炼焦
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烟煤隔绝空气加热到950℃-1050℃,经过干燥,热解,熔融,粘结,固化,收缩等过程最终制得焦炭的这一过程叫做高温炼焦。
焦炭是一种质地坚硬,以碳为主要成分的,含有裂纹和缺陷的不规则多孔体,呈银灰色。(宏观结构)
焦炭的气孔率是指气孔体积与总体积比的百分数。
真密度>视密度>堆密度
焦炭的物理性质:粒度均匀,耐磨性强,抗碎性强。
比表面积指单位质量焦炭内部的表面积,一般用气相吸附法式色谱法则。M25=出鼓焦炭中粒度大于25mm的质量/入鼓焦炭质量×100%
煤化程度越高,挥发性下降,灰分和固定碳增加。
焦炭的工业分析包括:水分,灰分和挥发分及固定碳。
焦炭的元素分析包括:碳,氢,氧,氮,磷。
冶金焦的技术指标包括灰分,硫分,抗碎强度,耐磨强度。
高炉结构包括炉喉,炉身,炉腰,炉腹,炉缸。
高炉的基本功能是将铁矿石预热,还原,造渣,脱硫,熔化,渗碳。
造渣的主要目的:1.使铁矿石中的脉石和焦炭中的灰分与助溶剂作用,成产溶点较低流动性较好的炉渣,便于排出。2.利用造渣脱硫和控制硅锰等元素的还原获得合格生铁。
料柱结构:块状带(上部)软融带,滴落带
焦炭在高炉中有三个作用:热能源,还原剂和疏松骨架。
高炉焦要求灰分低,硫低,强度高,粒度适当且均匀,气孔均匀,致密,反应性适度,反应后强度高。
铸造焦是冲天炉的主要燃料。
每吨生铁消耗焦炭量称为焦铁比。
炭化室结焦的基本特点:1.单向供热,成层结焦。2.结焦过程中传热性随炉料状态和温度变化。
焦炭的结焦一般分为湿煤层,干煤层,塑性层,半焦层,焦炭层。任何一种状态不可能湿煤和焦炭都没有,有其中之一。注意是几个炉墙宽层的位置。
如何提高焦炭性质?:1.提高加热速度使焦炭致室。2.增加堆密度提高焦炭强度。3.对于不同的煤料,应寻找各自最合适的细度4.根据煤的特性,加入一些添加物,弥补煤热解的产物在经高温的焦炭,炉墙和炉顶空间时,不同避免要进一步发生化学变化,成为二次热解。
煤化程度低的煤热解时,煤气,焦油和热解水产率高,由于没有粘结性,不能结成块状焦炭,中等变质程度的烟煤,热解时煤气,煤焦油产率较高而热解水少粘结性强能形成强度高的焦炭,煤化程度高的煤,煤气量少,基本没有焦油,由于没有粘结性,故生成大量焦粉。
煤气产率以稳定组为最高,丝质组最低,镜质组居中,焦油产率以稳定组为最高,丝质组最低,镜质组居中,焦炭产量丝质组最高,镜质组居中。
煤炼焦的产物比例 气:焦=3:7
褐煤是煤化程度最低的煤,隔绝空气加热
时不产生胶质体,也没有黏结性,不能单独成焦,长焰煤是烟煤中煤化程度最低的煤,变质程度比褐煤高,配煤炼焦加入长焰煤可以起瘦化作用,脆性小,难磨粉。
气煤能产生很多胶质体,但黏度小,流动性大,其热稳定性差,当半焦转化为焦炭,收缩性大,产生很多裂纹,易碎。
肥煤中等变质程度的煤,产生胶质体最多,收缩量很大,易产生裂纹,碎成小块。
配煤炼焦就是将两种或两种以上的单种煤均匀的按适当的比例配合,使各种煤之间取长补短生产出优质焦炭。
中国多数地区煤炭特点:1.肥煤,肥气煤黏结性好,有一定的储量,但灰分和硫分较高,大部分煤不易洗选。2.焦煤黏结性好,在配煤中可以提高焦炭强度,但储量不多,且大部分焦煤灰分高,难洗选。3.弱黏性煤储量较多,灰分,硫分较低,且易洗选。
配煤时,肥煤,肥气煤>50%为主,适当配入焦煤>30%,尽量多利用弱黏结性煤。<20%
捣固炼焦是利用弱黏结性煤炼焦最有效加工方法。
捣焦是降配合煤在入炉前在捣固机捣实成体积略小于炭化室的煤饼,从焦炉机侧推入炭化室的炼焦方法。
捣固炼焦的优点:1.提高了焦炭强度2.提高焦炭质量3.提高化学产品产率4.扩大了煤源
黏结剂的要求:1.有一定的黏结性2.有溶剂效能3.有适宜的供氢性能。
预热煤炼焦:装入煤在装炉前用气体载热体或固体载热体将煤预先加热到150-200℃后,在装入炼焦炉中炼焦。
