單種煤煉焦的反應(yīng)性與反應(yīng)后強(qiáng)度一般通過(guò)兩種方法獲得，一是進(jìn)行單種煤小焦?fàn)t或鐵箱試驗(yàn)后對(duì)其焦炭指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)；另一種通過(guò)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。

一、對(duì)單種煤進(jìn)行小焦?fàn)t試驗(yàn)后判斷焦炭強(qiáng)度

掌上煤焦公眾號(hào)自上線以來(lái)，接受了各種各樣的問(wèn)題咨詢(xún)，其中一個(gè)問(wèn)題就是，我們家單種煤小焦?fàn)t結(jié)果熱強(qiáng)度是60，為啥客戶(hù)非得說(shuō)他家做出來(lái)結(jié)果是50。那如何正確評(píng)價(jià)單種煤小焦?fàn)t試驗(yàn)的熱強(qiáng)度呢？

試驗(yàn)條件主要包括堆密度、是否搗固、是否干熄、加熱制度。一般來(lái)講，單種煤的都統(tǒng)一按頂裝進(jìn)行小焦?fàn)t試驗(yàn)，如果對(duì)方是搗固冷熱強(qiáng)度都優(yōu)于頂裝，搗固的熱強(qiáng)度有可能比頂裝高10個(gè)點(diǎn)左右；

其次，有的小焦?fàn)t采用自然密封冷卻或氮?dú)飧上ń?，則冷熱強(qiáng)度也會(huì)高于濕熄焦；

第三：重要的是加熱制度，環(huán)保式荷重焦?fàn)t與傳統(tǒng)焦?fàn)t加熱方式不一樣，環(huán)保式荷重焦?fàn)t采用三段式加熱，加熱方式均勻，而傳統(tǒng)的測(cè)開(kāi)式或底開(kāi)式采用兩側(cè)加熱。試驗(yàn)結(jié)果表明，單種煤采用荷重小焦?fàn)t，尤其遇到低揮發(fā)分高粘結(jié)煤時(shí)，熱強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)側(cè)裝式小焦?fàn)t。

2、制樣及設(shè)備導(dǎo)致的誤差

首先、焦炭制樣采用人工制球、鄂式破碎機(jī)還是機(jī)器制樣熱強(qiáng)度都會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果；

其次采用三段加熱還是一段加熱，熱強(qiáng)度也會(huì)不一致的結(jié)果，掌上煤焦通過(guò)長(zhǎng)期的收集的試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，得出：

表 不同工藝條件下熱強(qiáng)度差異

二、建立單種煤熱強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型

煤是由有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)部分組成，與成煤原始物料及成煤條件有關(guān)，有機(jī)質(zhì)部分是煤工藝性質(zhì)（如黏結(jié)性等）的決定性因素，而有機(jī)質(zhì)主要受煤變質(zhì)程度（可用揮發(fā)分等表示）所控制，因此變質(zhì)程度是決定煤及煤轉(zhuǎn)化固體產(chǎn)品（如焦炭）性質(zhì)的一個(gè)獨(dú)立變量；無(wú)機(jī)質(zhì)部分是獨(dú)立于煤變質(zhì)程度決定煤及煤轉(zhuǎn)化固體產(chǎn)品質(zhì)量的另一個(gè)獨(dú)立變量，而無(wú)機(jī)質(zhì)可用煤的催化指數(shù) MCI 表示，目前普遍認(rèn)為影響焦炭熱性質(zhì)的主要因素有原料煤的性質(zhì)、焦炭結(jié)構(gòu)、焦炭的灰分和堿金屬及其氧化物的含量等。

1、煤的揮發(fā)分對(duì)熱強(qiáng)度的影響

煤的揮發(fā)份與焦炭反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度有著非常密切的關(guān)系。焦炭熱強(qiáng)度隨著煤化度的提高而增加，反應(yīng)性降低；大量試驗(yàn)證明：揮發(fā)份在22%-26%的煤，其焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度和反應(yīng)性較理想。

圖1 揮發(fā)分對(duì)焦炭熱強(qiáng)度影響

2、粘結(jié)G、Y值對(duì)熱強(qiáng)度的影響

熱強(qiáng)度隨著粘結(jié)指數(shù)G值的升高而增加，但當(dāng)G值超過(guò)高值，熱強(qiáng)度變化不大；

熱強(qiáng)度隨膠質(zhì)層厚度Y值得升高而增加，但超過(guò)20時(shí)，熱強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。

煤中灰成分煤種的灰成分主要有：Na2O、K2O、MgO、Fe2O3、TiO2、SiO2、Al2O3。對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用分為兩類(lèi)：一是正催化作用，即加速焦炭的溶損反應(yīng)，增加熱反應(yīng)性，降低熱強(qiáng)度；二是負(fù)催化作用，即抑制焦炭的溶損反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)性降低，保證熱強(qiáng)度；灰成分中正催化作用：Na>K>Ca>Fe>Mg；負(fù)催化作用：Ti>Si>Al。

催化指數(shù)公式如下：

4、焦炭強(qiáng)度模型建立

選取入爐煤的揮發(fā)分（Vdaf）、粘結(jié)指數(shù)（G）、膠質(zhì)層大厚度（Y）、作為冷強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型，熱強(qiáng)度加上礦物質(zhì)即催化指數(shù)（MCI）的影響，采用多元回歸法簡(jiǎn)單建立單種煤焦炭強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型：