提高焦炭质量的措施

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提高焦炭质量的措施

刘君红1，邱 岳2

(1.内蒙古包钢职业技术学院；

2.内蒙古包钢钢联股份有限公司焦化厂，内蒙古 包头 014010)

摘 要：通过对目前焦化厂生产状况分析，提出了提高焦炭质量的有效措施，从而为钢铁生产提供优质焦

炭作保障。

关键词：焦炭质量；焦炉；煤气

随着钢铁公司提出将钢铁产能规模不断扩大，提高市场竞争力的奋斗目标。如何做好焦炭质量的提高，满足炼铁生产的需要，是目前不容回避的重要课题。焦炭作为高炉炉料的重要组成部分，对高炉冶炼有决定性作用。特别是在高炉喷煤后，入炉焦比降低，焦炭在高炉内劣化加强，使焦炭性能优劣的影响就更加突出。所以，焦炭质量的好坏直接影响钢铁质量，只有提升焦炭质量才能提高钢铁质量。立足内蒙及区外用煤煤炭资源现状，结合包钢焦化厂生产实际，认为提高焦炭质量的技术措施主要包括以下五个方面：（1）焦炉大型化；（2）配添加物；（3）炼焦炉温；（4）干熄焦技术；（5）加强对焦炉的管理。

1 焦炉大型化

焦炉增加炭化室容积的办法是要提高主焦炉高度(如由4.3m升高到6m)，也可以增加炭化室宽度。增加焦炉炭化室容积的好处是提高装炉煤的堆比重(煤进入高的炭化室下落时间长，动能增大致使煤压实。)，煤饼加大后热态煤颗粒之间接触点多，热解液相产物和气象物多，膨胀压力大，利于煤的表面粘接和界面反应，实现提高焦炭质量和节约能耗。大型焦炉自动化水平高，生产出焦炭质量稳定，劳动产率高，成本低。在相同条件下，6m焦炉生产的焦炭质量要优于4.3m焦炉。

2 配合煤中配添加物

煤沥青、焦油渣加入配煤中可提高配合煤的粘结性，减少强粘结性煤的配入量或增加弱粘结性煤的配入量[1]。当强粘结性煤缺乏或煤沥青销路不好时可配入改善焦炭质量。通过配加3%的改质沥青实验，结果证明当加入改质沥青后，焦炭质量有明显变化，G值在原来基础上提高3个百分点，已达到84；M40稳定在80.0以上（采用普通湿法熄焦）。

表1 焦炭数据平均值对比结果

G值 M40M10

未配加改质沥青 81 79.95 7.60 配加改质沥青 84 80.46 7.51

虽然配加改质沥青可以提高焦炭质量，但在实验过程中也带来了上升管结石墨加快、推焦困难等问题，加大了工人的劳动强度。具相关资料介绍该问题可采用与煤料压块装炉方式解决。

3 炼焦炉温

要得到一个好的焦炭质量，保证炉温的均匀是关键。紧紧抓住这个关键点，通过以下几项切实可行的方法保证炉温均匀、稳定。

3.1 高向加热均匀性的解决

使用焦炉煤气加热的6米大容积焦炉一直存在高向加热不好的问题[2]。因为焦炉煤气可燃成分占90%左右，热值高，燃烧时火焰短，易造成高向加热不好。为了保证焦饼成熟，把标准温度提高使焦饼上部成熟，但是却造成了下部过火，影响焦炭质量且造成煤气的浪费、耗热量增加。通过对焦炉煤气加热系统存在问题进行分析，对焦炉煤气加热系统中的横管进行了调整，由原来Φ108管径改为Φ89管径。这样使同一流量下煤气的喷射力增大，适当调整吸力，使火焰拉长，焦饼均匀成熟，下部温度为1030℃～1050℃，上

