應(yīng)用煤巖學(xué)在煉焦生產(chǎn)中的應(yīng)用培訓(xùn)講義

03四月2024應(yīng)用煤巖學(xué)在煉焦生產(chǎn)中的應(yīng)用培訓(xùn)講義02四月2024應(yīng)用煤巖學(xué)在煉焦生產(chǎn)中的應(yīng)用培訓(xùn)講義1主要內(nèi)容概述煤巖學(xué)基本概念各個(gè)顯微組分在結(jié)焦過程中的變化煤巖學(xué)配煤原理與焦炭質(zhì)量應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用注意的問題主要內(nèi)容概述2第一部分煤巖學(xué)的基本概念主要介紹煤的形成過程，顯微組分及煤的鏡質(zhì)組反射率等。第一部分煤巖學(xué)的基本概念主要介紹煤的形成過程，顯微組分及煤3一、概述應(yīng)用煤巖學(xué)是近代煤化學(xué)的重要組成部分。它通過測(cè)定煤的顯微組分組成及各顯微組分性質(zhì)，客觀地反映出來了煤的有機(jī)成分的復(fù)雜混合體的豐質(zhì)，應(yīng)用于煤分類和煤加工工藝．取得了顯著成果。在煉焦工業(yè)中，應(yīng)用煤巖學(xué)豐富了配煤理論和焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)理論，提高了配煤煉焦技術(shù)。尤其是發(fā)現(xiàn)了小球體和形成中間相概念后，奠定了最有說服力的成焦機(jī)理的新理論，大大推動(dòng)了現(xiàn)代煉焦工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。應(yīng)用煤巖學(xué)已成為一門獨(dú)立的學(xué)科。煤巖學(xué)，不僅僅是幾個(gè)指標(biāo)問題，更重要的煤巖學(xué)內(nèi)涵，煤巖學(xué)的研究方法，應(yīng)將煤巖學(xué)提高到理念高度，將煤巖學(xué)貫穿于煉焦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。主要研究工具：顯微鏡一、概述應(yīng)用煤巖學(xué)是近代煤化學(xué)的重要組成部分。它通過測(cè)定煤的4煤的形過程植物殘骸→泥炭→褐煤→煙煤→無煙煤泥炭化作用變質(zhì)作用成巖作用成煤作用在整個(gè)地質(zhì)年代中，三個(gè)主要的成煤期：1、古生代的石炭紀(jì)和二迭紀(jì)，成煤植物主要為孢子植物，主要煤種為煙煤和無煙煤2、中生代的侏羅紀(jì)，成煤植物主要是裸子植物，3、新生代的第三紀(jì)，成煤植物主要為被子植物，主要煤種為褐煤和煙煤煤的形過程植物→泥炭→褐煤→煙煤→無煙煤泥炭化作用變質(zhì)作用成5我國(guó)煤炭資源成煤期特點(diǎn)：1、成煤期多，從泥盆紀(jì)前就開始形成石煤到第三紀(jì)的泥炭，持續(xù)時(shí)間六億年，其中有十幾次成煤期，以侏侏羅紀(jì)的石炭二迭紀(jì)成煤最為豐富2、分布廣泛類型復(fù)雜。陰山以北主要為晚侏羅紀(jì)及第三紀(jì)煤，陰山以南至昆侖——秦嶺之間，主要是石炭二迭紀(jì)煤及早、中侏羅世煤，昆侖——秦嶺以南，以二迭節(jié)煤為主，還有早古生代煤，早石炭世煤，晚三迭世及第三紀(jì)煤我國(guó)煤炭資源成煤期特點(diǎn)：6以煉焦為主的有機(jī)顯微組分分類分類的原則：從中國(guó)煤特點(diǎn)出發(fā)，采用成因與工工藝性質(zhì)相結(jié)合原則，以反光油浸下的特征為主，結(jié)合透光及熒光特征進(jìn)行分類。