煤镜质组平均最大反射率对焦炭热强度的影响
浅析配煤炼焦技巧[精华]
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浅析配煤炼焦技术【摘要】系统介绍了近几十年来配煤炼焦技术的发展及其应用情况,也介绍了焦炭质量预测的几种方法,重点介绍了专家配煤系统,并探讨了当前配煤的研究方向。
【关键词】配煤炼焦灰分硫分原理质量预测建议应用配煤是炼焦煤准备的工序之一。
炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。
即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同煤牌号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。
从前，炼焦只用单种焦煤，由于炼焦工业的发展，焦煤的储量开始感到不足。
而且还存在着煤炼的焦饼收缩小，推焦困难；焦煤膨胀压力很大，容易胀坏炉体；焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小等缺点。
为了克服这些缺点，采用了多种煤的配煤炼焦。
配煤炼焦扩大了炼焦煤资源，把不能单独炼成合格冶金焦的煤，经过几种煤配合可炼出优质焦炭，还可以降低煤料的膨胀压力，增加收缩，利于推焦，并可提高化学产品产率。
配煤炼焦可以少用好焦煤，多用结焦性差的煤，使国家资源不但利用合理，而且还能获得优质产品。
炼焦用煤品种较多，应用配煤技术，不仅能保证焦炭质量，还能合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤资源。
配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。
长期以来，配煤试验一直是选定配煤方案、验证焦炭质量的不可缺少的配煤技术程序。
配煤方法有配煤槽配煤和露天配煤厂配煤两种。
当前世界各国炼焦煤资源稀缺，高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求越来越高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，这一矛盾在我国尤为突出。
考虑到经济效益及现实情况，国内外各焦化厂都在致力于配煤方案的研究。
虽然方案千变万化，而配煤的原理却不外乎胶质层重叠原理、互换性原理、共炭化原理这三种。
一、配煤理论简介：1 胶质层重叠原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀。
其中典型的方法是“J法”配煤技术。
煤炭反射率
煤炭反射率摘要：一、煤炭反射率的定义与意义二、煤炭反射率的影响因素1.煤质成分2.煤炭加工方式3.环境条件三、煤炭反射率在工业应用中的作用1.煤炭质量监测2.煤炭分类与评价3.节能减排与环保四、提高煤炭反射率的方法与技术1.煤炭洗选与加工技术2.燃烧优化技术3.煤炭检测技术的发展五、未来发展趋势与展望正文：煤炭作为我国主要的能源之一，其燃烧效率和环境友好性备受关注。
煤炭反射率是评价煤炭质量的重要指标，它直接影响到煤炭的燃烧效果和污染排放。
本文将从煤炭反射率的定义、影响因素、工业应用、提高方法以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、煤炭反射率的定义与意义煤炭反射率是指煤炭在一定波长范围内的光反射能力。
它反映了煤炭中各种矿物质和有机物的含量及结构，是评价煤炭质量的重要参数。
煤炭反射率越高，表明煤炭燃烧时产生的有害物质较少，燃烧效率较高。
