模擬焦爐焦炭轉鼓強度的預測。70kg 模擬焦爐試驗試驗爐模擬焦爐是為模擬室式爐煉焦而開發(fā)的試驗爐。寶鋼70kg模擬焦爐是1985年一期工程 投產時從新日鐵引進的配套設備。多年來，為煉焦煤評價和配煤試驗提供了有力的支撐。70kg模擬焦爐的主要參數為:寬400mm、高500mm、長700mm;裝煤箱寬370mm、高350mm、 長610mm；每爐裝煤量（常規(guī)干基）56. 88kg；堆積密度

3、0.72 t/m3；裝爐煤水分10% ;煤粉 細度W3mm；焦餅中心溫度1050C ；采用12根炭化硅電加熱棒，總炭化時間18. 5h ;用氮 氣進行干法熄焦，熄焦時間 6h。試驗樣本選取了20032007年期間53種單種煤在模擬焦爐中煉焦試驗的數據。煤的鏡質組隨機 平均反射率在 0.56%1.67%之間，煤種有氣煤、 1/3 焦煤、肥煤和主焦煤，其中印尼煤 3 種、澳大利亞煤8種、加拿大煤8種、俄羅斯煤2種，其余為國內煤種。單種煤測定參數包括工業(yè)分析：Ad、Vdaf、St,d；粘結性分析有：粘結指數G、膠質層厚度 Y、奧亞膨脹度（a+b）、基氏流動度lgDDPM；巖相分析有：鏡質組平均反射率

4、Rran、惰性 物含量TI；焦炭轉鼓強度分析指標為：DI15015。試驗數據及結果分析2.1 單種煤揮發(fā)分對焦炭轉鼓強度的影響單種煤揮發(fā)分Vdaf與DI15015之間的關系見圖1。10.1030. 0和420. 0S0-070. 0fiO, 0 nO, 0MG 2Q, G 10,0圖1 Vdaf與DI15015的關系圖圖1中DI15015低于60%的焦炭，其對應煤種的Vdaf超過或接近40. 0%。2.2 單種煤粘結性對焦炭轉鼓強度的影響(1)粘結指數G與DI15015的關系。G值與DI15015的關系見圖2。100. o90,080+07(). 060.030. 020. 010, 00.

5、0圖2 G值與DI15015的關系圖由圖2可見，G值與DI15015沒有明顯的相關性，但DI15015較高時，G值均在70 90 之間。(2)膠質層最大厚度Y與DI15015的關系。膠質層最大厚度Y與DI15015的關系見 圖3。從圖3可看出，Y值均在9mm以上。當Y值在920mm之間時，DI15015值分布在 30%90%之間，沒有直接的相關關系。圖 3 Y 值與 DI15015 的關系圖(3)奧亞膨脹度與DI15015的關系。奧亞膨脹度(a+b )與DI15015的關系見圖4。從 圖4可看出，當奧亞膨脹度處于1%250%的范圍內時，DI15015均有大于80%的點分布, 說明DI15015

6、與奧亞膨脹度之間的關系不明顯。圖4 (a+b)值與DI15015的關系圖2.3煤巖參數對DI15015的影響(1)鏡質組隨機平均反射率Rran與DI15015的關系。Rran與DI15015之間的關系見 圖 5。關系曲線呈二次函數關系：DI15015 = 64. 04 R2ran+170. 27 Rran+27. 51,相關系數為 0.76當Rran在1. 0%1.5%之間時，DI15015能處于一個較高的水平。圖 5 Rran 與 DI15015 的關系圖(2)惰性物含量TI與DI15015的關系。惰性物含量TI與DI15015之間的關系見圖6。 關系曲線呈對數函數關系：DI15015 =

7、13. 69Ln(TI)+36. 91，相關系數為0.74圖 6 TI 與 DI15015 的關系圖2.4鏡質組隨機平均反射率Rran與Vdaf的關系53種單種煤鏡質組的隨機平均反射率Rran與Vdaf之間的關系見圖7。從圖7可看出,Rran 與 Vdaf 的一元回歸關系式為：y =23. 32x+ 53. 88，相關系數達到0. 95說明Rran與Vdaf之間有良好的相關性。但通過Rran與DI15015間的相關系數同Vdaf與DI15015間的相關系數相比較，說明Vdaf能更顯著地反映DI15015的差別。0050/%0050O0OOOOCOOOOO O.5.).5.O.5.O.5.O.5

8、.0.Rran 與 Vdaf 的關系圖2.5 70kg 試驗焦爐轉鼓強度模型及驗證通過分析影響DI15015的各因素，對于研究的煤種，Rran或Vdaf、TI的影響較大。經 MINITAB 軟件的相關性分析，把有相關關系的因素只保留一個，其他剔除。同時，經 MINITAB軟件最優(yōu)子集和逐步回歸分析，得出70kg模擬焦爐冷強度DI15015 = f (、TI、G), 預測公式為：DI15015= 160+11.60Vdaf0.35TI0.18 Vdaf 2 +12.60 1nTI+252G/ Vdaf 2 相關系數 R=0. 93由上述模型可知，決定 DI15015 的主要因素是變質程度、煤巖分析的惰性物含量和粘 結性指標。模型推定的DI15015與實測DI15015間的關系示于圖&實測值與推定值間的回歸關系 為：y = 0. 998x + 0. 3672，相關系數為0. 9310090807060an 3040 5060 70 80 90 100圖 8 推定 DI15015 與實測 DI15015 間的關系圖由圖8可見