本发明涉及一种炼焦方法，特别涉及一种提高焦炭粒度的炼焦方法，属于煤化工技术领域。
背景技术：
焦炭对高炉炼铁的主要作用之一是炉料的骨架作用，冶炼过程中高炉下部料柱的透气性几乎完全由焦炭来维持，起到煤气的透气窗作用。适当的焦炭平均粒度对高炉稳产、高产至关重要。要保证高炉炉料顺行、透气，尤其是在富氧喷煤的情况下，焦炭的粒度必须尽可能均匀。具体的粒度组成根据高炉容积、所用原料情况及高炉操作制度确定。随着高炉喷煤比的增大，料柱透气性在高炉操作中更加关键。焦炭在高炉起煤气流动分配层的作用。当焦炭粒度偏小时，料层透气阻力系数增大，透气性劣化。
目前，表征焦炭粒度的方法主要有焦炭平均粒度及冶金焦率。冶金焦率是炼制的焦炭中大于25mm焦炭占全部焦炭的比例。一般大于25mm的大块焦炭都能进入高炉炼铁，而小于25mm的小块焦炭降级使用，大块焦炭与小块焦炭的价格相差500-800元/t，因此提高焦炭粒度提高冶金焦率1％，则吨焦降低成本5-8元/t。
焦化企业所用的焦炉类型、预处理工艺、熄焦方式等是焦炭粒度的重要因素，但受制于场地、资金等诸多条件限制，一旦建成，改变较难。目前，提高焦炭粒度的方法主要集中在以下几个方面：
通过炼焦煤预处理工艺使焦炭粒度均匀，如，文献，煤调湿工艺在煤化工公司应用的探讨(范润汉等，攀钢技术，1999(6))公开了通过煤调湿工艺提高焦炭粒度的方法；专利文献cn102994130a公开了一种高变质程度弱粘结性煤料参与配煤炼焦的方法，通过将煤料压制成型煤块，来保证焦炭的强度和粒度。
通过加入添加剂来改善焦炭粒度，如废塑料、焦粉、石油焦等，文献，加废塑料配煤炼焦的产品产率和性能研究(徐君等，冶金能源，2004(6))公开了废橡胶改善焦炭粒度的方法；专利文献cn101768458a公开了一种通过添加纳米b4c改善焦炭质量的配煤炼焦工艺。
通过优化配煤提高焦炭粒度，专利文献cn103194248a公开了增大焦炭粒度的炼焦配煤方法，通过控制低收缩度(收缩度x<25mm)焦煤的配比40～50％，瘦煤配比12～16％，1/3焦煤配比15～25％，肥煤配比12～16％。通过对现有配煤结构进行调整，调节焦炭粒度，实施例表明焦煤配比45％，可以实现焦炭平均粒度大于55mm。
综上所述，目前顶装焦炉的冶金焦率在72-73％。通过预处理工艺提高焦炭粒度，需要增加大型的设备；通过添加剂改善焦炭粒度，需要增加额外添加剂，增加了配煤成本；通过优化配煤改善焦炭粒度，焦煤需要达到40-50％，而焦煤的价格较高，因此配煤成本较高。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种提高焦炭粒度的炼焦方法，主要解决现有技术中在顶装焦炉上提高焦炭粒度和降低炼焦成本不能兼顾的技术问题，本发明提供的炼焦方法在降低炼焦成本同时提高了焦炭粒度。
本发明方法的技术思路是，利用配煤炼焦优化提高焦炭粒度，采用预处理与配煤优化结合的方式，将低变质程度焦煤和高变质程度焦煤配合使用，发挥各自炼焦煤的优势，提高焦炭粒度，满足生产需求。
本发明的技术方案是，一种提高焦炭粒度的炼焦方法，包括如下步骤：
1)检测焦煤的煤岩反射率r，筛选出高变质程度焦煤和低变质程度焦煤，所述的高变质程度焦煤的煤岩反射率r为1.3-1.6％，低变质程度焦煤的煤岩反射率r为1.1-1.3％；
2)检测炼焦煤的基氏流动度mf，对基氏流动度mf≤100ddpm的炼焦煤进行预先破碎，控制破碎后炼焦煤的粒径≤3mm；
3)配煤，将高变质程度焦煤、低变质程度焦煤与其它炼焦煤按以下质量百分比配煤，高变质程度焦煤15-20％，低变质程度焦煤15-20％，瘦煤8-12％，1/3焦煤15-20％，肥煤20-25％，气煤12-17％，各炼焦煤的质量百分比之和为100％；配煤后的混合煤的基氏流动度为200-1000ddpm；
4)混合煤破碎，将步骤3)中配煤后的混合煤破碎，粒径≤3mm的混合煤占其总质量的75％～80％；
5)配煤炼焦，将破碎后的混合煤送入顶装焦炉炼焦，炼焦温度为1000±50℃，结焦时间为20±2小时；
6)出焦后冷却，焦炭冷却采用干熄焦工艺。
之后进行焦炭质量检测，测定焦炭灰分、焦炭冶金焦率、焦炭反应后强度和焦炭转鼓强度di指标。
