捣固煤饼稳定性影响因素的探讨

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1、捣固煤饼稳定性影响因素的探讨商铁成裴贤丰王彬王利斌（煤炭科学研究总院北京煤化匚研究分院，北京100013）我国是煤炭、钢铁生产大国，焦炭产量和岀口量均居世界首位。2007〜2009年，我国焦炭连续3年产量突破3亿吨，其中捣固焦炉实际产量1亿吨以上，约占我国焦炭总量的1/3。一般认为，炭化室的高宽比值越大，对煤饼的稳定性要求就越高。炭化室高2m的焦炉，煤饼的高宽比只有5:1;炭化室高4m的焦炉，煤饼的高宽比是10:1;炭化室高6ni的焦炉，煤饼的高宽比可达15:lo因此，随着捣固焦炉炭化室高度的增加，炭化室的高宽比也不断增加，对煤饼

2、稳定性的要求也越来越高。牛产中煤饼稳定性受各地区的气候、煤性质、水分、粉碎细度等多种因素影响。文中重点研究了煤饼的稳定性与配合煤水分、粒度组成以及捣I古I频次等因素的关系。1研究思路选择2个配煤炼焦方案，分别进行水分、捣固频次、破碎粒度对煤饼稳定性影响的试验。每个方案的配合煤在某一特定的粒级分布下，分别进行不同水分含量（9%、10%、11%、12%、13%）、不同捣固频次（3、4、5、6、7）的煤饼稳定性试验。在此基础上，确定水分、捣固频次，然后再进行配合煤不同粒级分布对煤饼稳定性的试验研究。2个配煤炼焦方案的配比及部分煤质的性质

3、见表lo表1可捣性试验研究配煤方案及性质（％）名称煤1煤2煤3煤4灰分挥发分硫GY,mm方案1452510209.4326.670.827215.0方案2403015159.3526.680.857215.02试验研究与分析2.1水分及捣固频次对堆密度的影响称取一定质量的煤样，使用专用捣固机将其捣实成煤饼，煤饼底面规格为lOOXIOOmmo通过测量煤饼高度可计算出煤饼的堆密度。堆密度与煤饼水分、捣I占I次数的关系曲线见图1和图2。76543次次次次次10~H~~12~~B水分76543次次次次次(PWWWW*1.00水分冷图1堆密

4、度与水分关系曲线.25aJ5J03方案I水分13%水分12矢水分11%水分10%水分9*L00I134567图2堆密度与频次关系曲线由图1可知，在捣固次数一定的前提下，煤饼的堆密度与配合煤水分成正比，即随着配合煤水分的增加，捣固煤饼的堆密度逐步增加。由图2可知，在配煤水分相同的情况下，捣固煤饼的堆密度与捣固次数成正比，即捣固次数越多，捣固功越大、煤饼受力越大，堆密度就越大。2.2水分及频次对抗压强度的影响将每个方案的配合煤按照不同水分（9%、10%、11%、12%、13%）、不同频次（3、4、5、6、7）进行可捣性试验，所得煤饼测

5、量高度后进行抗压强度的试验。根据试验数据可得到抗压强度与煤饼水分、捣固次数的关系曲线，见图3和图4。£丈««送旨擴次3010907050301090702211111■d0K«*E26024022012010080601•次380604021II■d

6、度随配合煤水分下降趋势趋缓。由图4可知，煤饼的抗压强度随捣固频次的增加而增加，但同时和水分有一定关系，当配合煤水分含量较低时，抗压强度随捣I古I频次的增加先增加而后趋缓；当配合煤水分较高时，抗压强度随频次增加呈递增趋势。2.3水分及频次对抗剪强度的影响对每个方案的配合煤按照不同水分（9%、10%、11%、12%、13%）、不同频次（3、4、5、6、7）进行可捣性试验，所得的煤饼测量高度后进行抗剪强度试验，根据试验数据可得到抗剪强度与煤饼水分及捣固频次的关系，见图5和图6。水分图5抗剪58度与水分关系曲线如353025201510£

7、<«那S:垢图6抗剪强度与频次关系曲线由图5可看出，抗剪强度一般随配合煤水分的増加呈先略増再递减的趋势，当配合煤水分含量相对较低（11%以下）时，配合煤水分对抗剪强度的影响不大。当水分在11%以上时，抗剪强度大部分都有下降的趋势，图5的方案2更能说明此问题。当水分含量增大至12%以上时，抗剪强度下降较为明显，且随着捣固频次的增加，抗剪强度随配合煤水分下降的趋势趋缓。研究表明，捣固频次对煤饼抗剪强度有显著性影响。从图6可看出，煤饼抗剪强度随捣固频次的增加呈先增加后降低的走势，方案1在频次为5次时出现极大值，方案2在6次时出现峰值。2

8、.4破碎粒度对抗压及抗剪强度的影响根据上述研究结果表明，本次试验的2个配煤方案，配合煤水分在9%〜11%时，捣固次数越多，煤饼的抗压强度、抗剪强度越好。考虑到我国捣固炼焦生产过程中配合煤的实际水分含量等因素，在进行破碎粒度（粒级）对抗压及抗剪强度影