焦炭质量的高低取决于炼焦煤的质量,煤的预处理技术和炼焦
接收来煤注意事项:1.根据来煤的煤种不同,要分别接受并卸到指定位置,防止不同煤互混。2.每批来煤应按规定进行取样分析,并与来煤单位分析数据对比,煤种核实无误方可接受。3.为稳定和改善原料煤的质量,来煤应尽可能送往储煤场。4.各种煤的卸煤场必须保持清洁,更换堆放场地时要彻底清扫。
焦炉发展经历4个阶段:成堆炼焦(土法炼焦),倒焰式炼焦,废热式炼焦,蓄热式炼焦。
焦炉发展应满足的要求:1生产优质产品2生产能力大,劳动生产率和设备利用率高3加热系统阻力小,热效工率高,能耗低4炉体坚固严密,衰老慢,炉龄长5劳动条件好,调节控制方便,环境污染小。
焦炉的“三室两区”:炭化室,燃烧室(立火道),蓄热室,斜道区,炉顶区。
焦侧焦炉宽度大于机侧宽度。燃烧室一般比炭化室略高一点。
炭化室的一般大小:宽半米,长15~20米,高4~6米,不超过8米。
燃烧室顶部高度低于炭化室顶部,二者之差称为“水平加热高度”。
直立火道式焦炉根据火道组合方式又可分为:两分式,四分式,过定式,双联火道式,四联火道式。
燃
烧室加热均匀性错事1高低灯头2分段燃烧3采用不同厚度的炉墙4废气循环。
耐火材料:凡是能抵抗高温和高温下,物理和化学作用的材料的统称。
耐火材料性质:1气孔率2体积密度和真密度3热膨胀性4导热性5耐火度6荷重软化温度7高温体积稳定性8温度即便抵抗性9抵蚀性
耐火泥的要求:1有一定的粘结性和良好的填塞能力2有较小的收缩性3有一定的耐火度和重荷软化开始温度4有一定的保水性,便于施工,保证质量5在使用温度下发生烧结,以增加砌体的机械强度.
护炉设备:炉柱,保护板,纵横拉条,弹簧,炉门框,抵抗墙,机焦侧操作台。
护炉设备的作用:分布均匀合理的保护性压力,使砌体在外作用下保持完整性和严密性,有足够的强度,维持正常生产。
焦炉煤气设备包括:荒煤导出设备,加热煤气供入设备。
荒煤导出设备:上升管,桥管,水封阀,集气管,吸气弯道,焦油盆,吸气管。
焦炉四大车:装煤车,推焦车,拦焦车,熄焦车。
焦炉生产操作包括:装煤,出焦,熄焦,筛焦。
平煤操作三阶段:1从装煤到平煤杆进入炉内(60S)2到煤斗内煤料卸完(120S)3至平煤结束(60S)。
要求:先两侧后中间,力求装满煤平好煤,不缺角,少冒烟为原则。
出焦的总体要求:准时,稳推。
推焦阻力增大原因:1加热温度过低或过高使焦炭收缩不够过火碎焦2炭化室顶部和炉墙产生石墨太厚3炉墙炉底炉砖变形4平煤不良堵塞装煤孔5炉门框变形而夹焦6推焦杆变形,原煤结焦时收缩性小。
K3=K1*K2,K1反映由于炉温,机械等原因必须在编制推焦计划时使某些炭化室缩短或延长结焦时间情况,K2反映完成推焦计划情况,K3用以评价整个炼焦车间在遵守所规定的结焦时间方面的管理水平。
推焦的注意事项:1腿脚时间为推焦杆头接触到焦饼表面时间和计划时间不能偏差+—5min.2推焦车司机认真记录推焦时间,装煤时间,推焦电流3炭化室自开炉门到关炉门不能超过7min4焦饼推出到装煤开始不宜超过8min5关闭炉门后,严禁炉门冒烟着火6推焦车接到推焦信号方可推焦。
湿法熄焦设施:熄焦塔,喷洒装置,水泵,粉焦沉淀池,粉焦抓斗。
按粒度大小将煤炭分级60~80mm用于铸造,40~60mm大型高炉,25~40mm高炉和耐火材料厂,10~25mm烧结机小高炉发生炉用,<10mm烧结矿石。
烘炉方法:气体,固体,液体燃料。
气体燃料:焦炉煤气,高炉煤气,发生炉煤气。
烘炉的炉温测量:1)常温~400 ℃ 用水银温度计2)400~800℃ 用热电偶温度计3)大于800℃ 用光学温度计。
焦炉加热用的气体燃料:焦炉煤气和高炉煤气。
燃烧的三个条件:可燃成分,氧,一定的温
度。
着火:闪燃,着火,自燃。
中国大多说地区煤炭的特点:1.肥煤、肥气煤粘结性较好,储量大,但灰分和馏分高2.焦煤黏结性好,但储量不大3.弱黏结性煤储量较大,灰分馏分低,易清洗。
