捣固炼焦技术

4.2 今天强粘结性煤与弱粘结性煤的差价越来越大，入炉煤成本越来越 高。2009年6月，国内优质炼焦煤现货售价已升至1225元/吨，一般炼焦 煤售价1150元/吨，钢铁企业焦化厂所承受的入炉煤成本的压力越来越 大； 4.3 100多家采用捣固焦炉的独立焦化厂多年的生产操作经验与教训， 为钢铁企业焦化厂选用捣固炼焦提供了实践经验，找到了目前尚存在的 问题和改进方向，增强了研发和使用的信心； 4.4 我国捣固焦炉的大型化——5.5米捣固焦炉（每孔年产焦炭1.01～ 1.05万吨）的投产、6.25米捣固焦炉（每孔年产焦炭1.2万吨）的投 产，为钢铁企业建设大型焦化厂提供了有利条件。 4.5 2009年春攀钢两座5.5米捣固焦炉顺利投产；2009年8月涟钢两座 5.5米捣固焦炉投产；酒钢拟建设5.5米捣固焦炉；攀钢西昌基地、山东 莱钢和昆钢已决定建设6.25米捣固焦炉；这意味着我国大中型钢铁企业 开始接受捣固炼焦技术。 总之，尽管捣固炼焦技术尚存在许多难题，但所具有的可持续发展 的潜力，深深地吸引着钢铁业的焦化工作者。但该技术用在大中型钢铁 企业才刚刚开始，需要扶持，需要探讨和开发，需要改进、完善和优 化！
顶装炼焦
入炉煤水份
相对不严格 8～14％
配煤的煤种
相对不严格
入炉煤粒度
相对不严格。一般小 于3mm的占73～82％
（小于0.5 mm）在45％ ～50％。 有时出现煤饼掉角、倒 塌等事故，为此，在机 侧操作台设置刮板机和 胶带机，用以将机侧操 作台上的余煤输送至煤 塔。当煤饼掉角或倒塌 时，将有一部分煤饼推 不进去，为此特设置煤 饼切割机。 重量大，结构复杂， 5.5米炉CP机740t/台； 6.25米炉SCP机1200t/ 台，需引进；捣固机出 现问题会影响装煤操作 和焦炭质量。 敞开机侧炉门推送煤 饼，产生大量烟尘，给 烟尘治理带来较大困 难。 短（一般20多年） 可多用20～25％弱粘 煤；当为大型高炉生产 高质量焦炭时，弱粘煤 的配入量不能太多。 M40提高3～5个百分 点，M10改善2～4个百 分点，CSR提高1～6个 百分点 低（吨焦入炉煤成本可 低20～45元） 5.5米捣固：采用国产 捣固机630元；若采用
配煤比 印度杰姆杜拜煤 ％ 印度西博卡洛煤 ％ 进口煤 ％ 焦炭质量 CRI ％ CSR ％ 捣固焦炭 / 顶 装焦炭 捣固焦炭 / 顶 装焦炭 捣固焦炭 / 顶
情况1 43 57 00
情况2 34 46 20
27.6 / 34.3＝ －6.7 62.7 / 55.8＝ 6.9 6.4 / 10.6＝－
6.德国Dillingen中心焦化厂
焦炉孔数＝2×45孔 炭化室锥度＝20 (mm) 炭化室尺寸：长×高×宽＝17250×6250×490（mm） 煤饼尺寸：长×高×宽＝16250×6000×450（mm） 煤饼高宽比＝6000/450＝13.33 结焦时间＝19.5～22小时
每孔炭化室装煤量＝干煤45吨或湿煤49.5吨（含水10％ ） 1987年～1992年，年产焦炭136～144万吨 每孔炭化室年产焦炭量＝15151～16043吨 2005年，因焦炉老化，年产焦炭100万吨 每孔炭化室年产焦炭量＝11111吨 捣固装煤推焦机1350吨（含煤重） 外型尺寸:26×35×25(m) 32个捣固锤，共分5组（4、8、8、8、4 ） 机上煤仓容量75t 捣固锤头行程：300mm 每个锤头重量：450kg 每个锤头尺寸：400×250mm 锤头频率：72次/min 设备装机容量约2000kw 一个循环时间为11.5分 装煤除尘采用地面站，其新建捣固焦炉要求改用CGT车（装煤烟尘 转换车，即“U型管导烟车”或称“跨顶式导烟车” ）。
CRI 27.8 23.9 24.3 24.8 24.3 23.6 30.4
CSR 65.2 67.5 70.0 73.1 68.1 69.2 61.2
12.19 0.64 12.58 0.65 12.41 0.66 11.95 0.66 12.50 0.66 12.70 0.64 12.10 0.64
5.捣固炼焦的配煤比和焦炭质量