分類依據(jù)：在顯微鏡下顏色，突起，反射率，結(jié)構(gòu)，形態(tài)特征，成因及物理化學(xué)，工藝性質(zhì)劃分為四個(gè)顯微組分組，即，鏡質(zhì)組，半鏡質(zhì)組，惰質(zhì)組，殼質(zhì)組，再根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存程度，形態(tài)我大小（個(gè)別時(shí)按反射率）的差別，將顯微組分再細(xì)分為若干個(gè)組分和亞組分《國(guó)標(biāo)GB/Ir15588-2001煙煤顯微組分分類》對(duì)各個(gè)顯微組分都有具體的描述，但最好在有經(jīng)驗(yàn)的人來指導(dǎo)以煉焦為主的有機(jī)顯微組分分類分類的原則：從中國(guó)煤特點(diǎn)出發(fā)，采7煙煤有機(jī)組分分類表組代號(hào)組分代號(hào)亞組分代號(hào)鏡質(zhì)組V結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體碎屑鏡質(zhì)體TCVD結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體1結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體2均質(zhì)鏡質(zhì)體基質(zhì)鏡質(zhì)……T1T2C1C2半鏡質(zhì)組SV結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體無結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體碎屑半鏡質(zhì)體STSCSVD惰質(zhì)組I半絲質(zhì)體絲質(zhì)體微粒體粗粒體……SFFMiMa粗粒體1粗粒體2……殼質(zhì)組E孢粉體角質(zhì)體樹脂體……SPCuRe大孢子體小孢子體煙煤有機(jī)組分分類表組代號(hào)組分代號(hào)亞組分代號(hào)鏡質(zhì)組V結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體8一些煤的照片一些煤的照片9同一顯微組分具有相近的成因過程，不同顯微組分有成因上的聯(lián)系鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組主要由植物的木質(zhì)纖維細(xì)胞形成，但經(jīng)受的早期分解作用不同。在泥炭階段已經(jīng)確立下來，成煤以后不再發(fā)生變化鏡質(zhì)組：腐植化作用＋凝膠化作用，近于還原環(huán)境；惰質(zhì)組：絲炭化作用、緩慢氧化作用；不完全氧化產(chǎn)物過渡組分：凝膠化作用或絲炭化作用交替進(jìn)行；殼質(zhì)組：植物器官、組織的殘植化作用；同一顯微組分具有相近的成因過程，不同顯微組分有成因上的聯(lián)系10各個(gè)顯微組分在性質(zhì)是顯著的差異，在結(jié)焦過程中所起的作用也是不同。鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組是活性組分惰質(zhì)組和礦物是惰性組分半鏡質(zhì)組是過渡性組分，在性質(zhì)上和結(jié)結(jié)焦過程中所起的作用更接近惰性組分在煉焦煤中，鏡質(zhì)組性質(zhì)對(duì)煉焦煤性質(zhì)起決定性作用鏡質(zhì)組殼質(zhì)組惰質(zhì)組揮發(fā)分中等高低粘結(jié)性高中低反射率中等低高碳含量中等低高氫含量中等高低樣品Mad%Ad%Vdaf%FCdaf%原料煤7.434.4336.4363.57鏡質(zhì)組6.402.3739.6060.40惰質(zhì)組6.883.5425.3074.70樣品Cdaf%Hdaf%Odaf%Ndaf%Sdaf%原料煤79.774.6714.370.990.20鏡質(zhì)組77.835.0315.941.010.19惰質(zhì)組82.633.7712.620.800.18各個(gè)顯微組分在性質(zhì)是顯著的差異，在結(jié)焦過程中所起的作用也是不11中國(guó)煉焦煤的顯微組分特征中國(guó)煉焦煤中顯微組分布特征與成煤時(shí)代密切相關(guān)，即鏡質(zhì)組以侏羅紀(jì)最高，惰質(zhì)組以石炭，二疊紀(jì)煤最高，殼質(zhì)組以晚二疊紀(jì)樂平煤系最高經(jīng)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)主要煉焦煤產(chǎn)地的巖相組成鏡質(zhì)組含量小于70％的占62%大于80的只有12%。