陕西炼焦煤资源与炼焦配煤结构
1 陕西省煤炭资源与炼焦煤分布 1.1 陕西煤炭资源
陕西省位于我国西北地区东部， 面积 20.56 万平方公里， 其 中含煤面积 4.77 万平方公里，探明储量 1660 亿吨，占全省的 23%，是国内煤炭资源较丰富的省份。在地区分布上，秦岭以北 有渭北石炭二叠纪煤田、黄陇侏罗纪煤田、陕北侏罗纪煤田、陕 北三叠纪煤田、陕北石炭二叠纪煤田，秦岭以南有陕南煤田。目 前建成生产的有铜川、蒲白、澄合、韩城、焦坪、黄陵、神府等 七大矿区，加上各地方国有煤矿和乡镇煤矿，总产量达到每年 5000 万吨。
1.2 陕西炼焦煤分布
本省低变质类的长焰煤、 不粘结煤和弱粘结煤在探明储量中 占 65%，气煤、瘦煤、贫煤次之，肥煤、焦煤和无烟煤甚少。渭 北、陕北石炭二叠纪煤田以中灰、高硫瘦煤、贫煤为主，其中二 叠纪为低硫煤。府谷以气煤为主，吴堡为焦煤和瘦煤，陕北三叠 纪煤田为中灰、低硫气煤，镇巴三叠侏罗纪煤田以高灰、低中硫 瘦煤、贫煤为主； 黄陇和陕北侏罗纪煤田以中低灰、 低硫长焰煤、 不粘煤和弱粘结煤为主， 黄陵矿区为气煤和弱粘结煤， 商洛二叠 纪产地为高灰高硫的焦煤和瘦煤。
2 陕西省炼焦配煤技术的历史回顾及现状分析
2.1 顶装改捣固
随着国内钢铁业节能减排要求的提高， 高炉大型化成为节能 减排的必然， 大容积率高炉对焦炭的强度和耐磨性要求高， 加之 国家加强环保管理，土法炼焦的小型焦化厂在省内已逐个关停。 据统计，截至 2013 年底，全省焦炭产能已达到 1600 万吨。生产 焦炉基本是4.3m以上的现代焦炉，还新建了一批5.5m捣鼓焦炉， 这就意味着焦炭产能快速膨胀， 炼焦煤的需求量尤其是焦煤需求 量急剧增加。
捣固炼焦是一种可根据焦炭的不同用途， 配入较多的高挥发 分煤及弱粘结性煤， 在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配好的 煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术 [1] 。煤料捣成煤饼后，堆密度较顶装工艺的 0.75t/m3 提高到 1.15t/m3 ，重量增加 27%。煤料体积密度的增加和煤粒间隙的减 少均有利于改善煤的粘结性。大量数据表明，较顶装工艺，捣鼓 炼焦焦炭 M40提高 2%-7%M10降低 1.5%-2%CSR提高 1.0%-4.7% , 在保证焦炭质量不变的情况下，可多用
5%-8%的弱粘结性煤。从
80 年代中期到 90 年代末，经过多年对配煤方案结合焦炭质量的 研究，焦炭强度 M40提高4% M10降低1.5%，灰分降低2%硫 分降低 0.1%。至今，陕西省焦化厂大致形成了气煤
35%， 1/3 焦
煤 15%，肥煤 25%，瘦煤 25%的炼焦配煤结构，焦炭质量稳定。
2.2 配煤炼焦先进工具的引进 炼焦煤是由多种大分子多环芳烃类有机物和无机矿物组成 的复杂混合物， 目前评价炼焦煤质量的方法很多， 但是每种方法 都有其局限性 [2] 。为此，我们总结
多年实践经验，首先用煤的 灰分、挥发分、胶质层厚度、粘结指数初步评价煤的变质程度； 其次，用煤的镜质组反射率进一步分析煤的变质程度， 并用煤的 反射率分布图分析煤的混质程度；再者，用 20kg 试验小焦炉做 单种煤炼焦实验评价煤的结焦性， 综合考虑上述各项指标后， 按 照企业用煤标准划分类别和牌号。
