入炉煤指标对6.25 m 捣固焦炉难推焦的影响研究

史晓亮

（山西金岩能源科技有限公司质检中心，山西 吕梁 032300）

引言

山西金岩能源科技有限公司一期4 座焦炉为JNDX3-6.25-11D（52 孔）型复热式捣固焦炉，采用双联火道、下喷、下调、单热式、带废弃循环、三段加热技术，克服了以往由于碳化室高度增加而影响焦炭质量的弊病。炭化室锥度40 mm，煤饼密度1 130 kg/m3，周转时间26 h，装煤高度6.0 m～6.1 m。

其中，3#、4# 焦炉分别于2018 年和2019 年投产。2021 年12 月4 日到10 日，开始出现推焦电流增大甚至二次推焦现象，2022 年2 月份，出现部分炉号推焦电流增大的现象。经检验出炉焦炭成分，平均挥发分（Vdaf/%）为1.08%，成熟度良好，无生焦或过火焦情况，且焦炭粒度均匀。奥阿膨胀度、胶质层、挥发分等项目测定结果显示，入炉煤存在膨胀压力大，收缩度低的情况，是导致推焦电流增大的直接原因。推焦电流增大和二次推焦会对炉体、炉头造成损伤，在二次推焦过程中还存在安全隐患，不仅会打乱正常的生产秩序，还会影响焦炉的使用寿命[1]。

1 塑性指标的应用

1.1 奥阿膨胀度

奥阿膨胀度是以煤样干馏时煤的塑性和胶质体不透气性、体积膨胀或收缩的程度表征的一种煤的塑性指标。广泛应用于分析研究煤的成焦机理、煤质评价和黏结性煤的煤炭分类，适用于炼焦配煤和焦炭强度预测等诸多方面[2]。通过利用奥阿膨胀度指标来体现入炉煤在成焦过程中的膨胀度，对掌握合理的膨胀度值，保证推焦顺利进行，起着重要的指导作用。

1.2 胶质层指数

胶质层指数是以煤样在特制的电炉内以规定的升温速度进行单侧加热，煤样相应形成半焦层、胶质层和未软化的煤样层3 个等温层面，用探针测量出胶质层最大厚度Y 值，根据试验记录的体积曲线测定最终收缩度X 值。通过分析入炉煤的胶质层指数体积曲线，可以很好地判断烟煤在焦炉炼焦生产的成焦过程中产生胶质体的膨胀性（不透气性）和半焦最终收缩度。

2 推焦最大电流

在推焦时，推焦杆头伸入炭化室与焦饼接触，焦炭首先被压缩，压缩行程约等于炭化室有效长度的5%～8%。压缩终了时，推焦阻力达到最大值，此时的指示电流为推焦的最大电流。焦饼开始移动后，阻力逐渐降低。当推焦电流过大时，则说明焦饼移动的阻力大，表现为焦饼移动困难或根本推不动。强制推焦时，会造成炭化室墙变形[3]。

3 入炉煤数据分析

3.1 入炉煤指标分析

入炉煤质量取决于配煤比以及各单种煤的性质。12 月份、2 月份3#、4#焦炉的部分时段入炉煤质量指标如表1 和下页表2 所示。

通过表1 可以看出，12 月4 日到9 日，入炉煤挥发分和收缩度X 值整体较低，奥亚膨胀度b 值较高，通过调整配煤结构，12 月10 日开始，奥亚膨胀度降低，收缩度增大。通过表2 可以看出，2 月22 日和2 月25 日，入炉煤挥发分、收缩度X 值等指标均属正常范围，奥阿膨胀度b 值偏高。

表1 入炉煤质量统计

表2 入炉煤质量统计

3.2 推焦电流分析

通过表3、表4 可以看出，12 月4 日至9 日，此时段全炉推焦电流明显增大，其中部分炉号出现二次推焦的难推焦现象。2 月22 日、2 月25 日，部分炉号推焦电流偏高。

表3 12 月4 日到9 日推焦电流A

表4 2 月份推焦电流A

4 结果讨论

4.1 堆积密度

6.25m捣固焦炉煤料的堆积密度高，达到1 130 kg/m3，堆积密度高，煤粒间的间隙减小，胶质体易于填满空隙，气体不易析出，胶质体的膨胀性相应提高，同时降低了半焦收缩度[4]，造成推焦电流增大。不同煤种煤热解过程中产生的膨胀压力不同，特别是瘦型焦煤、主焦煤、肥煤的含量对膨胀压力的影响很大。在保障焦炭质量的前提下，优化配煤结构，增加低变质煤类的配入比例，增大焦饼收缩度，降低膨胀压力[5]。

4.2 推焦电流与奥阿膨胀度、收缩度的关系

通过对12 月份和2 月份推焦电流数值与入炉煤的奥阿膨胀度、收缩度进行分析，可以看出，当奥阿膨胀度b 值大于-26%，收缩度X 值小于38 mm 时，推焦电流明显增大，最大推焦电流达到306 A。当收缩度X 值大于38 mm，而奥阿膨胀度大于-26%时，推焦电流同样出现不同程度增大。

5 结论

捣固焦炉对入炉煤的膨胀压力有严苛的要求，合理的膨胀压力与收缩度是保障焦炉顺利推焦的根本。

1）严格控制入炉煤的塑性指标，奥亚膨胀度b 值小于-26%，干燥无灰基挥发分Vdaf大于24%，收缩度X 值大于38 mm。

2）强化进厂各单种精煤质量分析检验频次，避免因煤质波动而造成配煤指标异常现象的发生。

3）制定合理的配煤比，并严格执行配煤方案，保证配煤质量稳定。

4）确保入炉煤质量合格稳定，保障焦炉推焦顺利进行。