如果含量以惰質(zhì)組（惰質(zhì)組＋2/3半鏡質(zhì)組＋礦物）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，大于30%煤樣占一半以上，而小于20%的為18.3％巖相不均一，惰性組分含量高是我國(guó)主要煉焦煤礦區(qū)的基本特征之一。主要煉焦煤中鏡質(zhì)組含量（上圖）與總惰質(zhì)組含量（下圖）的分布中國(guó)煉焦煤的顯微組分特征中國(guó)煉焦煤中顯微組分布特征與成煤時(shí)代12煤的鏡質(zhì)組分射率及反射率分布反射率定義：礦物對(duì)垂直入射于磨光面上的光線反射能力。常用的反射率種類：鏡質(zhì)體最大反射率：在單偏光下轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)所測(cè)得的鏡質(zhì)體反射率的最大值。用Rmax表示鏡質(zhì)體隨機(jī)反射率：是把在非偏光下，不轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)把測(cè)得的鏡質(zhì)體反射率。用Rran表示Rmax<2.5%時(shí)：Rran=0.938RmaxRmax為2.5~6.5時(shí)Rran=0.777Ramx+0.3082同一種煤，不同點(diǎn)的反射率的值是不同的。但分布范圍很窄，接近正態(tài)分布，方差小于0.1，這用于鑒定混煤。煤的鏡質(zhì)組分射率及反射率分布反射率定義：礦物對(duì)垂直入射于磨光13所有煤的顯微組分均隨煤的變質(zhì)程度的提高而增大鏡質(zhì)體的數(shù)量在煤中占絕對(duì)地位鏡質(zhì)組較均一，同一煤鏡質(zhì)組的反射率健在所有煤的顯微組分均隨煤的變質(zhì)程度的提高而增大14反射率是反映變質(zhì)程度的最準(zhǔn)確的指標(biāo)。隨著煤變質(zhì)程度的提高，鏡質(zhì)組的反射率有規(guī)律的增大方差，是表示煤的反射率分布范圍即混洗混配程度的一個(gè)指標(biāo)，反射率分布范圍越寬，其值越大鏡質(zhì)組反射率分布情況比平均最大反射率值更有用，它能體現(xiàn)全部鏡質(zhì)組質(zhì)量的細(xì)節(jié)。反射率是反映變質(zhì)程度的最準(zhǔn)確的指標(biāo)。隨著煤變質(zhì)程度的提高，鏡15應(yīng)用煤巖學(xué)在煉焦生產(chǎn)中的應(yīng)用培訓(xùn)講義16煤的結(jié)焦性除了和煤的變質(zhì)程度及炭相結(jié)成影響外，還有其它因素有著，如成煤植物種類，年代，所處的環(huán)境有關(guān)。不同時(shí)代煤中活性組分粘結(jié)性差異圖中■為古生代煤●中生代煤不僅僅是G值，其它Y值，基氏流動(dòng)度等也有類似的規(guī)律。而且硫含量也有明顯的差異。煤的結(jié)焦性除了和煤的變質(zhì)程度及炭相結(jié)成影響外，還有其它因素有17中國(guó)不同類別煉焦煤的鏡質(zhì)體最大平均反射率中國(guó)各類煤的Rmax及Vdaf的分布范圍煤種RmaxVdaf煤種RmaxVdaf氣煤0.600~0.8060.704（12）34.4～50.540.1焦煤1.035~1.5151.228(21)18.0~28.023.2氣肥煤0.650～0.8100.711（6)37.8～50.544.8瘦煤1.384~1.6321.450(5)14.5~19.817.11/3焦煤0.725~1.0830.915（52)37.5~50.544.8貧瘦煤1.318~1.6921.580(20)13.4~18.516.0肥煤0.947～1.4081.050(32)25.6~36.831.2中國(guó)不同類別煉焦煤的鏡質(zhì)體最大平均反射率中國(guó)各類煤的Rmax18中國(guó)煤分類（煉焦煤）16肥煤2636氣肥煤56轉(zhuǎn)換指標(biāo)Y＝25mm8515焦煤25351/3焦煤45氣煤655014瘦煤SM243444351323?