接受来煤时应注意:1.每批来煤应按规定程序进行取样分析2.根据来煤的不同,要分别接受3.为稳定和改善原料煤的质量,来煤应尽可能送往储煤场4.各种煤的卸煤场地必须保持清洁
储煤时的要求:1.储煤场应有足够的容量2.煤场地坪应做妥善的处理,有良好的排水条件3.不同的煤种应单独存放4.储煤场的煤堆高度应保持一定的高度5.煤的储放时间不能过长,防止氧化。
焦炉的发展趋势应满足的要求:1.生产优质产品2.生产能力大,劳动生产率和设备利用率高3.加热系统阻力小,能耗低4.炉体坚固、严密、衰老慢5.劳动条件好,调节控制方便,污染少
碳化室由三室两区组成,即碳化室、燃烧室、储热室、斜道区、炉顶区和基础部分
出焦操作的总体要求是准时、稳推
焦饼难推虽多因推焦阻力大而引起,但导致阻力增大的原因是多方面的。常见的有:加热温度过低或过高,因温度过低,焦饼不成熟以致收缩不够而增大焦饼与炉墙的摩擦阻力,温度过高,焦炭过火易碎,推焦时发生夹焦现象;炭化室顶部和炉墙产生石墨太厚;炉墙和炉底砖变形;平煤不良而堵塞装煤孔;炉门框变形而夹焦;推焦杆变形及原料煤因结焦性差而使结焦过程中焦饼收缩值太小等。
K3=k1 k2 k1反映由于炉温、机械等原因必须在编制推焦计划时使某些碳化室号缩短或延长结焦时间的情况,k2反映完成推焦计划的情况,k3用以评价整个炼焦车间在遵守所规定的结焦时间方面的管理水平(k1:计划推焦系数 k2:执行推焦系数 k3:推焦总系数)
推焦注意事项:1推焦时间和计划结焦时间偏差不允许相差正负5min 2.推焦司机认真记录推焦时间等数据3.在故障排除后允许加速推出早已成熟的焦炭4.碳化室的敞开时间不应超过7min,补炉时间不超过10min 5.焦饼推出到装煤开始的空炉时间不超过8min烧空炉时间不超过15min 6.关闭炉门后,禁止炉门冒烟着火7.推焦车接到推焦信号后方可进行推焦8.禁止推生焦和相邻碳化室空炉时推焦9.严禁用变形的推焦杆或杆头推焦
粒度大于60-80mm的焦炭可供铸造使用,40-60mm的焦炭供大型高炉使用,25-40mm的焦炭供高炉和耐火材料厂竖窑使用,10-25mm的焦炭用作烧结机的燃料或供小高炉,发生炉使用,<10mm的粉焦供烧结矿石用。
焦炭的工业分析包括:水分、灰分和挥发分的测定及焦炭中固定碳的计算。
影响焦炭反应性因素:原料煤的性质、炼焦工艺。
焦炭在高炉中起着
热能源、还原剂和疏松骨架的作用。
造成焦炭裂纹多的根本原因:半焦的热分解和热缩聚反应。
影响煤热解的因素:原料煤的影响、外界条件的影响(热解最终温度的影响、炉顶空间温度和容积的影响、加热速度的影响)
捣固炼焦的优点:提高焦炭的质量;提高焦炭的质量、产量;扩大了炼焦的煤源;化学产品产率的提高 缺点;增加设备;传热效率降低 影响因素:水分控制、细度要求、增加瘦化组分
干燥煤炼焦:改善焦炭质量或增加高挥发分弱黏结煤的配用量;提高焦炭炉的生产能力;降低炼焦耗热量
焦炭质量的高低取决于炼焦煤的质量、煤的预处理技术和炼焦过程。
装炉煤的粒度分布原则:装炉煤的细粒化和均匀化;装炉煤而的粉碎;控制装炉煤粒度的上下限;煤料的堆密度最大原则 煤气入炉方式可分为:侧入式和下喷式
焦炉结构的发展经过:成堆干馏、倒焰式焦炉、废热式焦炉、现代的蓄热式焦炉
焦炉大型化的优点:基建投资省;劳动生产率高;占地面积少;维修费用少;热损失低、热工效率高;减少污染
凡具有能抵抗高温和高温下的物理和物理化学作用的材料统称为耐火材料;一般耐火材料的耐火度为1580以上。
耐火泥使用应满足:有一定的粘结性、较小的收缩性、一定的耐火度、一定的保水性、增加砌体的机械强度
焦炉砌体的外部应安装护栏设备,包括炉柱、保护板、纵横板、弹簧、炉门框、抵抗墙及机侧、焦侧操作台等
焦炉装煤包括从煤塔取煤和由装煤车往碳化室内装煤,其操作要求是:装满、压实、拉平和装匀。
烘炉期间炉温的测量分为三阶段:常温-400摄氏度为第一阶段(用水银温度计测量);400-800为第二阶段(用热电偶测量);大于800为第三阶段(用光学高温计进行测量)
1燃烧的三个条件:可燃成分、氧、一定的温度。