炼焦配煤与炼焦工艺（焦化采用V-G值法配煤原理及弊端）

炼焦配煤与炼焦工艺（焦化采用V-G值法配煤原理及弊端）图2 焦炭的强度、块度和粉焦率在Vdaf - G图上的二次趋势面曲线在讨论分类指标选择过程中，经对大量试验结果进行趋势面分析后，按照对焦炭强度的最佳拟合优度，遴选出V和G作为烟煤分类的主要指标。这说明V-G分类图的制定，有着很强的焦化实践背景。现在的问题是和上述情况相反，即要通过V和G的测试结果来估计焦炭强度，即在挥发分-黏结指数-焦炭强度的三元坐标系统中，知道前两个测值，要推断第三个值——焦炭强度值。图1 煤的Vdaf -G图我国在20世纪80年代前，配煤炼焦工艺受前苏联配煤炼焦指导思想的影响，习惯上都用“四盘菜”的固定配比来选定煤种，使炼焦用煤范围受到很大的限制。例如，按照过去传统的观念，气煤等中高挥发分煤的配入量，只能限定在30%以内，而在V-G图法的指导下，破除固定配比的框框，只要调整好配比，气煤、1/3焦煤的配入量提高到40%~50%，也能炼出质量好的焦炭，节约了优质的炼焦煤。V

文｜汇锦数能-掌上煤焦

要了解某种适宜不适宜炼焦，只要按烟煤分类的要求，测定其挥发分V和黏结指数G，根据V和G值及其在分类图上的位置，就能判定煤类和知道它是否适宜于炼焦。然而知道煤类，仅是评价工作的第一步，炼焦用煤评价方法的任务更重要的是要知道这种煤单煤炼焦时焦炭质量如何？用它作配煤能起什么作用？在配合煤中能占多少比例？配上哪些煤能使焦炭质量有更大的提高？这样才能使分类成果完成向焦化工程实践的转化。

V-G配煤法起源及原理

首先，在配煤技术原理上，要获得高质量的焦炭，并不取决于煤种的固定配比，即通常所说的“气、肥、焦、瘦四盘菜”而取决于配合煤质量，主要受控于煤中的挥发分和黏结指数。这里，前者表征煤阶，后者表征煤的黏结与结焦性，且隐含对惰质体的浸润性、黏着力和相容性，一定程度上反应塑性体的质和量。据此，提出在图1上适宜的炼焦配煤范围（图中的阴影区）。按照配煤原则和指标的可加和性，就能通过各单种煤的G、V值，调整各单煤的配入比例，使按不同比例单煤混合的配煤的G、V值进入适宜的配煤范围。这一配煤技术的推广，使国内配煤炼焦发生了重大变革。

图1 煤的Vdaf -G图

我国在20世纪80年代前，配煤炼焦工艺受前苏联配煤炼焦指导思想的影响，习惯上都用“四盘菜”的固定配比来选定煤种，使炼焦用煤范围受到很大的限制。例如，按照过去传统的观念，气煤等中高挥发分煤的配入量，只能限定在30%以内，而在V-G图法的指导下，破除固定配比的框框，只要调整好配比，气煤、1/3焦煤的配入量提高到40%~50%，也能炼出质量好的焦炭，节约了优质的炼焦煤。

V-G法的实践应用

在讨论分类指标选择过程中，经对大量试验结果进行趋势面分析后，按照对焦炭强度的最佳拟合优度，遴选出V和G作为烟煤分类的主要指标。这说明V-G分类图的制定，有着很强的焦化实践背景。现在的问题是和上述情况相反，即要通过V和G的测试结果来估计焦炭强度，即在挥发分-黏结指数-焦炭强度的三元坐标系统中，知道前两个测值，要推断第三个值——焦炭强度值。

图2 焦炭的强度、块度和粉焦率在Vdaf - G图上的二次趋势面曲线

图注：（a）M40；（b）M10；（c）Q60；（d）F10

利用先前图2表明的各项焦炭质量指标M40、M10、Q60和F10在V和G坐标系统中的等值线或强度线，就能完成这项预测工作。只要知道煤的V、G值，就能估算出用这种单煤炼焦后，所得到的焦炭强度、块焦率和粉焦率。为了便于数值计算，应用趋势分析方法，按最小二乘法原理，在分类指标V和G的组合下，计算出用V和G拟合焦炭质量的回归方程系数和拟合优度。这里举一个由V和G计算M10的二次趋势方程作为例子。

方程的拟合优度为0.82，较一次趋势面方程的优度0.68高许多。说明只要知道煤的V、G值，通过二次方程计算，就能估算出该煤单独炼焦时焦炭的耐磨强度M10.同理，其他焦炭质量指标，也可按表1中二次趋势方程的系数进行计算。

表1 V-G拟合焦炭质量指标的回归方程及拟合优度（n=134）

炼焦用煤评价方法V-G图法在指导国内焦化厂配煤方面，有许多成功的实例，证明V-G图法有着很好的推广价值。鞍山钢铁公司化工总厂第三炼焦厂在20世纪80年代后期应用V-G图来预测焦炭质量，提出了在工业生产中用生产数据建立的二元一次回归方程。有下列方程：

M40=126.15-2.104Vdaf 0.144G

M10=12.79 0.452Vdaf-0.243G

方程的相关系数很高，分别为0.93和0.89，配合煤Vdaf=30%~31%，G=72~74 焦炭强度M40=74%~76%，M10=8.2%~8.6%。不但用于指导生产配煤，带来很大的经济效益，而且为应用计算机管理配煤打下良好的基础。

V-G配煤法弊端

现大部分焦化厂都采用V-G法配煤，但V-G符合条件配煤条件下，焦炭质量尤其是热强度也经常会出现如下问题：

（1）粘结高的煤并不一定粘结能力强，如常见的肥煤、1/3焦煤强黏煤同样的粘结经过小焦炉试验后，冷热强度差异较大，但流动度或者奥亚能准确区分这些差距；

（2）相同V-G值得的主焦煤或瘦煤在配煤炼焦中可能并不能起到骨架作用，反而起到破坏的作用，如青海、新疆、俄罗斯等煤种灰成分重金属含量偏高，导致热强度变差。

综上所述，V-G是配煤时第一步要考虑的指标，通过计算机程序可以打破传统思维气肥焦瘦四盘菜的做法。第二步，需要考虑流动度或奥亚及灰成分进一步鉴定粘结与热强度影响。

更多煤炭知识、配煤软件、自动配煤、煤质评价等相关内容，关注“掌上煤焦”公众号（19935360195）