在入炉煤相同时，采用捣固炼焦生产的焦炭质量要好于顶装炼焦生 产的焦炭；在焦炭质量要求相同时，采用捣固炼焦可以多用高挥发份的 弱粘结性煤料。因此，只要通过配煤试验，选择合适的入炉煤种，严格 控制入炉煤水份、粒度和粒级分布，可以生产出大型高炉所需的优质焦 炭。
印度塔塔配煤比和焦炭质量对比
2.捣固焦炉与顶装焦炉对比
上世纪90年代我国焦化工作者就曾经为马钢焦化厂做过捣固炼焦试 验，其结论是： a.相同配煤比时，捣固炼焦能大幅度提高焦炭的冷态强度； b.焦炭气孔壁材料的光学组织主要取决于原料煤的性质，捣固对其无 明显影响。因此，与光学组织有关的焦炭反应性，在捣固后无显著变 化。但捣固可使焦炭气孔结构改善，提高焦炭反应后强度； c.在马钢的用煤条件下，采用捣固时，在焦炭质量不变的条件下，气 煤总配入量可以提高到70～80％（即可多用高挥发份煤10～20％）； 采用捣固炼焦可以提高焦炭反应后强度的原因是：捣固炼焦可使焦 炭的气孔直径变小、孔壁变厚、气孔率变低，捣固焦的耐碱侵蚀性也变 强。
从上表中可以看出，即对捣固焦炉而言，也是好煤炼好焦，差煤炼 差焦。如序号4，其入炉煤中焦煤和肥煤的配比最高，所炼出的焦炭质 量最好；而序号7，其入炉煤中焦煤和肥煤的配比最低，所炼出的焦炭 质量也最差。当用捣固焦炉为大高炉生产优质焦炭时，也需要多配些强 粘结性煤，当然其配入量少于顶装焦炉。 捣固焦炉入炉煤成本的降低主要取决于到厂的不同原料煤的差价； 强粘结性煤与高挥发分或弱粘结性煤差价越大，入炉煤成本降低的就越 多。 2005年，我公司为景德镇焦化煤气总厂设计，将其3座105孔JN4380型（炭化室宽450mm）、产能85万吨的顶装焦炉直接改造为既可捣固 又可顶装的焦炉。采用捣固方式，因多配入低价的长焰煤，使吨焦入炉 煤成本降低32元。湖北冶钢采用捣固焦炉吨焦入炉煤成本降低40～50 元。河北裕泰实业集团有限公司将其4.3米焦炉由顶装改造为捣固炼 焦，吨焦入炉煤成本降低16元。
山西某捣固炼焦焦化厂的配煤与焦炭质量
序 号 1 2 3 4 5 6 7
瘦 煤 20 19 17 17 25 20 19
气 煤 15 15 17 16 23 24 29
Aa
Sta
M25 93.6 93.2 93.3 94.4 93.8 93.2 92.8
M10 4.4 4.4 4.8 3.6 4.6 4.8 4.4
捣固炼焦和顶装炼焦对比
项目
捣固炼焦 严格控制在8～13％。 Dillingen要求10～ 12％、Tata要求9～ 10％才能得到具有最理 想的抗压强度和抗剪强 度的煤饼。需配置煤棚 或煤干燥、煤加湿装 置。当煤水分接近14％ 时，煤饼倒塌率大大增 加。 必须依据所需的焦炭质 量，对原料煤的资源情 况和经济性综合评估， 进行配煤试验，选择适 宜的配煤比。 捣固焦炉越高，其对入 炉煤粒度和粒级分布要 求越严格。为了得到足 够强度的煤饼，必须将 煤料细度粉碎至小于 3mm级含量为90％左 右，同时细粒级的含量
装煤操作
简单
焦炉机械
重量小，简单，维修 费用低。
装煤环保 炉体寿命 多用弱粘煤
基本解决 长（可达35年） 必须增加型煤、煤 调湿等措施才可多用 10～15％弱粘煤。
同配比时，焦炭质量
不变
入炉煤成本
高
吨焦投资
进口捣固机680～750 元；
600元（6米顶装）
3.过去我国钢铁企业很少采用捣固炼焦
3.1 捣固焦炉的寿命比顶装焦炉短。根据国外操作大型捣固焦炉焦化厂 的生产实践，因煤饼炼焦时膨胀压力大；装煤饼时，机侧炉头在空气中 暴露时间长；煤饼掉角或局部倒塌时，焦侧炉头装煤不满而易高温等导 致炉体损坏。因此捣固焦炉的寿命仅20多年，不如寿命可达30多年的顶 装焦炉长； 3.2 捣固焦炉的稳定生产不如顶装焦炉。干扰捣固焦炉稳定生产的因素 较多。比如，入炉煤水份过高、水份过低、入炉煤粉碎粒度不合格、粒 度分布不合格、煤种的过多变化等都会影响煤饼的捣制和煤饼强度。具 有20～30个捣固锤的捣固机发生故障也会直接影响炼焦生产。而钢铁企 业焦化厂的稳定生产不仅影响本厂，更重要的是直接关系到整个钢铁联 合企业的平稳生产。