本发明方法基于申请人对炼焦机理及焦炭形成的研究发现：决定焦炭块度的炼焦过程中的软化熔融程度，软化熔融程度充分则结焦过程中的热应力降低，减少裂纹产生。
将基氏流动度小于100ddpm的煤作为惰性组分，如果颗粒过大又不熔融，容易形成劣化中心，以大颗粒惰性组分为中心形成裂纹。故此对基氏流动度小于100ddpm的炼焦煤进行预破碎。
对于高变质程度焦煤和低变质程度焦煤搭配使用，其原理在于高变质程度焦煤的软化熔融的温度区间高，而低变质程度焦煤的软化熔融温度区间低，两类煤相互重叠，从而加大了软化熔融区间，有利于降低焦炭形成过程中的热应力，减少裂纹的产生。
配煤后的混合煤的基氏流动度为200-1000ddpm，是为了保持混合煤在软化熔融过程中产生的胶质体充分流动，包裹惰性组分，充分融合，提高焦炭致密性，减少裂纹。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、通过预破碎和配煤结构优化结合来提高焦炭的粒度，不需要添加剂等另外的物质，实施费用低。2、通过控制低基氏流动度炼焦煤的粒度，减少了焦炭裂纹的产生，提高了焦炭粒度。3、通过高变质程度焦煤和低变质程度焦煤的搭配使用，扩大了软化熔融区间，降低了结焦热应力，提高了焦炭粒度。4、通过配煤结构优化，提高焦炭粒度，不需要改炼焦工艺，技术简单易行，处理费用低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，如表1-2所示。
一种提高焦炭粒度的炼焦方法，包括如下步骤：
1)检测焦煤的煤岩反射率r，筛选出高变质程度焦煤和低变质程度焦煤，所述的高变质程度焦煤的煤岩反射率r为1.3-1.6％，低变质程度焦煤的煤岩反射率r为1.1-1.3％；
2)检测炼焦煤的基氏流动度mf，对基氏流动度mf≤100ddpm的炼焦煤进行预先破碎，控制破碎后炼焦煤的粒径≤3mm；
3)配煤，将高变质程度焦煤、低变质程度焦煤与其它炼焦煤按以下质量百分比配煤，高变质程度焦煤15-20％，低变质程度焦煤15-20％，瘦煤8-12％，1/3焦煤15-20％，肥煤20-25％，气煤12-17％，各炼焦煤的质量百分比之和为100％；配煤后的混合煤的基氏流动度为200-1000ddpm；
4)混合煤破碎，将步骤3)中配煤后的混合煤破碎，粒径≤3mm的混合煤占其总质量的75％～80％；
5)配煤炼焦，将破碎后的混合煤送入顶装焦炉炼焦，炼焦温度为1000±50℃，结焦时间为20±2小时；
6)出焦后冷却，焦炭冷却采用干熄焦工艺。
本发明实施例采用7m顶装煤焦炉炼焦；实施例中，焦煤a将煤岩反射率r为1.37％，为高变质程度焦煤；焦煤b的煤岩反射率r为1.18％，为低变质程度焦煤；气煤以及瘦煤的基氏流动度mf≤100ddpm，控制气煤、瘦煤破碎后的粒径≤3mm；
表1为本发明实施例炼焦煤的物理性能参数，表2本发明实施例炼焦配煤(质量百分比)及焦炭质量数据表；对比例1采用焦煤b配比38％，对比例1中粒度≥25mm的焦炭占焦炭总质量的72.29％，采用本发明方法的实施例1-4中粒度≥25mm的焦炭占焦炭总质量的75％以上，焦炭反应后强度(csr)为67％～70％，焦炭强度di为87％～89％，满足3000m3以上大型高炉对焦炭的需求。
表1本发明实施例炼焦煤的物理性能参数
表2本发明实施例炼焦配煤(质量百分比)及焦炭质量数据表
上述方案表明，将基氏流动度小于100ddpm的煤作为惰性组分，如果颗粒过大又不熔融，容易形成劣化中心，以大颗粒惰性组分为中心形成裂纹。故此对基氏流动度小于100ddpm的瘦煤和气煤进行预破碎。
由表1可知高变质程度焦煤的流动区间为429-498℃，低变质程度焦煤的流动区间为407-481℃，搭配使用高变质程度焦煤和低变质程度焦煤后，焦煤类的温度区间407-498℃，两类煤相互重叠，从而加大了软化熔融区间，有利于降低焦炭形成过程中的热应力，减少裂纹的产生。
由表1可知，冶金焦率提高3％，对于年产200万吨焦炭的工厂而言，则降低生产成本达到三千万元以上，具有明显的经济效益。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。