因此，研究煤炭反射率对提高煤炭利用效率和减少环境污染具有重要意义。
二、煤炭反射率的影响因素1.煤质成分：煤炭中的有机物、矿物质、水分等成分不同，其反射率也会有所差异。
通常情况下，有机物含量越高，煤炭反射率越低；矿物质含量越高，煤炭反射率越高。
2.煤炭加工方式：煤炭加工过程中，如洗选、破碎、干燥等，都会对煤炭反射率产生影响。
适当的加工工艺可以提高煤炭反射率，提高燃烧效率。
3.环境条件：煤炭储存和运输过程中的环境条件，如温度、湿度等，也会影响煤炭反射率。
潮湿的环境会导致煤炭水分增加，降低反射率。
三、煤炭反射率在工业应用中的作用1.煤炭质量监测：煤炭反射率是评价煤炭质量的重要指标之一，可以通过检测煤炭反射率来判断煤炭的质量。
2.煤炭分类与评价：根据煤炭反射率的不同，可以将煤炭分为高、中、低反射率三类，便于煤炭的分类和评价。
3.节能减排与环保：煤炭反射率的提高，有助于降低煤炭燃烧过程中的污染排放，提高燃烧效率，从而实现节能减排。
四、提高煤炭反射率的方法与技术1.煤炭洗选与加工技术：通过优化煤炭洗选工艺，去除煤炭中的杂质和有机物，提高煤炭反射率。
第二章 室式炼焦过程与配煤工艺
第二章室式炼焦过程与配煤工艺第一节煤在焦炉炭化室内的结焦过程一、炭化室内炉料的动态变化焦炉的炭化室是一个带锥度的窄长空间，煤料受两侧炉墙传递的热量加热，下面我们分析炼焦过程及其特点，并由此分析炭化室内各部位焦炭质量与特征。
1、成层结焦与温度变化在煤化学中我们知道，粘结性煤加热过程中，经历了干燥、热分解、形成塑性体、转化为半焦和焦炭的过程。
过程所需要的热量，由两侧炉墙提供。
绘出图（表明两侧加热），因煤和塑性层导热系数低，因此在整个成焦过程的大部分时间内，炭化室内与炉墙垂直方向上炉料的温度梯度较大(图2-1左)。
这样在结焦过程的大部分时间内，离炭化室墙面不同距离的各层炉料因所受到的温度不同而处于热解过程的不同阶段，整个炭化室内炉料的状态随时间而变化(图2-1右)。
靠近炉墙附近的煤先结成焦炭，而后焦炭层逐渐向炭化室中心推移，这就是常指的“成层结焦”。
炭化室中心面上的炉料温度始终最低，因此以结焦末期炭化室中心面的温度(焦饼中心温度)作为焦饼成熟度的标志，称为炼焦最终温度。
如图2-2所示，由于各层炉料距炉墙的距离不同，传热条件也就各不相同，最靠近炉墙的煤料升温速度最快，约5℃／min 以上，而位于炭化室中心部位的炉料升温速度最慢，约2℃／min以下，这种温度变化的差别必然导致焦炭质量的差异。
常规炼焦采用湿煤装炉，结焦过程中湿煤层被夹在两个塑性层之间，这样湿煤层内的水汽不易透过塑性层向两层外流出，致使大部水汽窜入内层湿煤中，并因内层温度低而冷凝下来，这样内层湿煤水分增加，加之煤的导热系数小，使得炭化室内中心煤料升温速度缓慢，长时间停留在水的蒸发温度以下，煤料水分愈多，结焦时间就愈长，炼焦的耗热量也就愈大。
2、炭化室内膨胀压力焦炉炭化室内产生膨胀压力的原因是成层结焦的结果，两个大体上平行于两侧炉墙面的塑性层从两侧向炭化室中心移动，炭化室底面温度和顶部温度也很高，在炭化室内煤料的上层和下层同样也形成塑性层，围绕中心煤料形成的塑性层如同一个膜袋（见图2-3），膜袋内的煤热解产生气体由于塑性层的不透气性使得膜袋产生膨胀的趋势，塑性层又通过外侧的半焦层和焦炭层将压力施加于炭化室的炉墙，这种压力称之为膨胀压力。
煤类与反射率关系
煤类与反射率关系煤炭作为一种重要的能源资源，在能源行业中扮演着重要的角色。
煤炭在燃烧过程中产生的热量和能量可以被有效地利用，为人们的生活和工业生产提供能源支持。
然而，煤炭的质量和燃烧特性对其利用效率和环境影响有着重要的影响。