中粘煤33433042長(zhǎng)焰煤CY2022弱粘煤32512貧瘦煤PS011貧煤PM21不粘煤BN314110202837粘結(jié)指數(shù)G揮發(fā)分Vdaf中國(guó)煤分類（煉焦煤）16263656轉(zhuǎn)換指標(biāo)1525354519Romax/% 可能煤類（按出現(xiàn)頻率排列）<0.5 褐煤、長(zhǎng)焰煤0.5~<0.6 長(zhǎng)焰煤、不粘煤、氣煤0.6~<0.7 1/3焦煤、氣煤、長(zhǎng)焰煤、不粘煤、氣肥煤0.7~<0.8 1/3焦煤、氣煤、氣肥煤、弱粘煤、不粘煤、長(zhǎng)焰煤0.8~<0.9 1/3焦煤、氣煤、弱粘煤、不粘煤、肥煤、氣肥煤0.9~<1.01/3焦煤、肥煤、氣煤、1/2中粘煤、氣肥煤1.0~<1.1 肥煤、焦煤1.1~<1.2 肥煤、、焦煤1.2~<1.3焦煤、肥煤、1.3~<1.4焦煤、肥煤1.4~<1.5焦煤1.5~<1.6焦煤、瘦煤、貧瘦煤1.6~<1.7 瘦煤、焦煤、貧瘦煤1.7~<1.8 瘦煤、貧瘦煤、焦煤、貧煤1.8~<1.9貧瘦煤、瘦煤、貧煤1.9~<2.0 貧瘦煤、貧煤、瘦煤2.0~<2.5 貧煤煤的變質(zhì)程度與中國(guó)煤分類Romax/% 可能煤類（按出20在應(yīng)用反射率及反射分布鑒定時(shí)就注意的幾個(gè)問題混煤鑒定，不能得到很精確的混煤比。如果兩種煤的顯微組分差別很大，所得到的結(jié)果也是很不令人滿意如兩種煤，A、B兩種煤按1:1的比例混勻，A的鏡質(zhì)組含量為60％，B煤鏡質(zhì)組含量為40，能過鏡質(zhì)組反射率分布得到的混主煤比可能為6:4。但煤焦煤中，鏡質(zhì)組一般占約大多數(shù)，在組分含量相差不大的情況下，剝離出的鏡質(zhì)組比例可近似看作是原混入煤的比例。。反射率不能準(zhǔn)確判斷煤種，中國(guó)煉焦煤分類主要依據(jù)煤的工藝性質(zhì)還分類，不是按照煤的變質(zhì)程度。反射率與煤種只有一個(gè)大致的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在應(yīng)用反射率及反射分布鑒定時(shí)就注意的幾個(gè)問題21反射率測(cè)定應(yīng)注意的幾個(gè)問題粘結(jié)劑和煤樣比例問題制樣時(shí)破碎方式及粒度掌握控制光片的質(zhì)量?jī)x器的穩(wěn)定時(shí)間固定的點(diǎn)行間距，符合數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理一但開始測(cè)定，顯微鏡光路等不能再動(dòng)保證一定的區(qū)域如果人工和半自動(dòng)測(cè)定，必須保證點(diǎn)數(shù)。反射率測(cè)定應(yīng)注意的幾個(gè)問題粘結(jié)劑和煤樣比例問題22鏡質(zhì)組反射率及反射率測(cè)定自動(dòng)化目前，世界頂級(jí)的蔡司顯微鏡配合顯微光度計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡質(zhì)組反射率反射率分布的自動(dòng)化測(cè)定，在全國(guó)范圍內(nèi)已經(jīng)廣泛推廣，數(shù)十家焦化企業(yè)的使用證明，其測(cè)定精度已經(jīng)完全滿足國(guó)標(biāo)《GB6948－86煤的鏡質(zhì)組反射率測(cè)定方法》要求，具有省時(shí)、省力，效率高等優(yōu)點(diǎn)，也降低了煤巖測(cè)定的門檻要求，可以在較短的時(shí)間內(nèi)開展工作，在工作實(shí)踐中再學(xué)習(xí)，提高，特別適合企業(yè)的基礎(chǔ)不太好的企業(yè)應(yīng)用。