如何判断单种煤焦炭强度

单种煤炼焦的反应性与反应后强度一般通过两种方法获得，一是进行单种煤小焦炉或铁箱试验后对其焦炭指标进行检测；另一种通过模型进行预测。

一、对单种煤进行小焦炉试验后判断焦炭强度

掌上煤焦公众号自上线以来，接受了各种各样的问题咨询，其中一个问题就是，我们家单种煤小焦炉结果热强度是60，为啥客户非得说他家做出来结果是50。那如何正确评价单种煤小焦炉试验的热强度呢？

试验条件主要包括堆密度、是否捣固、是否干熄、加热制度。一般来讲，单种煤的都统一按顶装进行小焦炉试验，如果对方是捣固冷热强度都优于顶装，捣固的热强度有可能比顶装高10个点左右；

其次，有的小焦炉采用自然密封冷却或氮气干熄焦，则冷热强度也会高于湿熄焦；

第三：重要的是加热制度，环保式荷重焦炉与传统焦炉加热方式不一样，环保式荷重焦炉采用三段式加热，加热方式均匀，而传统的测开式或底开式采用两侧加热。试验结果表明，单种煤采用荷重小焦炉，尤其遇到低挥发分高粘结煤时，热强度远远高于传统侧装式小焦炉。

2、制样及设备导致的误差

首先、焦炭制样采用人工制球、鄂式破碎机还是机器制样热强度都会出现不同的结果；

其次采用三段加热还是一段加热，热强度也会不一致的结果，掌上煤焦通过长期的收集的试验进行对比，得出：

表 不同工艺条件下热强度差异

二、建立单种煤热强度预测模型

煤是由有机质和无机质部分组成，与成煤原始物料及成煤条件有关，有机质部分是煤工艺性质（如黏结性等）的决定性因素，而有机质主要受煤变质程度（可用挥发分等表示）所控制，因此变质程度是决定煤及煤转化固体产品（如焦炭）性质的一个独立变量；无机质部分是独立于煤变质程度决定煤及煤转化固体产品质量的另一个独立变量，而无机质可用煤的催化指数 MCI 表示，目前普遍认为影响焦炭热性质的主要因素有原料煤的性质、焦炭结构、焦炭的灰分和碱金属及其氧化物的含量等。

1、煤的挥发分对热强度的影响

煤的挥发份与焦炭反应性和反应后强度有着非常密切的关系。焦炭热强度随着煤化度的提高而增加，反应性降低；大量试验证明：挥发份在22%-26%的煤，其焦炭的反应后强度和反应性较理想。

图1 挥发分对焦炭热强度影响

2、粘结G、Y值对热强度的影响

热强度随着粘结指数G值的升高而增加，但当G值超过高值，热强度变化不大；

热强度随胶质层厚度Y值得升高而增加，但超过20时，热强度呈下降趋势。

煤中灰成分煤种的灰成分主要有：Na2O、K2O、MgO、Fe2O3、TiO2、SiO2、Al2O3。对焦炭溶损反应的催化作用分为两类：一是正催化作用，即加速焦炭的溶损反应，增加热反应性，降低热强度；二是负催化作用，即抑制焦炭的溶损反应，导致反应性降低，保证热强度；灰成分中正催化作用：Na>K>Ca>Fe>Mg；负催化作用：Ti>Si>Al。

催化指数公式如下：

4、焦炭强度模型建立

选取入炉煤的挥发分（Vdaf）、粘结指数（G）、胶质层大厚度（Y）、作为冷强度预测模型，热强度加上矿物质即催化指数（MCI）的影响，采用多元回归法简单建立单种煤焦炭强度预测模型：