反射率作为煤炭质量的一个重要指标，对于评价煤炭的品质和燃烧特性具有重要意义。
反射率是指煤炭样品在特定条件下对光的反射能力。
一般来说，煤炭的反射率越高，说明其煤质越好，含煤量越高，热值越大。
而低反射率则表示煤炭的煤质较差，含煤量较低，热值较小。
因此，通过测量煤炭的反射率，我们可以初步了解煤炭的品质和能源价值。
煤炭的反射率与煤炭的有机质含量和煤质结构有关。
有机质是煤炭的主要组成部分，其含量越高，煤炭的反射率也就越高。
煤炭的有机质主要是由植物残体经过长时间地埋藏和作用形成的，因此煤炭的形成过程和地质条件也会对反射率产生影响。
例如，在高温高压的条件下形成的煤炭，其有机质经过较长时间的演化和热解作用，结晶度较高，反射率也相对较高。
除了有机质含量和煤质结构外，煤炭的灰分、硫分和水分等杂质含量也会对反射率产生一定影响。
灰分是煤炭中无机杂质的主要组成部分，其含量越高，煤炭的反射率也就越低。
硫分是煤炭中硫化物的含量，高硫煤炭的反射率一般较低。
水分是煤炭中的一种挥发性物质，其含量越高，煤炭的反射率也相对较低。
因此，煤炭的灰分、硫分和水分等杂质含量都会对煤炭的反射率产生影响。
煤炭的反射率不仅与煤炭的煤质特性和组成有关，还与煤炭的处理和利用过程密切相关。
例如，在煤炭的燃烧过程中，煤炭的反射率会受到燃烧温度、氧气含量和燃烧时间等因素的影响。
燃烧温度越高，煤炭的反射率就越低。
氧气含量越高，煤炭的反射率也相对较低。
燃烧时间的长短也会对煤炭的反射率产生影响，长时间的燃烧会使煤炭的反射率降低。
煤炭的反射率与煤炭的煤质特性、组成、处理和利用过程密切相关。
通过测量煤炭的反射率，我们可以初步了解煤炭的品质和能源价值。
炼焦精煤镜质体平均最大反射率与平均随机反射率关系研究
Ｒ… ； １ ． ０７９ ２ Ｒ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｅ ｄ ｃ ｏ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ａ ｌ ；ｒ ｅ ｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｖ ｉ ｔ ｒ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ； ｍａ ｃ ｅ ｒ ａ ｌ ；ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｉ ｓ ｏ ｔ ｒ ｏ ｐ ｙ ；Ｐ ａ ｕ ｔ ａ ｃ ｒ ｉ ｔ ｅ ｒ ｉ ｏ ｎ；ｏ ｕ ｔ ｌ ｉ ｅ ｒ
3-焦炭反应性与反应后强度测试及其应用20200423
I型转鼓 20r/min×30min
JIS转鼓
煤科 150r
罗加转鼓
ASTM转鼓
IRSID转鼓
德国矿山研究 所
块焦 70kg CO2、N2
— 1050±10℃
米库姆转鼓
中国（GB4000）
23-25
200g
CO2
5L/min 1100℃
2h I型转鼓 20r/min×30min
3.4、实验方法与高炉内真实情况对比
焦化 粉高炉用焦炭，高反应性焦炭并不影响大型高炉顺行（如八钢所用艾维尔沟煤）。
3 质与 高炉炼铁过程中，焦炭反应性与铁矿石的还原性之间具有较好的耦合性时，才能取
得较好的冶炼效果。
煤
院
高炉内焦炭溶损反应除了与焦炭本身性质有关外，还与温度、气体组成、碱金属循
4 煤科 环、铁矿石还原提供CO2的能力等密切相关，焦炭反应性及反应后强度并没有准确
1.2、高炉炼铁过程
堂
• 从高炉上益部讲装入含铁炉料、燃料和
熔究剂所向公下运动；
质与焦化•研下的高部温鼓还入原空性气ห้องสมุดไป่ตู้燃体烧向燃上料运，动产；生大量