此外，本系統(tǒng)還功能豐富，提供了確實(shí)混煤比，半自動(dòng)測(cè)定，測(cè)定焦炭氣孔率等功能，對(duì)煤巖的普及，提高焦化企業(yè)對(duì)煤認(rèn)識(shí)水平和配煤水平，起到了推動(dòng)作用。煤巖測(cè)定自動(dòng)化是發(fā)展趨勢(shì)鏡質(zhì)組反射率及反射率測(cè)定自動(dòng)化目前，世界頂級(jí)的蔡司顯微鏡配合23第二部分煤的各個(gè)顯微組分在結(jié)焦過程中的作用主要介紹煤的結(jié)焦過程及各個(gè)顯微組分的衍生物及煤巖學(xué)配煤的基本原理第二部分煤的各個(gè)顯微組分在結(jié)焦過程中的作用主要介紹煤的結(jié)焦24鏡質(zhì)組在成焦過程中的作用鏡質(zhì)組是成焦的主體原料，由它性質(zhì)和數(shù)量決定的。它是成焦過程中顆粒表面產(chǎn)生非揮發(fā)性液相的主體。煤粒表而的非揮發(fā)性液相是形成焦塊的絕對(duì)原因。鏡質(zhì)組質(zhì)量主要表現(xiàn)在產(chǎn)生的膠質(zhì)體的質(zhì)量和數(shù)量上差異，主要由煤的變質(zhì)程度決定。測(cè)定最大膠質(zhì)層厚度主要體現(xiàn)在膠質(zhì)體的數(shù)量上，而不能反應(yīng)膠質(zhì)體的質(zhì)量。Rmax在1.1附近時(shí)，產(chǎn)生的膠質(zhì)體的質(zhì)量是最好的。焦炭多孔體的形成鏡質(zhì)組受熱處于軟化狀態(tài)，分解氣體的內(nèi)壓小于膠質(zhì)體的阻力，則形成封閉氣孔，如氣體能沖破膠質(zhì)體的阻力，固化則形成開放氣孔，后者約占90％以上，如果備煤和煉焦工藝條件固定，氣孔參數(shù)主要決定于鏡質(zhì)組的反射率及反射率分布。由鏡質(zhì)組衍生的焦炭是微組構(gòu)對(duì)焦炭強(qiáng)度的影響。鑲嵌結(jié)構(gòu)多的焦炭冷態(tài)強(qiáng)度好，同性結(jié)構(gòu)反應(yīng)性較高，分子層片來不及排列就趨向固化，強(qiáng)度不高，層狀結(jié)構(gòu)的流動(dòng)形和片狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的層片排列趨向有序，比各向同性致密，但光學(xué)結(jié)構(gòu)單元而結(jié)合不一定牢固。鏡質(zhì)組形成的光學(xué)結(jié)構(gòu)變質(zhì)程度由低到高形成各向同性、細(xì)粒、粗粒，流動(dòng)、葉片，基礎(chǔ)各向異性，光學(xué)各向異性結(jié)構(gòu)單元尺過依序均與，與CO2的反應(yīng)性依次減弱。鏡質(zhì)組在成焦過程中的作用鏡質(zhì)組是成焦的主體原料，由它性質(zhì)和數(shù)25惰質(zhì)組及其焦化后的衍生物惰質(zhì)組的惰性現(xiàn)象惰質(zhì)組在加熱過程中有分解反應(yīng)，但不軟化，不會(huì)出現(xiàn)中間相過程。它參與成焦必須在其表面吸附一定量的非自生的非揮發(fā)液相。惰質(zhì)組在成焦過程中的兩面性主要決定于它的大小和數(shù)量。顆粒大，形成裂紋中心。顆粒細(xì)，參與氣孔壁形成，使氣孔壁增厚，提高焦焦炭強(qiáng)度顆粒過細(xì)，比表面過大，要吸附更多的非揮發(fā)性液相，影響焦炭強(qiáng)度，特別是耐磨強(qiáng)度M10惰質(zhì)組是煤中天然瘦化劑。惰質(zhì)組對(duì)焦炭成焦后氣孔參數(shù)的影響惰質(zhì)質(zhì)組衍生物的光學(xué)性質(zhì)：絲炭和破片，為各向同性。