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捣固煤饼稳定性影响因素的探讨 商铁成裴贤丰王 彬王利斌 （煤炭科学研究总院北京煤化匚研究分院，北京100013） 我国是煤炭、钢铁生产大国，焦炭产量和岀口量均居世界首位。2007? 2009年，我国焦炭连续3年产量突破3亿吨，其中捣固焦炉实际产量1亿吨以 上，约占我国焦炭总量的1/3。一般认为，炭化室的高宽比值越大，对煤饼的稳 定性要求就越高。炭化室高2m的焦炉，煤饼的高宽比只有5:1;炭化室高4m的 焦炉，煤饼的高宽比是10:1;炭化室高6ni的焦炉，煤饼的高宽比可达15:lo因 此，随着捣固焦炉炭化室高度的增加，炭化室的高宽比也不断增加，对煤饼稳定 性的要求也越来越高。牛产中煤饼稳定性受各地区的气候、煤性质、水分、粉碎 细度等多种因素影响。文中重点研究了煤饼的稳定性与配合煤水分、粒度组成以 及捣I古I频次等因素的关系。 研究思路 选择2个配煤炼焦方案，分别进行水分、捣固频次、破碎粒度对煤饼稳 定性影响的试验。每个方案的配合煤在某一特定的粒级分布下，分别进行不同水 分含量（9%、10%、11%、12%、13%）、不同捣固频次（3、4、5、6、7）的煤饼 稳定性试验。在此基础上，确定水分、捣固频次，然后再进行配合煤不同粒级分 布对煤饼稳定性的试验研究。2个配煤炼焦方案的配比及部分煤质的性质见表lo 表1 可捣性试验研究配煤方案及性质（％） 名称 煤1 煤2 煤3 煤4 灰分 挥发分 硫 G Y, mm 方案1 45 25 10 20 9.43 26. 67 0. 82 72 15.0 方案2 40 30 15 15 9. 35 26. 68 0. 85 72 15.0 试验研究与分析 2. 1 水分及捣固频次对堆密度的影响 称取一定质量的煤样，使用专用捣固机将其捣实成煤饼，煤饼底面规格 为lOOXIOOmmo通过测量煤饼高度可计算出煤饼的堆密度。堆密度与煤饼水分、 捣I占I次数的关系曲线见图1和图2。 7 6 5 4 3 次次次次次10 ~H~~12~~B水分7 6 5 4 3 次次次次次(PWWWW*1.00 7 6 5 4 3 次次次次次 10 ~H~~12~~B 水分 7 6 5 4 3 次次次次次 (PWWWW* 1.00 水分冷 图1堆密度与水分关系曲线 .25aJ5J03方案I水分13%水分12 .25aJ5J03 方案I 水分13% 水分12矢 水分11% 水分10% 水分9* L00I 1 3 4 5 6 7 图2堆密度与频次关系曲线 由图1可知，在捣固次数一定的前提下，煤饼的堆密度与配合煤水分成 正比，即随着配合煤水分的增加，捣固煤饼的堆密度逐步增加。 由图2可知，在配煤水分相同的情况下，捣固煤饼的堆密度与捣固次数 成正比，即捣固次数越多，捣固功越大、煤饼受力越大，堆密度就越大。 2. 2 水分及频次对抗压强度的影响 将每个方案的配合煤按照不同水分（9%、10%、11%、12%、13%）、不同频 次（3、4、5、6、7）进行可捣性试验，所得煤饼测量高度后进行抗压强度的试 验。根据试验数据可得到抗压强度与煤饼水分、捣固次数的关系曲线，见图3 和图4。 ￡丈??送旨 ￡丈??送旨 擴次3010907050301090702 2 11111 ■d0K?*E260240220120100 擴次 301090705030109070 2 2 11111 ■d0K?*E 260 240 220 120 100 80 60 1?次 3806040 2 1 I I ■dM 送：W 水分 水分 图3 抗压强度与水分关系曲线 图4 抗压强度与频次关系曲线 由图3可知，抗压强度随着配合煤水分的增加呈逐步下降的趋势，但在配 合煤水分含量相对较低（11%以下）时，抗压强度与配合煤水分关系不明显，当 水分含量增大至12%以上时，抗压强度下降较为明显。且随着捣固频次的增加, 抗压强度随配合煤水分下降趋势趋缓。 由图4可知，煤饼的抗压强度随捣固频次的增加而增加，但同时和水分 有一定关系，当配合煤水分含量较低时，抗压强度随捣I古I频次的增加先增加而后 趋缓；当配合煤水分较高时，抗压强度随频次增加呈递增趋势。 2. 3 水分及频次对抗剪强度的影响 对每个方案的配合煤按照不同水分（9%、10%、11%、12%、13%）、不同频 次（3、4、5、6、7）进行可捣性试验，所得的煤饼测量高度后进行抗剪强度试 验，根据试验数据可得到抗剪强度与煤饼水分及捣固频次的关系，见图5和图6。 水分 水分 图5抗剪58度与水分关系曲线 如353025201510￡?那S: 如353025201510 ￡?那S:垢 图6抗剪强度与频次关系曲线 由图5可看出，抗剪强度一般随配合煤水分的増加呈先略増再递减的趋 势，当配合煤水分含量相对较低（11%以下