煤科院煤
• 炉料经过加热、还原、熔化、造渣、 渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，
最后生成液态炉渣和生铁。
1.3、焦炭在高炉中的主要作用
堂
讲 高炉使用燃料主要包括高炉上部加入的焦炭以及从风口喷吹的固体燃料煤粉（无烟煤、烟煤、干熘煤）
2.1、焦炭热性能的主要影响因素分析
堂
讲
益
＋
究所公
原料煤
质与焦焦炉化加研热
焦炭
煤
∴焦炭质量由煤科原院料煤特性和炼焦工艺条件共同决定
2.2、煤的形成
煤岩分析知识
烟煤的奥阿膨胀度： b （较少使用）
干燥无灰基氢含量： Hdaf （划分无烟煤 亚类）
恒湿无灰基高位发热 量：Qgr,maf（区分
13 煤
35 30 20
Hdaf％ 5 0 2.0 3.0 0
01 02 03
（SM）
12 贫瘦煤 （PS） 11 贫煤（PM）
0 3.5 6.5 10.0
20.0
（WY1 （）WY2 （）WY3 ）
23
33
1/2中黏煤
（1/2ZN）
43 （QM）
22
32
弱黏煤 （RN）
42
长焰煤 （CY）
21 不黏煤（BN） 31
41 Q gr,maf >MJ/kg
52 褐煤二号 50
（HM2）
51 褐煤一号
30 PM，％
（HM1 ）
28.0
37.0
干燥无灰基挥发分 Vdaf ，％
炼焦煤段各煤炭类别的性质
• R：平均最大或随机反 射率
m
RjX j
R j1 n
n Rj2 X j nR2 S j1
n 1
• Rj：第j阶（或半阶） 的中间值
• Xj：第j阶（或半阶） 的测点数
• S：标准差
• 上述计算结果可自动给 出
测点数的规定
光度计法单煤层最大反射率
最大反射率 测不同点准确数度下的最少测点数
偏振光的传播和振动方向关系示意偏图振光：在垂
直光波传播方
振动面
向的断面内,光
波只在某一固
定方向上振动
(只有一个振动
起偏器与偏检正偏光器的实现
偏光显微镜中偏光镜一般使用偏光片（选择性吸收原理）或尼科尔棱镜 （双折射作用）使自然光转变为偏振 反射光起偏镜位于光线到达样品之前光路中，有些型号显微镜安装于垂 直照明器之前，有的安装于显微镜镜臂上部横梁中 检偏镜位于显微镜镜臂上部横梁中物镜正上方、反射光通过玻片反射器 后尚未到达目镜前的光路中，其振动方向可以旋转360°
炼焦煤的煤岩特征对焦炭质量的影响
炼焦煤的煤岩特征对焦炭质量的影响郝卫鸣【摘要】先选用某钢厂3种不同变质程度的生产用煤,对这3种单种煤进行了工业分析和煤质分析,并以此为基础,确定了3种配煤方案,得到3种配合煤.采用6个煤样进行40 kg捣固焦炉炼焦实验,对所得焦样进行性能检测,并分析了煤岩显微组分与焦炭冷热强度的关系,结果表明,煤岩显微特征对焦炭的性能影响较大,可以指导生产配煤.【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2015(043)002【总页数】3页(P53-55)【关键词】炼焦煤;配合煤;平均最大反射率;显微组分;焦炭;反应性【作者】郝卫鸣【作者单位】甘肃酒钢宏兴钢铁股份有限公司焦化厂,甘肃嘉峪关735100【正文语种】中文【中图分类】TQ52随着科学技术的进步，炼焦煤的煤岩特征技术在炼焦工业中得到了广泛应用。
煤的煤岩显微特征主要包括煤岩显微组分含量和镜质组平均最大反射率值及其分布两个方面，每一显微组分都有其独特的物理化学特性，从而影响煤的整体性质[1]。
采用3种不同变质程度的生产用煤为基础煤，经过取样、烘干、粉碎、配合、灌片、磨片、抛光等工艺过程，制备煤光片。