惰質(zhì)組及其焦化后的衍生物惰質(zhì)組的惰性現(xiàn)象惰質(zhì)組在加熱過程26半鏡質(zhì)組及其焦化后的衍生物半鏡質(zhì)組是一種鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組兩者之間過渡性組分，其性質(zhì)介于兩者之間半鏡質(zhì)組在加熱過程中的動(dòng)態(tài)和光學(xué)性質(zhì)更接近惰質(zhì)組。在加熱過程中，棱角不再尖銳，有些軟化傾向外，其它一切均同惰質(zhì)組。成焦后的衍生物是碎片，為光學(xué)各向同性。殼質(zhì)組組及其焦化后的衍生物低變質(zhì)程度煤中殼質(zhì)組分解溫度低，膠質(zhì)體多而稀，揮發(fā)分和氫含量高，固化溫度低，殘留炭少中變質(zhì)程度煉焦煤中的殼質(zhì)組結(jié)焦性逐漸類似于其共生的鏡質(zhì)組，在加熱過程也近似于鏡質(zhì)組。半鏡質(zhì)組及其焦化后的衍生物半鏡質(zhì)組是一種鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組27I各向同性Mf細(xì)粒鑲嵌Mc粗粒鑲嵌F流動(dòng)狀L葉片B基礎(chǔ)各向異性生產(chǎn)配合煤鏡質(zhì)組反射率分布及其與焦炭的光學(xué)組織組成的關(guān)系I各向同性Mf細(xì)粒鑲嵌Mc粗粒鑲嵌F流動(dòng)狀28煤中不同變質(zhì)程度鏡質(zhì)組與焦炭光學(xué)組織之間大致衍變關(guān)系焦炭光學(xué)組織相應(yīng)的鏡質(zhì)組變質(zhì)程度各向同性鏡質(zhì)組反射率＜0.75%鑲嵌結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)組反射率0.75～1.5%纖維狀結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)組反射率1.1～1.6%片狀結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)組反射率1.4～2.0%基礎(chǔ)各向異性鏡質(zhì)組反射率＞2.0%煤中不同變質(zhì)程度鏡質(zhì)組與焦炭光學(xué)組織之間大致衍變關(guān)系焦炭光學(xué)29第三部分煤巖學(xué)配煤原理與焦炭質(zhì)量第三部分煤巖學(xué)配煤原理與焦炭質(zhì)量30煤巖學(xué)配煤基本原理煤不是均一物質(zhì)。每一種煤都是天然的配煤?；钚越M分即鏡質(zhì)組的反射率分布是決定煉焦煤性質(zhì)的首要因素?；钚越M分的質(zhì)量不均一，可以用反射率分布來表示。在1.1附近活性組分的質(zhì)量最好。塑性溫度區(qū)間寬，適應(yīng)性好。決定煤性質(zhì)的另一個(gè)重要因素是惰性組分含量。在結(jié)焦過程中，惰性組分是必不可少的。結(jié)焦過程中煤粒之間不是簡(jiǎn)單的互熔，是通過界面反應(yīng)鍵合聯(lián)結(jié)起來的。煤中惰性組分與任何其它煤巖組分在成焦后的界面是清晰而尖銳變質(zhì)程度接近的煤成焦化界面結(jié)合良好，界面不清晰兩種變質(zhì)程度不同的煉焦煤的形成的界面清晰，結(jié)合的質(zhì)量取決于變質(zhì)程度的差異。Rmax在1.1附近時(shí)，與其它煉焦煤均有不同程度的界面過渡帶界面質(zhì)量決定焦炭的質(zhì)量。理想的配合煤反射率布應(yīng)是平滑斜降的，不應(yīng)出現(xiàn)明顯的凹口，尤其是Rmax在1.1附近。膨脹壓力有利于促進(jìn)界面反反應(yīng)的進(jìn)行煤巖學(xué)配煤基本原理煤不是均一物質(zhì)。每一種煤都是天然的配煤。31一些焦炭圖片一些焦炭圖片32焦炭質(zhì)量焦炭抗碎強(qiáng)度M40，主要和裂紋的生成有關(guān)焦炭的耐磨強(qiáng)度M10：主要和膠質(zhì)體的質(zhì)量和數(shù)量有關(guān)。