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文檔簡介
1、70kg 模擬焦?fàn)t煉制焦炭的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)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(xué),上海200237)在優(yōu)質(zhì)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(zhuǎn)鼓強(qiáng)度 (DI15015)既能滿足高爐的要求,又能保持焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定,是煉焦配煤人員的關(guān)注點(diǎn)之 一。通常,焦炭的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度是由煉焦工藝和配煤比控制的,分析單種煤對(duì)焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的影 響,可從源頭減小焦炭質(zhì)量的波動(dòng),對(duì)控制焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度有積極意義。目前,模擬焦?fàn)t起著評(píng)價(jià)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(jié)構(gòu)的模擬焦?fàn)t,具有代表性的主要是20kg、40kg和70k
2、g模擬焦?fàn)t。各模擬焦?fàn)t與 生產(chǎn)焦?fàn)t有一定的相關(guān)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?fàn)t的焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度影響因素的分析和模型的建立,能夠用相應(yīng) 的煤質(zhì)分析來推定其焦炭的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)從煤質(zhì)到模擬焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的預(yù)測(cè)。70kg 模擬焦?fàn)t試驗(yàn)試驗(yàn)爐模擬焦?fàn)t是為模擬室式爐煉焦而開發(fā)的試驗(yàn)爐。寶鋼70kg模擬焦?fàn)t是1985年一期工程 投產(chǎn)時(shí)從新日鐵引進(jìn)的配套設(shè)備。多年來,為煉焦煤評(píng)價(jià)和配煤試驗(yàn)提供了有力的支撐。70kg模擬焦?fàn)t的主要參數(shù)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(xì)度W3mm;焦餅中心溫度1050C ;采用12根炭化硅電加熱棒,總炭化時(shí)間18. 5h ;用氮 氣進(jìn)行干法熄焦,熄焦時(shí)間 6h。試驗(yàn)樣本選取了20032007年期間53種單種煤在模擬焦?fàn)t中煉焦試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。煤的鏡質(zhì)組隨機(jī) 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(nèi)煤種。單種煤測(cè)定參數(shù)包括工業(yè)分析:Ad、Vdaf、St,d;粘結(jié)性分析有:粘結(jié)指數(shù)G、膠質(zhì)層厚度 Y、奧亞膨脹度(a+b)、基氏流動(dòng)度lgDDPM;巖相分析有:鏡質(zhì)組平均反射率
4、Rran、惰性 物含量TI;焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度分析指標(biāo)為:DI15015。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析2.1 單種煤揮發(fā)分對(duì)焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的影響單種煤揮發(fā)分Vdaf與DI15015之間的關(guān)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(guān)系圖圖1中DI15015低于60%的焦炭,其對(duì)應(yīng)煤種的Vdaf超過或接近40. 0%。2.2 單種煤粘結(jié)性對(duì)焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的影響(1)粘結(jié)指數(shù)G與DI15015的關(guān)系。G值與DI15015的關(guān)系見圖2。100. o90,080+07(). 060.030. 020. 010, 00.
5、0圖2 G值與DI15015的關(guān)系圖由圖2可見,G值與DI15015沒有明顯的相關(guān)性,但DI15015較高時(shí),G值均在70 90 之間。(2)膠質(zhì)層最大厚度Y與DI15015的關(guān)系。膠質(zhì)層最大厚度Y與DI15015的關(guān)系見 圖3。從圖3可看出,Y值均在9mm以上。當(dāng)Y值在920mm之間時(shí),DI15015值分布在 30%90%之間,沒有直接的相關(guān)關(guān)系。圖 3 Y 值與 DI15015 的關(guān)系圖(3)奧亞膨脹度與DI15015的關(guān)系。奧亞膨脹度(a+b )與DI15015的關(guān)系見圖4。從 圖4可看出,當(dāng)奧亞膨脹度處于1%250%的范圍內(nèi)時(shí),DI15015均有大于80%的點(diǎn)分布, 說明DI15015
6、與奧亞膨脹度之間的關(guān)系不明顯。圖4 (a+b)值與DI15015的關(guān)系圖2.3煤巖參數(shù)對(duì)DI15015的影響(1)鏡質(zhì)組隨機(jī)平均反射率Rran與DI15015的關(guān)系。Rran與DI15015之間的關(guān)系見 圖 5。關(guān)系曲線呈二次函數(shù)關(guān)系:DI15015 = 64. 04 R2ran+170. 27 Rran+27. 51,相關(guān)系數(shù)為 0.76當(dāng)Rran在1. 0%1.5%之間時(shí),DI15015能處于一個(gè)較高的水平。圖 5 Rran 與 DI15015 的關(guān)系圖(2)惰性物含量TI與DI15015的關(guān)系。惰性物含量TI與DI15015之間的關(guān)系見圖6。 關(guān)系曲線呈對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系:DI15015 =
7、13. 69Ln(TI)+36. 91,相關(guān)系數(shù)為0.74圖 6 TI 與 DI15015 的關(guān)系圖2.4鏡質(zhì)組隨機(jī)平均反射率Rran與Vdaf的關(guān)系53種單種煤鏡質(zhì)組的隨機(jī)平均反射率Rran與Vdaf之間的關(guān)系見圖7。從圖7可看出,Rran 與 Vdaf 的一元回歸關(guān)系式為:y =23. 32x+ 53. 88,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0. 95說明Rran與Vdaf之間有良好的相關(guān)性。但通過Rran與DI15015間的相關(guān)系數(shù)同Vdaf與DI15015間的相關(guān)系數(shù)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(guān)系圖2.5 70kg 試驗(yàn)焦?fàn)t轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度模型及驗(yàn)證通過分析影響DI15015的各因素,對(duì)于研究的煤種,Rran或Vdaf、TI的影響較大。經(jīng) MINITAB 軟件的相關(guān)性分析,把有相關(guān)關(guān)系的因素只保留一個(gè),其他剔除。同時(shí),經(jīng) MINITAB軟件最優(yōu)子集和逐步回歸分析,得出70kg模擬焦?fàn)t冷強(qiáng)度DI15015 = f (、TI、G), 預(yù)測(cè)公式為:DI15015= 160+11.60Vdaf0.35TI0.18 Vdaf 2 +12.60 1nTI+252G/ Vdaf 2 相關(guān)系數(shù) R=0. 93由上述模型可知,決定 DI15015 的主要因素是變質(zhì)程度、煤巖分析的惰性物含量和粘 結(jié)性指標(biāo)。模型推定的DI15015與實(shí)測(cè)DI15015間的關(guān)系示于圖&實(shí)測(cè)值與推定值間的回歸關(guān)系 為:y = 0. 998x + 0. 3672,相關(guān)系數(shù)為0. 9310090807060an 3040 5060 70 80 90 100圖 8 推定 DI15015 與實(shí)測(cè) DI15015 間的關(guān)系圖由圖8可見
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