通过比较3个单种煤和3个配合煤的显微特征，并在某焦化厂进行40 kg捣固炼焦实验，探讨炼焦煤的煤岩特征对于焦炭质量的影响。
1.1 单种煤的工业分析和煤质分析对某钢厂3种生产用炼焦煤进行工业分析和煤质分析，其结果列于表1。
1.2 单种煤的有机显微组分和矿物的测定对3种生产用炼焦煤进行有机显微组分和矿物的测定，其结果列于表2。
1.3 单种煤的镜质组平均最大反射率的测定测定炼焦煤镜质组平均最大反射率Rmax，其结果列于表3。
结合表1～表3，对各单种煤的主要性质分析如下：1#正基煤平均最大反射率1.42%，属于焦煤（Rmax1.20%～1.50%），且为简单混煤。
该煤干燥无灰基挥发分Vdaf为24.22%、黏结指数G为77.2，从传统的煤炭分类标准来看，也应该属于焦煤。
灰分Ad8.03%，硫分0.77%，灰分和硫分含量都较低。
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煤镜质组平均最大反射率对焦炭热强度的影响
摘要：煤镜质组平均最大反射率在煤炭行业中发挥的作用是非常重要的，尤其
对焦炭热强度方面产生的影响最为明显，为了能够使炼焦配煤方案得以优化，且
对炼焦生产的实际目标能够获得良好的指导，有必要针对煤镜质组平均最大反射
率对焦炭热强度的影响展开论述。
关键词：煤镜质组平均最大反射率；焦炭热强度；影响
引言：
随着新时代的快速发展，高炉越来越朝向大型化方向演变，使得高炉在焦炭
质量方面的要求不断提高。
但是，当前阶段优质的炼焦煤资源是极为短缺的，同
时还面临炼焦煤资源分布不均的情况，市场环境中存在极为严重的混煤现象。
因此，当前阶段怎样对有限的炼焦煤资源进行利用，实现高质量焦炭的生产，是焦
化行业所面临的关键问题。
1.试验煤镜质组平均最大反射率对焦炭热强度的相关方法与原料
这里主要对MSS2000型全自动智能煤焦显微分析系统进行充分地利用，来实
现煤岩光片的镜质组反射率的测定。
在制备煤岩光片的时候，需要依据
GB/T16773-2008《煤岩分析样品制备方法》来具体实施，在进行炼焦煤镜质组反
射率测定的时候，需要将GB/T6948-2008《煤的镜质体反射率显微镜测定方法》
作为重要依据，而在进行煤样单类型判别的时候，则需要将GB/T15591-2013《商
品煤混煤类型的判别方法》作为相关的依据。
在具体实施焦炉试验的时候，订装
试验焦炉应该选择200kg的，采用煤气加热的方式进行加热，需要注意的是炼焦
终温应控制在1050℃。
对焦炭热性质指标中的焦炭反应性、焦炭反应后的强度进
行测定的时候，主要将GB/T4000-2008《焦炭反应性及反应后强度实验方法》作
为重要依据。
在试验中煤样是重要地试验材料，这里采用的煤样为包钢炼焦总厂
炼焦生产中非常常用的煤种，采用的生产配煤方案为包钢炼焦生产配煤方案，进
而制备出相应的煤样。
2.煤镜质组平均最大反射率对焦炭热强度试验的相关结果分析
2.1单种煤的炼焦试验结果
与我国近些年来包钢炼焦生产中的具体用煤情况相结合，选取100余批次常
用煤种作为样品，来具体实施煤岩测定、炼焦试验活动，并针对相应地试验结果
来实施相应的汇总与分析工作。
在对焦炭反应性（CRI）与焦炭反应后强度（CSR）进行二次曲线拟合的时候，需要结合单种煤Rmax与焦炭热性质相关指标的测定
结果来进行。
依据试验结果，发现单种煤Rmax在不断提高的同时，焦炭热性质
指标也会随之发生非常显著的变化，其中焦炭反应性（CRI）则会呈现出先降低后升高的变化趋势，而焦炭反应后强度（CSR）则呈现出先生高后降低的变化趋势，两者之间呈现的变化趋势是相反的。
此外，当Rmax的分布范围处于1.3%～1.4%
的范围内时，焦炭的反应性相对处于较低的状态，当反应之后其强度相对是比较