不同显微组分的性质不同， 他们在炼焦过程中的作用也不一 样。根据各类煤岩组分在成焦过程中的特点， 可以将他们划分成 在加热过程中能熔融并可形成活性键的活性组分和在加热过程 中不熔融、也不能或很少形成活性键的惰性组分 [3] 。而炼焦配 煤的基本要求之一就是要找出最合适的活惰比， 煤岩特性因此也 作为我厂炼焦配煤质量的重要评价参数 [4] 。
依据长期观察总结， 常规炼焦工艺用配煤方案的评价， 除了 按照长期的配煤经验以外， 还采用了煤岩模拟配煤。 根据配合煤 的镜质组反射率分布图来判断， 如果配合煤反射率是一条没有大 的凹口的正态曲线， 并且反射率大多分布在 1.2 左右，可以判断 该配煤方案较好，否则可对煤种和配比进行调整直至满意的结 果。
3 陕西炼焦配煤结构应采取的对策 现行配煤结构是在保证焦炭质量的条件下， 结合本省炼焦煤 资源分布形成的，主要特征为气煤和瘦煤配入量较大， 1/3 焦煤 和肥煤配入量较少，主焦煤甚少 [5] 。若能保证肥煤和 1/3 焦煤 质量，使用弱粘结性的气煤和瘦煤就可以在很大程度上降低炼焦 成本。 但目前炼焦煤市场波动较大， 质量不稳定的
1/3 焦煤也是 造成我厂焦炭质量不稳定的一个重要因素，总结长期生产经验， 在调整配煤结构方面，应采取如下措施。
3.1 配用优质气煤、瘦煤
在我省的陕北地区都有优质的气煤资源。质量指标
G值28,
灰分小于 8%，硫分 0.35%。铜川地区瘦煤灰分略高一点，在 17% 左右，硫分1.8%, G值大于70。这样的气煤和瘦煤，配入量可 提高到 25%以上。这样既可降低肥煤和焦煤的配量，缓解其采购 难度,又可降低炼焦成本。
3.2 稳定 1/3 焦煤质量
小窑煤用量增大后, 由于各矿点 1/3 焦煤质量差异较大, 再 加上进煤数量的不均衡, 1/3 焦煤一直是焦炭质量不稳定的一个 重要因素。 2009 年下半年,引进煤岩分析后,很有效的杜绝了 小煤矿 1/3 焦煤混配现象。使用大矿煤时, 1/3 焦煤煤质稳定, 对焦炭质量影响不大, 因此应固定 1/3 焦煤资源, 质量稳定后配 入量可达到 15%以上,这样既有利于稳定和提高焦炭质量,又可 提高炼焦化产品的质量和收率。
3.3 选用大矿肥煤
据统计, 2012 年底拥有优质肥、焦煤的地区,都兴建了大 型的焦化厂,小窑煤资源竞争相当激烈,采购难度很大,且煤质
不稳定，混煤现象严重。而大矿煤煤质稳定，较少有混煤现象。 这样
增加大矿肥煤、 焦煤的比例， 可以同时增大 1/3 焦煤和气煤 的配比， 不仅对稳定和提高焦炭质量有利， 同时还可提高化产品 的质量和收率。
3.4 保证黄陵煤、铜川煤的质量
黄陵气煤、 铜川及韩城瘦煤是本省非常好的炼焦煤资源， 一 直是我厂调节焦炭质量的一个重要煤种。 近几年， 陕西焦化行业 黄陵气煤配比一直不低于 30%，铜川和韩城瘦煤的配入量也在 20%以上。煤资源紧张以来，由于煤质普遍下降，黄陵气煤配比 一再提高，有时已突破 35%。经煤的镜质组反射率分析，还时有 混煤现象， 这在炼焦配煤中势必会影响焦炭质量。 因此保证黄陵 气煤、铜川瘦煤的质量至关重要。 建议原料供应持续保持黄陵气 煤、铜川及韩城瘦煤煤质的纯正。
4 结论
陕西省炼焦煤资源相对贫乏， 按照目前钢铁企业焦炭生产能 力及焦煤经济可采储量分析， 焦煤的使用只有几十年， 企业未来 发展的方向值得思考。 高炉大型化使得高炉对焦炭的期望质量越 来越高，为了尽量少用日益稀缺的焦煤资源而又能使焦炭质量保 持稳定， 焦企必须不断研究配煤方法， 有效利用配煤试验工具来 发展新型配煤技术。