中后期的捣固焦炉，每天都有1～2％的煤饼或炭化 室出现问题，这是对钢铁企业焦化厂稳定生产的最大威胁。 推焦总系数K3是用以评价焦化厂和炼焦车间遵守规定的结焦时间方 面的管理水平，即反应焦炉操作的总体情况。目前我国捣固焦炉的K3都 较低，好的0.70，一般在0.60左右； 3.3 捣固焦炉的装煤烟尘治理难度大于顶装焦炉。捣固焦炉从机侧推入 煤饼，造成机侧炉头大量冒烟，必须采用特殊治理措施； 3.4 国内外尚没有大型高炉长期全部使用捣固焦炭的生产经验。宝钢曾 在二期和三期可行性研究阶段考虑过捣固炼焦技术，最后主要因国内外 没有大型高炉使用捣固焦炭的先例，而仍然选用顶装炼焦。当前我国独 立焦化厂生产的捣固焦炭几乎都是供给中小高炉使用； 3.5 钢铁企业焦化厂入炉煤的成本是由钢铁公司承担，而不是仅由焦化 厂自己承担，所以，钢铁企业焦化厂受到的入炉煤成本的压力不如独立 焦化厂大；而钢铁企业焦化厂受到的必须向炼铁厂稳定供应焦炭的压力 又远远大于独立焦化厂。
4.今天我国钢铁企业开始接受和采用捣固炼焦
4.1 2008年我国的焦炭产量32700万吨，占世界总产量的59.5%。至少消 耗掉43491万吨洗精煤，即近8亿吨原煤，占全国煤炭年产量的32％。尤 其国内强粘结性优质焦煤供应愈来愈紧张，不少大中型钢铁公司都在为 焦煤和肥煤不能保证充分供应而苦恼。近10年来，我国一直是煤炭的净 出口国，但是2008年我国净进口炼焦煤340万吨。2009年1～5月我国进 口炼焦煤825万吨，同比增长250％。优质炼焦煤供应已成为我国焦化业 可持续发展的重大问题，已成为影响炼焦生产、焦炭质量和炼焦成本的 重要因素（我国焦煤和肥煤储量只占炼焦煤储量的37％）；
捣固炼焦技术
郑文华（中冶焦耐工程技术有限公司教授级高工，辽宁，鞍山，
114001）
1.我国捣固炼焦发展概况
1919年鞍钢投产我国第一座KOPPERS式捣固焦炉； 1956年设计建设我国第一座炭化室高3.2米的捣固焦炉； 1970年设计建设炭化室高3.8米捣固焦炉； 1995年青岛煤气厂引进德国摩擦传动、薄层给煤、连续捣打的捣固 机； 1997 年我国只有大化、抚顺、北台、淮南等18座捣固焦炉（炭化 室高大多为3.2米），产能仅212万吨； 本世纪初设计开发了炭化室高4.3米捣固焦炉,推动了我国捣固焦炉 的建设； 2005年8月景德镇焦化煤气总厂炭化室高4.3米、宽450mm的80型顶 装焦炉改造成捣固焦炉；2006年2月邯郸裕泰实业有限公司炭化室高4.3 米、宽500mm顶装焦炉改造成捣固焦炉；带动了我国4.3米顶装焦炉向捣 固焦炉的改造； 2006年底5.5米捣固焦炉在云南曲靖投产，在全国掀起了建设5.5米 捣固焦炉的热潮。现在河北旭阳和华丰、河南金马、邹县、神华乌海、 涟钢、攀钢、江苏沂州、徐州环宇、山东菏泽和山东海化都在建设5.5 米捣固焦炉； 2007年6月，中冶焦耐公司总承包河北佳华炭化室高6.25米世界最 高的捣固焦炉。 2007年9月中冶焦耐公司中标印度塔塔厂5米捣固焦炉；5.5米捣固焦 炉进入印度市场；标致着我国大型捣固焦炉技术正式走向国际市场； 2007年下半年，涟源钢铁公司和攀枝花钢铁公司决定采用捣固炼 焦，标致着我国大中型钢铁企业开始接受和采用捣固炼焦技术； 2009年春天，攀钢5.5米和唐山佳华6.25米捣固焦炉顺利投产，标 致着我国大型捣固焦炉技术达到了国际先进水平； 近几年，我国捣固炼焦发展很快，已投产的捣固焦炉已超过400 座，炼焦生产能力达到9600万吨。但这些焦炉有95％以上是建在独立焦 化厂，钢铁企业焦化厂采用捣固炼焦工艺的不多，已经投产的只有北台 钢铁公司、长治钢铁公司、南昌钢铁公司和山东潍坊钢铁公司等。
27.4 / 33.3＝ －5.9 66.4 / 57.4＝ 9.0 6.2 / 8.8＝－
M10 ％ 配煤比(%) 焦 煤 10 13 16 17 10 9 10 肥 煤 16 14 11 13 8 12 8 1/3 焦煤 39 39 39 37 34 35 34
装焦炭
源自文库
4.2 焦炭质量(%)
2.6