配成型煤炼焦的原理

炼焦过程中，配入部分型煤块可以提高焦炭质量和多利用一些弱粘结煤，是因为它能改善煤料的粘结性和炼焦时的结焦性能。首先，型煤致密，内部颗粒之间的间隙小，导热性较好，比周围粉煤升温速度快，可以较早达到开始软化温度，处于软化熔融的时间长。这将有助于型煤中添加的沥青及新产生的熔融胶质体成分与型煤中的未软化部分和周围粉煤的作用。由于这种在炭化过程中的塑性阶段中粘结组分与惰性组分的充分作用，可以提高煤料的粘结性。其次，配型煤的装炉煤，其堆比重约为0.8t/m，较通常装炉煤比重0.7t/m大，故可改善煤料粘结性。当煤料装入炉内后，型煤内部的煤气压力比粉煤大得多，故其体积膨胀率也较粉煤大得多。型煤膨胀并压缩周围的粉煤，促进周围煤粒挤紧并互相熔融，型煤形状消失。最后，生成与普通炼焦时一样的、结构致密的焦饼，并且焦炭强度有所提高。此外，还由于型煤中有沥青等粘结性物料，相当于提高了煤料的粘结性，并且改善了焦炭的显微结构，使焦炭的气孔率降低，气孔壁厚度增大，故可增加焦炭强度 。

装炉煤的堆比重和结焦时间是影响焦炭产量的直接因素。配型块煤料的堆比重大，但是结焦时间也要相应延长。当型煤配比达30%时，结焦时间延长7.1%，所以这种流程不会有较大的增产效果 。

当型煤配比为30~40%时，焦炭的强度达到最大。利用弱粘煤生产型块配合炼焦，有利于焦炭强度的提高 。

可以改善焦炭的粒度组成,普遍表现在大于80mm级的大块焦减少，80~25mm级的中块焦增多，特别是60~40mm级增多较显著，而<25mm级的碎粉焦下降。焦炭的平均粒度得到改善，碎粉焦约可降低1~2% 。

当软沥青6.5%的成型煤以配比30%炼焦时，与常规相比，每吨干装炉煤的粉煤和焦油产量将增加7~8kg，而煤气产量约减少4~5m。

成型煤的生产以原煤为主要原料，工艺简单，因此对型煤的技术经济分析，着重考虑以下几个方面:1.烧型煤比烧散煤的节约量(或节煤率);2.单位节煤量(吨)的投资与煤炭开发吨煤投资比较;3.由于节约了煤炭而节约的市政开支;4.环境效果以及其它社会效益等等 。

成型煤的经济效益，主要从两方面体现:一是廉价的弱粘结煤的利用，可以降低原料煤的成本，另一方面由于焦炭质量的改善和冶金焦率的提高，降低高炉焦比，增加生铁产量和节约焦炭 。烧散煤的热效率仅为25%，烧煤球的热效率为30%，而烧成型煤的热效率可达40%。成型煤的燃烧是一项节约能派、减少环境污染、缓解运力的有效措施。

成型煤是焦炉原料煤配制的一项压球新工艺。 这种工艺可以增加原料煤的堆比重，提高焦炭的强度和质量，减少优质炼焦煤的用量。这些优点对于缓解我国优质炼焦用煤紧缺状况，具有重要意义 。

成型煤压球工艺的关键设备是成型机。成型机对压辊的压力是压球质量控制参数。压力过大，压球容易压碎，成品率反而降低，回粉率增高，生产效率降低。压力过小，压球强度不够，回粉率也增高，生产效率也下降 。

成型机由固定辊和可动辊组成，可动辊的移动推力由两个油缸供给。(右图1-固定辊;2-可动辊;3-油缸;4-压磁测力传感器;5-至另一侧;6-接到计算控制箱;7-油)设油压力为p0，油缸活塞的面积为S，则两个油缸所产生的推力为:

W0=2p0S

在压辊支座之间安装4个压磁式测力传感器，它们所受的力分别为W1，W2，W3，W4。

设成型辊间煤料所产生的反力为WW，则:

W0=W1+W2+W3+W4+WW=2p0S

整理为

WW=2p0S-(W1+W2+W3+W4)

其中p0，W1，W2，W3，W4是可测量的，S是活塞面积为设备固有的常数。所以，经计算即可求出成型煤反力WW。

成型反压力WW的目标值可从生产操作实践摸索出一个最佳值，作为油缸油压控制的设定值的依据 。

成型煤加水、加粘结剂控制，是提高成型煤的质量，减少粉煤返回量，提高配煤质量的又一重要控制系统。

经验表明，加水对型煤合格率的提高有明显影响。适量的加水可使成品率提高到80%，但过量的加水，成品率反而下降。同样随着粘结剂添加量的增加，煤球的强度增大，但添加量超过一定限度后，强度的增加不明显。

成型煤加水加粘结剂的控制系统见右侧加水、加粘结剂控制系统图。

其中1-仪表盘;2-称量机盘;3-回粉槽;4-原料槽;5-混煤机;6-选择开关;7-程序控制器;8-来自电气;9-送到电气;10-水;11-粘结剂;12-蒸汽;Y1，Y2--演算器输出;SP-设定值;PV-信号输入;S-程控信号;WM-原料称量值;WR-回粉称量值;WM1-原煤总称量值;WB-粘结剂设定值;WW-加水量设定值;Φ1-原料煤的含水率;Φ2-回粉含水率;Φ-混煤机后的含水率;γ-粘结剂的添加率;M1-MUL-60m1的输出;M2-MUL-60m2的输出 。

我国过去对成型煤的粘结剂很少进行系统与深入的研究。特别是对民用煤的粘结剂，有些人简单地认为是泥巴、石灰之类的东西，而没有予以重视。实际上，粘结剂是民用煤、成型燃料、炭素与石墨制品等许多领域中的一个重要间题。对民用成型煤来说，粘结剂的质与量不仅决定了成型煤的机械强度，而且对燃烧性能、发热量、抗湿性、燃烧后灰渣的强度、燃烧所造成的环境污染等均有密切的关系 。

粘结剂的作用一方面是产生了煤粒间的内聚力，另一方面，粘结剂一般都具有较大的塑性，当它们均匀分布在煤粒表面形成粘结剂膜后，使整个混合物具有可塑性，降低了煤料的弹性和改善了成型性。因此，煤料加入粘结剂后可大幅度的降低成型压力。粘结剂在成型过程中起着十分重要的作用，它是煤粒之间相互粘结在一起的、不可缺少的"桥梁" 。

从理论上看，适量的粘结剂可扩散到煤粒表面，形成胶体薄膜。因而可消除煤粒之间由于粘结剂不足而存在的"点焊"或"点粘结"现象，这时成型煤的机械强度最高。当煤粒表面完整的薄膜形成以后，过量的粘结剂可以形象地认为只增加煤粒外围胶体薄膜的厚度，这不但无助于粘结性的提高，甚至成为煤粒密集的空间障碍。也就是说，粘结剂用量过多、煤粒之间的粘结剂膜过厚，成型煤的机械强度反而下降了 。

型煤复合粘合剂可广泛应用于化工、化肥、玻璃、建材、冶金、煤气、民用等行业用来生产民用或工业燃料型煤、气化用型煤和冶金用型煤(球团)。可将煤矿、冶金等行业加工块煤过程中的下脚料、煤粉等加工成型煤。

应用领域