2011年第1期 2011年1月

化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment

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部温度为990℃～1000℃，从而稳定了焦炭质量。

3.2 焦煤系统堵塞造成炉温不均匀的处理

焦炉煤气由于净化不好，煤气中的萘、焦油渣等杂质含量较多，使焦炉煤气加热系统中的下喷管、横管、小孔板经常出现堵塞现象。由于这些部位的堵塞，使个别立火道温度偏低，造成炉温不均匀，经常出现花焦、生焦，影响焦炭质量。经查阅资料[3,4]，煤气中的大部分杂质在30℃左右易沉积，故提高预热器的温度，使其温度始终保持在55℃—60℃之间，以降低其沉积速度，延缓堵塞时间。另一方面，对焦煤煤气两端的横管进行保温处理，使边炉横管中的煤气温度不至于过低以及通过改变焦煤加热系统中的横管管径（由原来Φ108管径改为Φ89管径）可使横管中的煤气压力增大，流速加快也起到了延缓堵塞的作用，从而保证了炉温的均匀。

3.3 大容积焦炉使用高炉煤气加热时单排温度不均匀的处理

6m大容积焦炉在使用高炉煤气加热时由于煤气热值低，且边炉散热量大，炉头温度不易保，通过在高炉煤气中加混合的办法来解决炉头温度低的问题，虽然有一定效果，但该办法一方面增加了炼焦耗热量，另一方面也对炉体寿命造成一定的影响，不能从根本上解决这一问题。通过多次改进，使煤气口舌型排列，进入单个燃烧室各立火道的煤气量合理分布，做到按需分配，同时又适当调整舌型砖尺寸，改变单个立火道的煤气、空气量。从而真正从技术上解决了6米大容积焦炉炉头温度低的问题，一方面改善了焦炭质量，另一方面也可以推广到其它6米焦炉。

4 干法熄焦技术

干法熄焦是采用惰性气体熄灭赤热焦炭的熄焦工艺。干熄焦能明显改善焦炭质量，主要表现在：（1）红焦在干熄炉内停留时，相当于延长焖炉时间，可改善耐磨强度和热性质；（2）减少焦炭的裂纹产生和深化，提高抗碎强度；（3）与湿熄相比，干熄时未发生水煤气反应，使气孔结构保持完好状态；（4）干熄过程中，焦炭机械破碎程度高，使焦炭结构中的薄弱部分脱落，相当于进行了整粒。一般认为干熄焦比湿熄焦，焦炭质量有明显提高。另外，焦炭的热态性能也有所改善，反应性CRI降低1%～3%，反应后强度CSR提高3%～4%。 在使用过程中，使用干熄焦时焦炭质量明显增加，如下表：

表2 同配比、同炉型干、湿熄焦焦炭质量对比

M40(%) 80.23 83.6 M10(%) 7.49 6.38 CRI(%) 24.1 21.65 CSR(%) 67.0 71.41

5 加强对焦炉的管理

焦炉的操作水平和热工制度对焦炭质量、焦炉寿命，生产成本均有较大的影响，建立起相应的管理制度、稳定配煤、稳定操作、稳定焦炭质量是实现焦化生产的前提条件。为了实现焦炉生产的稳定顺行和生产出高质量的冶金焦炭，我厂注重焦炉管理技术措施的应用，在新系统上应用了加强焦炉管理的新技术，如焦炉装煤量、煤气自动记录、自动推焦记录、红外测温技术、四车定位系统等。有力地稳定焦炭质量，提高了焦炉生产能力。

总之，改善焦炭质量的工作任重而道远。在炼焦生产过程中自觉应用提高焦炭质量的基本原理，积极开发并广泛采用提高焦炭质量的技术措施，为高炉提供更多的优质焦炭，提高钢铁公司的市场竞争力具有重大的意义。

参考文献

[1] 倪九华,石文彬.焦化生产问答[M].北京:冶金工业出版

社,1990：230-232.

[2] 黄钟九,房鼎业.化学工艺学[M].北京:高等教育出版

社,2001：439-441.

[3] 龙菊兴.炭化室清除石墨的新方法[J].燃料与化

工,2003；34(3)：120-121.

[4] 谢东.炭化室清强化炼焦生产管理,促进焦炉节能增效

[J].本钢技术,2007；(4)：37-38.

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