影響焦炭質(zhì)量的因素有哪些

影響焦炭質(zhì)量的主要因素有煉焦煤的性質(zhì)以及煉焦工藝。煉焦煤的性質(zhì)直接決定了焦炭質(zhì)量好壞，它不只是對焦炭的灰分、硫分等化學(xué)組份含量產(chǎn)生一定的影響，更關(guān)鍵的是它影響了焦炭的冷態(tài)強(qiáng)度和熱態(tài)強(qiáng)度。當(dāng)然，煉焦工藝在一定程度上也會影響焦炭的質(zhì)量。一、煉焦煤的性質(zhì)對焦炭質(zhì)量的影響對焦炭質(zhì)量產(chǎn)生影響不僅僅是煉焦煤的黏結(jié)性和結(jié)焦性，還與煉焦煤的變質(zhì)程度以及灰分相關(guān)。煉焦煤變質(zhì)程度干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)和鏡質(zhì)組平均最大反射率(Rmax)是評價(jià)煤變質(zhì)程度的重要參數(shù)，其高低都會對生產(chǎn)出來的焦炭產(chǎn)生一些影響。如配合煤的Vdaf過高，在熱解過程中生成的膠質(zhì)體膨脹度大，所煉焦炭的裂紋比較多，氣孔率大，會使焦炭的冷態(tài)強(qiáng)度和熱態(tài)強(qiáng)度降低，但配合煤的Vdaf過低，會導(dǎo)致所煉焦炭不易推出，且產(chǎn)品附加值不高。此外，有研究表明，單一煉焦煤鏡質(zhì)組平均最大反射率Rmax與所煉焦炭的反應(yīng)性具有一定相關(guān)性，當(dāng)Rmax處于1.3%~1.5%之間，所煉焦炭質(zhì)量較好，實(shí)驗(yàn)還表明配合煤的揮發(fā)分、黏結(jié)性、Rmax等在一定范圍內(nèi)，且鏡質(zhì)組反射率有一個(gè)良好的正態(tài)分布，方差較小，則生產(chǎn)出來的焦炭冷態(tài)強(qiáng)度比較好，反之亦然。煉焦煤的灰分煤的灰分是指煤在高溫環(huán)境下，經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，煤中礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化為金屬化合物。灰分作為煉焦煤中的雜質(zhì)，并不會在煉焦過程中消失，會幾乎全部被所煉焦炭繼承。一般來說，焦炭灰分的提高直接使高爐工業(yè)生產(chǎn)的焦比升高，從而降低了鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)量。有研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)不同變質(zhì)程度煤灰分的降低對自身黏結(jié)性和所煉焦炭質(zhì)量的改善程度不同，黏結(jié)性好的煤灰分降低，自身黏結(jié)性變化不大，所煉焦炭的冷態(tài)強(qiáng)度和熱態(tài)強(qiáng)度也未發(fā)生什么明顯變化。但當(dāng)黏結(jié)性較差的煤灰分降低時(shí)，自身的黏結(jié)性得到大幅度提高，所煉焦炭的冷態(tài)強(qiáng)度(M40、M10)和熱態(tài)強(qiáng)度(CRI、CSR)在不同程度上得到了提升。二、煉焦工藝對焦炭質(zhì)量的影響目前比較先進(jìn)的煉焦工藝有干法熄焦、搗固煉焦、配型煤工藝技術(shù)以及煤調(diào)濕（CMC）技術(shù)，每種煉焦工藝都有著各自的長處和短處。焦炭熄焦方式目前煉焦廠常用的熄焦方式有兩種，一是濕法熄焦，二是干法熄焦。濕法熄焦直接用冷水回收高溫焦炭的熱量。干法熄焦是通過惰性氣體回收高溫焦炭的熱量。干法熄焦相較于濕法熄焦來比，有很多優(yōu)勢，首先能大大改善煉焦的環(huán)境，減少腐蝕性氣體和含有焦粉氣體對建筑物和儀器設(shè)備的侵蝕。第二有利于焦炭質(zhì)量的提高，原因在于干法熄焦降溫慢，使焦炭內(nèi)部熱應(yīng)力降低，裂紋減少，真密度增大，抗碎強(qiáng)度增大。煉焦煤的結(jié)焦時(shí)間和煉焦速率當(dāng)配合煤進(jìn)爐，再到煉成焦炭被推出這個(gè)過程所用的時(shí)間，稱為結(jié)焦時(shí)間。煉焦過程主要有三個(gè)階段，一是從室溫到300℃，此階段煤的性質(zhì)沒有改變，二是在300℃到550℃這段時(shí)間內(nèi)，煤開始分解，解聚，產(chǎn)生大量的膠質(zhì)體，到550℃時(shí)，膠質(zhì)體漸漸收縮形成半焦。三是在550℃到1000℃這段時(shí)間內(nèi)，半焦發(fā)生劇烈的縮聚反應(yīng)形成焦炭。高爐能否生產(chǎn)出合格的焦炭，與第三階段有著密切的關(guān)系。在第三階段內(nèi)，合適的延長時(shí)間，有利于半焦的收縮，提高焦炭質(zhì)量。配入添加物煉焦在煉焦生產(chǎn)中，一些煉焦企業(yè)會向配合煤加入合適定量的非煤物質(zhì)來提高焦炭質(zhì)量，主要有減緩配合煤收縮程度的瘦化劑或者提高配合煤黏結(jié)性的粘結(jié)劑。若配合煤黏結(jié)性比較好，揮發(fā)分含量又偏高時(shí)，就可以加入一定粒度的瘦化劑來降低配合煤揮發(fā)分，減少氣相產(chǎn)物的生成以及減緩半焦的收縮度，達(dá)到減少焦炭裂紋目的，進(jìn)而降低焦炭的耐磨強(qiáng)度和氣孔率，增加焦炭的塊度和抗碎強(qiáng)度，提高焦炭質(zhì)量。若配合煤黏結(jié)性不是很好時(shí)，可以加入一定量的粘結(jié)劑來增加煤樣的流動性，促進(jìn)分子的重新組合，提高配合煤結(jié)焦性，改善焦炭質(zhì)量。配合煤水分水分是描述配合煤質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，主要從兩個(gè)方面對焦炭質(zhì)量產(chǎn)生影響。第一水分合理的減少可以有效提高配合煤的堆比重，間接降低焦炭的氣孔率，提高焦炭質(zhì)量。第二合理的減少水分能有效降低煉焦?fàn)t熱量的損耗，提高煉焦的速率，避免了由于煉焦時(shí)間不穩(wěn)定造成焦炭質(zhì)量下降。配合煤細(xì)度配合煤細(xì)度過大或過小都會對焦炭質(zhì)量和焦油、粗苯等副產(chǎn)品回收率產(chǎn)生影響。配合煤堆密度在煉焦生產(chǎn)中，配合煤堆密度對焦炭質(zhì)量的影響最大，也是一種較為簡單的方法。提高配合煤堆密度，煤粒間的空隙會減少，不僅會降低填充空隙所需熱解液相產(chǎn)物的數(shù)量，還會