低變質(zhì)程度和高變質(zhì)程度煤都影響M10M10對(duì)煤質(zhì)的變化反應(yīng)靈比M40靈敏焦炭的反應(yīng)性CRI：除于焦炭的光學(xué)組織有關(guān)外，也和焦炭的氣孔結(jié)構(gòu)如開放氣孔的比例，氣孔率及孔徑分布有關(guān)，因?yàn)檫@和氣體分子的擴(kuò)散速度有關(guān)。焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度CSR：受焦炭的主要受反應(yīng)性CRI影響。也受焦炭的光學(xué)組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。CO2對(duì)不同的顯微組構(gòu)，破壞的情況是不同的。對(duì)于鑲嵌結(jié)構(gòu)，形成麻點(diǎn)，對(duì)于基礎(chǔ)各向異性，形成長(zhǎng)的深的裂紋，可以解釋為什么有的焦炭反應(yīng)性并不高，但反應(yīng)后強(qiáng)度低的情況關(guān)于搗固煉焦：總是改善焦炭的M10但對(duì)M40的影響不一定。搗固煉焦雖然不能改變焦炭的光學(xué)結(jié)構(gòu)組織，但是因?yàn)楦鼮橹旅?，也可以從分子擴(kuò)散速度上改善焦炭的反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度。焦炭質(zhì)量焦炭抗碎強(qiáng)度M40，主要和裂紋的生成有關(guān)33第四部分應(yīng)用實(shí)例第四部分應(yīng)用實(shí)例34一、石焦的情況石焦集團(tuán)，自1996年起，就與鞍山科技大學(xué)周師庸教授合作開展了《應(yīng)用煤巖學(xué)在煉焦生產(chǎn)中的應(yīng)用》研究課題，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2000年該課題通過了由煤炭科學(xué)研究總院北京分院、河北理工大學(xué)、鞍山科技大學(xué)等地的知名專家主持的省級(jí)鑒定，獲省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，省冶金科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)的立項(xiàng)背景：1)進(jìn)廠精煤的混洗混配;2)傳統(tǒng)的依靠G值、Y值已無法滿足控制焦炭質(zhì)量的需要。一、石焦的情況石焦集團(tuán)，自1996年起，就與鞍山科技大學(xué)周35其主要工作內(nèi)容包括：1)控制來煤質(zhì)量—將煤巖指標(biāo)納入焦煤合同考核。如果配入其它非煉焦煤，其變質(zhì)程度跨度變大，那么標(biāo)準(zhǔn)差也要變大。煤種都有混洗混配現(xiàn)象。最為麻煩的是，無煙煤等非煉焦煤的配入。盡管從總體配煤而言，配入量少，但可以影響全局。存在混混配的情況主要有：焦煤的混洗混配最為雜亂，可以長(zhǎng)焰煤，1/3焦煤，一直到無煙煤，反射率分布范圍從0.6到2.5以上1/3焦煤高揮發(fā)分強(qiáng)粘結(jié)性煤配入長(zhǎng)焰煤不粘煤或弱粘煤，這種情況下，基本上還是一個(gè)峰，但峰變寬瘦煤的情況，主要是用貧煤等，配入粘結(jié)性煤，以提高總體的粘結(jié)性肥煤也存在類似的情況，但較少見，因?yàn)榕淙牒螅琘值達(dá)不到要求以上情況，大多時(shí)從Y值膨脹曲線上也有所反應(yīng)，但遠(yuǎn)不如煤的反射率分布表現(xiàn)的直觀。其主要工作內(nèi)容包括：36煤種RmaxSGY肥煤1.0820.18987.224.5煤種RmaxSGY1/3焦0.8130.13480.314.5煤種RmaxSGY肥煤1.0820.18987.224.5煤37煤種RmaxSGY焦煤1.3840.32679.414.0煤種RmaxSGY瘦煤1.6040.23556.24.5煤種RmaxSGY焦煤1.3840.32679.414.0煤382)合理堆放煤種;——堆入同一堆的煤必須靠近這一堆煤的Rmax的中心值;同一堆煤各煤的反射率分布圍成的面積必須大部分重合。