文｜彙錦數能-掌上煤焦

要了解某種适宜不适宜煉焦，隻要按煙煤分類的要求，測定其揮發分V和黏結指數G，根據V和G值及其在分類圖上的位置，就能判定煤類和知道它是否适宜于煉焦。然而知道煤類，僅是評價工作的第一步，煉焦用煤評價方法的任務更重要的是要知道這種煤單煤煉焦時焦炭質量如何？用它作配煤能起什麼作用？在配合煤中能占多少比例？配上哪些煤能使焦炭質量有更大的提高？這樣才能使分類成果完成向焦化工程實踐的轉化。

V-G配煤法起源及原理

首先，在配煤技術原理上，要獲得高質量的焦炭，并不取決于煤種的固定配比，即通常所說的“氣、肥、焦、瘦四盤菜”而取決于配合煤質量，主要受控于煤中的揮發分和黏結指數。這裡，前者表征煤階，後者表征煤的黏結與結焦性，且隐含對惰質體的浸潤性、黏着力和相容性，一定程度上反應塑性體的質和量。據此，提出在圖1上适宜的煉焦配煤範圍（圖中的陰影區）。按照配煤原則和指标的可加和性，就能通過各單種煤的G、V值，調整各單煤的配入比例，使按不同比例單煤混合的配煤的G、V值進入适宜的配煤範圍。這一配煤技術的推廣，使國内配煤煉焦發生了重大變革。

圖1 煤的Vdaf -G圖

我國在20世紀80年代前，配煤煉焦工藝受前蘇聯配煤煉焦指導思想的影響，習慣上都用“四盤菜”的固定配比來選定煤種，使煉焦用煤範圍受到很大的限制。例如，按照過去傳統的觀念，氣煤等中高揮發分煤的配入量，隻能限定在30%以内，而在V-G圖法的指導下，破除固定配比的框框，隻要調整好配比，氣煤、1/3焦煤的配入量提高到40%~50%，也能煉出質量好的焦炭，節約了優質的煉焦煤。

V-G法的實踐應用

在讨論分類指标選擇過程中，經對大量試驗結果進行趨勢面分析後，按照對焦炭強度的最佳拟合優度，遴選出V和G作為煙煤分類的主要指标。這說明V-G分類圖的制定，有着很強的焦化實踐背景。現在的問題是和上述情況相反，即要通過V和G的測試結果來估計焦炭強度，即在揮發分-黏結指數-焦炭強度的三元坐标系統中，知道前兩個測值，要推斷第三個值——焦炭強度值。

圖2 焦炭的強度、塊度和粉焦率在Vdaf - G圖上的二次趨勢面曲線

圖注：（a）M40；（b）M10；（c）Q60；（d）F10

利用先前圖2表明的各項焦炭質量指标M40、M10、Q60和F10在V和G坐标系統中的等值線或強度線，就能完成這項預測工作。隻要知道煤的V、G值，就能估算出用這種單煤煉焦後，所得到的焦炭強度、塊焦率和粉焦率。為了便于數值計算，應用趨勢分析方法，按最小二乘法原理，在分類指标V和G的組合下，計算出用V和G拟合焦炭質量的回歸方程系數和拟合優度。這裡舉一個由V和G計算M10的二次趨勢方程作為例子。

方程的拟合優度為0.82，較一次趨勢面方程的優度0.68高許多。說明隻要知道煤的V、G值，通過二次方程計算，就能估算出該煤單獨煉焦時焦炭的耐磨強度M10.同理，其他焦炭質量指标，也可按表1中二次趨勢方程的系數進行計算。

表1 V-G拟合焦炭質量指标的回歸方程及拟合優度（n=134）

煉焦用煤評價方法V-G圖法在指導國内焦化廠配煤方面，有許多成功的實例，證明V-G圖法有着很好的推廣價值。鞍山鋼鐵公司化工總廠第三煉焦廠在20世紀80年代後期應用V-G圖來預測焦炭質量，提出了在工業生産中用生産數據建立的二元一次回歸方程。有下列方程：

M40=126.15-2.104Vdaf 0.144G

M10=12.79 0.452Vdaf-0.243G

方程的相關系數很高，分别為0.93和0.89，配合煤Vdaf=30%~31%，G=72~74,焦炭強度M40=74%~76%，M10=8.2%~8.6%。不但用于指導生産配煤，帶來很大的經濟效益，而且為應用計算機管理配煤打下良好的基礎。

V-G配煤法弊端

現大部分焦化廠都采用V-G法配煤，但V-G符合條件配煤條件下，焦炭質量尤其是熱強度也經常會出現如下問題：

（1）粘結高的煤并不一定粘結能力強，如常見的肥煤、1/3焦煤強黏煤同樣的粘結經過小焦爐試驗後，冷熱強度差異較大，但流動度或者奧亞能準确區分這些差距；

（2）相同V-G值得的主焦煤或瘦煤在配煤煉焦中可能并不能起到骨架作用，反而起到破壞的作用，如青海、新疆、俄羅斯等煤種灰成分重金屬含量偏高，導緻熱強度變差。

綜上所述，V-G是配煤時第一步要考慮的指标，通過計算機程序可以打破傳統思維氣肥焦瘦四盤菜的做法。第二步，需要考慮流動度或奧亞及灰成分進一步鑒定粘結與熱強度影響。

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