高的，在这种状态下得到的焦炭热性质是比较优秀的。
2.2配煤炼焦的实验结果
通常单种煤Rmax处于1.32%～1.37%的范围时，所获得的焦炭热性质指标下
的焦炭是最优的，这是相关试验的重要规律，在实施配煤炼焦试验的时候，需要
对配合煤煤岩指标进行考察，进而保证对焦炭热性质的重要作用有所提高。
这里
采用的顶装焦炉为7m，来具体实施生产用煤方案试验，来对配煤炼焦试验中需
要采用的基准方案、试验方案进行确定。
在具体实施试验的过程中，需要对焦煤
样品进行标号，其中2号、3号样品是实际生产中所使用的焦煤煤种，而1号、4号的焦煤样品，则是试验方案中需要使用到的单种焦煤，如下图所示。
依据相关
试验结果，发现尽管焦煤1号单种煤的焦炭反应性（CRI）相对是比较低的，而焦炭反应后强度（CSR）是相对比较高的，在炼焦性能中占据的优势是比较显著的，但是采用31%的焦煤1号对其中的焦煤3号进行替换，来具体实施相应的配煤炼
焦试验，这种方案相比于基准配煤方案，在焦炭热性质指标方面的提升并不明显，基本处于稳定状态；结合试验方案2的相关结果，尽管在焦煤4号单种煤的焦炭
热性质指标方面并不显著，但是，通过对15%的4号焦煤对2号焦煤进行替换，
来具体实施配煤炼焦试验，所获得的焦炭的焦炭反应性（CRI）相比之前，降低了1.8个百分点，而焦炭反应后强度（CSR）的百分点则升高了2.8个。
可知，试验
方案2相比于基准方案与试验方案1，试验方案2在焦炭热性质效果提升中是较
为显著的。
试验用焦煤与配合煤炼焦试验煤质及指标
3.煤镜质组平均最大反射率对焦炭热强度在工业应用中的效果
结合上述的相关试验结果，实现对配煤方案的优化与配合煤Rmax指标的调整，并在配煤炼焦生产实践中进行应用，促使焦炭热性质在实际生产中得到显著
地提升。
在实际生产的过程中，对配合煤Rmax方面在一定程度上得到了提高，
在活惰比方面相对会有所降低；而焦炭反应性（CRI）的百分点降低了1.9个，焦
炭反应后强度（CSR）的百分点则会降低2.4个。
将相关地试验结果在生产实践中应用，不仅能够使焦炭热性质得到了提升，也能在一定程度上降低了成本投入。
⑴配煤结构的优化：在具体实施优化的时候，主要以焦炭质量、产量的提高与稳
定为主，能够实现对那些价格相对低廉的主焦煤的使用，而对那些价格较高的主
焦煤进行替换；⑵配煤成本的控制：在具体实施的时候需要建立在焦炭质量要求
得到满足的基础上，使得配煤结构中高价的焦煤用量比例能够获得大幅度地降低，进而使降本增效的目的得以实现。
此外，焦炭质量在不断提高的同时，也促进了
炼铁工序的降见效果。
因此，实现综合降本增效效果的提升，是能够获得事半功
倍效果的。
结束语：
综上所述，随着煤炭行业的快速发展，对于煤镜质组平均最大反射率的要求也
不断提高，它的精准性能够对焦炭热强度产生极大程度地影响。
文章针对包钢焦
用煤中的配合煤Rmax与焦炭热性质指标只兼的关系进行了研究，并对包钢炼焦
用单种煤与焦炭热性质指标所具备的良好相关性进行了拟合与分析，得出焦炭热
性质相对最优时所处的范围；对试验研究结果进行了分析，并将其在生产时间中
应用，通过对比分析发现焦炭质量获得了明显地提升。
参考文献：
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[2]王超,庞克亮,朱庆庙,武吉,蔡秋野,刘福军.煤镜质组平均最大反射率对焦炭热强
度的影响研究[C].中国金属学会青年工作委员会.:中国金属学会,2018:271-275.
[3]崔海松,陈文芳,胡诗飞.镜质组平均最大反射率与焦炭热态性质的关联性研究[J].
燃料与化工,2017,48(05):17-19.。