但目前情況下，有其局限性。因?yàn)槊嘿Y源的緊張，煤的采購(gòu)不僅僅局限于一個(gè)較近地域范圍，采購(gòu)范圍的擴(kuò)大導(dǎo)致常有不同成煤年代，不同成因的情況，導(dǎo)致結(jié)焦性的差異。2)合理堆放煤種;——堆入同一堆的煤必須靠近這一堆煤的Rma393)優(yōu)化配煤方案——理想的配煤方案反射率分布圖是連續(xù)的，平滑斜降的，不應(yīng)有明顯的凹口，特別是1.0～1.2附近。分布范圍不能太寬，尤其是小于0.6和大于2.1的量不在占太大的比例。3)優(yōu)化配煤方案——理想的配煤方案反射率分布圖是連續(xù)的，平滑40平均最大最小正離差負(fù)離差M10后6.37.85.2＋0.56－0.65前8.111.26.4＋1.03－0.81M40后86.288.083.0+1.07-0.89前79.583.272.4＋1.90－3.02所取得的效果：瘦煤多配入10％;實(shí)施前后對(duì)比：平均最大最小正離差負(fù)離差M10后6.37.85.2＋0.5641采取措施前后M40的對(duì)比采取措施前后M40的對(duì)比42采取措施前后M40的對(duì)比采取措施前后M40的對(duì)比43實(shí)際中遇到的一些問題的實(shí)例1、M40難以改善的問題當(dāng)時(shí)的情況是，配煤G值為83，Y值17，所得到焦炭外觀顏色、塊度均正常，但M40一直很低77～79，采取提高焦煤用量，等等多配入提高焦煤用量等等，無論如何也達(dá)到到80以上。其后觀察轉(zhuǎn)鼓后的焦炭發(fā)現(xiàn)有不粒度約3~6mm范圍的不融物質(zhì)。收集后做成光片，在正交偏光下觀察為基礎(chǔ)各向性，所以斷定混入無煙煤所致。對(duì)所有煤種進(jìn)行反射率測(cè)定，發(fā)現(xiàn)有一供煤商在煤中配入無煙煤所致。調(diào)整配比后的G值為75，Y值為15.5，M40為82，問題得以解決。結(jié)論是：無煙煤混入后，如果不能粉碎到一定粒度后，會(huì)形成裂紋中心，影響焦炭的M40實(shí)際中遇到的一些問題的實(shí)例1、M40難以改善的問題442、M10難以改善的問題當(dāng)時(shí)的情況是M10總在9左右，甚至有時(shí)超過10，但M40尚可，在80以上，如何降低M10成為一個(gè)因攏配煤配煤人員的一個(gè)棘手問題。對(duì)配入煤精確測(cè)定反射率健在，小于0.6范圍占到12.5％，焦炭外觀結(jié)構(gòu)不均勻，粘結(jié)性組分明顯不足，確定有或不弱粘結(jié)性煤參與。對(duì)所有煤的種進(jìn)行反射率測(cè)定，找到膠質(zhì)層測(cè)定的原始記錄，確定某供應(yīng)商混入不粘煤。調(diào)整配比后，M10得以降低。結(jié)論：M10和M40的影響因素雖然決定與煤質(zhì)，但影響機(jī)理要是有區(qū)別的，M10，M40兩者間沒有必然聯(lián)系。2、M10難以改善的問題453）搗固煉焦焦炭碎，M25低問題:焦炭碎，M40低，G值62Y值12.3，M25為86，經(jīng)觀察，判斷除焦炭過火外，還惰性物質(zhì)不足的原因。解決：原有的瘦煤質(zhì)量：揮發(fā)分為16.04，G值52，S為0.42，換為揮發(fā)分為14.12，G為26的另一種瘦（貧）煤，配入比例不變，M25提高至90.5，塊度增大，而且降低了成本。結(jié)論：搗固煉焦更需要瘦化劑，但前提是粒度必須保證。4）搗固煉焦焦炭塊度大，M10高問題現(xiàn)象：焦炭塊大，沒有棱角，結(jié)構(gòu)疏松。經(jīng)過咨詢，在配合煤中配入3％未經(jīng)磨細(xì)的焦粉。導(dǎo)致結(jié)焦過程中氣體保持不住，膨脹壓力變小。結(jié)論：