焦化除尘灰回配炼焦生产实践

焦化除尘灰回配炼焦生产实践
摘要：近年来，随着干熄焦技术的推广应用以及装煤、推焦地面除尘，产生的
粒度小于3mm的焦化除尘灰占到焦炭成品的4%左右。

目前，焦化除尘灰主要是
运到烧结料场用于烧结或是作为瘦化剂回配炼焦。

焦化除尘灰主要成分是焦粉，
而焦粉本身是具有一定石墨化程度的碳源，探索焦粉的利用技术对拓宽焦粉的利
用途径具有十分重要的意义。

本文基于焦化除尘灰回配炼焦生产实践展开论述。

关键词：焦化除尘灰；回配炼焦；生产实践
引言
随着焦炉烟尘逸散的治理和干熄焦技术的推广应用，焦化企业在生产过程中
产生了大量的除尘灰，除尘灰的主要成分是焦粉，焦粉率约占到焦炭成品的4%
左右。

目前，焦化除尘灰主要是运到烧结料场用于烧结，也有部分焦化厂利用焦
粉回配炼焦。

近年来，国内外高炉喷吹技术已经由单一喷吹烟煤或无烟煤发展到
烟煤和无烟煤混合配吹，适合高炉喷吹的无烟煤资源有限，价格高。

而焦化除尘
灰固定碳高，挥发分低，与无烟煤的性质非常相似。

焦化除尘灰代替部分无烟煤
用于高炉喷吹，可以降低喷吹混合煤的成本，同时节约喷吹无烟煤资源，具有很
好的经济效益。

1除尘灰的工艺指标
除尘灰的主要成分是原料煤粉、焦粉或灰尘的混合物，是炼焦所需的炼焦煤
和炼焦产品焦炭的混合物，只不过由于其粒度较小，在生产和运输过程中以浮尘
形式存在于空气中。

对除尘灰的成分进行分析检验，并与相应的炼焦煤、焦炭指
标进行对比，除尘灰灰分较高，硫分符合炼焦煤指标，挥发份远远低于炼焦煤指标，略高于焦炭指标。

煤是由活性组分和惰性组分组成，配煤过程就是将一定的
活性成分与惰性成分混合的过程，只要其配比合适，就能生产出质量合格的焦炭。

在变质程度指标控制上，一般大型高炉所用焦炭炼焦配合煤的反射率控制在1．2%～1．3%。

河钢宣钢焦化厂将配合煤反射率指标控制在1．1%～1．3%，所
配用煤种的活惰比在0．96～1．46之间，镜质组的平均最大反射率在1．073%～1．661%之间，因此，通过调整各矿点煤的配比，能够保证配合煤的
镜质组平均最大反射率控制在1．1%～1．3%，活性组分配惰性组分比例满足焦
炭质量要求。

通过查阅相关资料，焦粉、无烟煤是较好的瘦化剂，并且有炼焦配
煤中配入焦粉的生产实践，而除尘灰是焦粉与煤粉的混合物，由此，确定用焦化
除尘灰替代部分瘦煤，进行配比试验。

2除尘灰工艺性质
高炉喷吹的煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹一定细度的无烟煤粉或烟煤粉
或二者的混合煤粉，以置换焦炭，提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降
低炼铁成本。

近年来随着高炉喷煤量的提高，适合高炉喷吹的无烟煤资源减少。

焦化除尘灰固定碳高，挥发分低，含硫量低，与无烟煤的性质非常相似，可以考
虑替代部分无烟煤用于高炉喷吹，降低喷吹混合煤的成本。

煤的反应性是评价气
化或燃料用煤的一项重要指标，反应性的强弱直接影响高炉的耗煤量、耗氧量及
煤气中的有效成分。

高炉喷吹用煤除了化学成分波动外，突出的问题是煤粉的反
应性和燃烧性不好造成煤比下降、焦比上升。

高炉喷吹用煤的反应性在一定程度
上能反映其冶金性能，因此有必要对配入一定比例的焦化除尘灰后高炉喷吹用煤
的反应性单独进行研究。

3套干熄焦系统区域除尘灰相关工艺性质
可以看出，除尘灰具有灰分高、挥发分低的特点，黏结指数为0。

据文献及
焦炭成焦原理得知，除尘灰由于其表面多孔，比表面积较大，在炼焦过程中，本
身为惰性物，与活性组分的液态产物接触面积大，其间的结合单纯依靠固体颗粒
对液相的吸附作用，因此配入量不宜过多。

除尘灰一方面减少了半焦收缩和固化
阶段的挥发分析出量，降低了两个阶段的收缩度；另一方面由于多孔结构的刚性小，使焦饼收缩产生的应力较小，减少了焦炭的气孔率；两方面的结果都使焦炭
块度和抗碎性能增加，因此，在以往的生产实践中，除尘灰经常被用作瘦化剂。

结合煤场实际情况，选用了除尘灰与单种煤在煤场掺混均匀后回配进行炼焦的工
艺方案：除尘灰仓的除尘灰经加湿搅拌机调湿后，用汽车运输至煤场，在煤场单
种气肥煤堆附近倾倒成堆，并留有足够宽敞的场地，用装载机按照“平铺”掺混的
方式，以装载机铲斗数为单位，按照气肥煤与除尘灰质量比为5:1进行掺混，确
保除尘灰与气肥煤充分混匀后，将混匀的煤料用装载机回兑到大堆中，然后用取
料机在上煤时按照“直取”的方式进行上煤，皮带将混匀的混合煤按照单种煤输送
到斗槽中。

（1）试验使用的除尘灰为焦化装煤除尘、拦焦除尘地面除尘站产生的除尘灰，结合前期开展的除尘灰粒度变化与焦炭质量变化关系，本次试验除尘灰筛分组成中，粒级小于2mm比例占比达到95%，对焦炭质量有所改善。

（2）目前焦化配
煤结构仍有容惰空间，除尘灰回配炼焦时，减少炼焦过程中半焦收缩程度、减少
裂纹产生，且焦炭块度大，致密性好，熔融良好。

（3）6m焦炉炉孔试验与60kg
试验焦炉开展的除尘灰配加比例提高后焦炭质量变化趋势基本吻合。

在现有几类
配煤结构下，除尘灰回配比例提高后，焦炭冷态、热态强度均呈现下降趋势，当
回配比例达到2%以内时，焦炭质量整体降低不明显，而当回配比例超出2%时，
焦炭冷热态强度均大幅度降低。

（4）本次试验仅限于焦化内部生产，没有与高
炉结合。

加之，业界公认现有的焦炭衡量指标存在局限性，因此，本次试验仅代
表在现有焦炭衡量指标下除尘灰回配比例。

（5）在现有配煤结构下，可尝试将
除尘灰回配比例提高至2%，或将焦粉细度提高后部分替代除尘灰开展工业生产。

同时，在工业生产时，寻求在高炉炉况稳定前提下，除尘灰回配的最大比例。

4除尘灰的利用
烧结对燃料的粒度有一定要求，如燃料粒度过小，烧结速度快，燃烧所产生
的热量难以使烧结料达到所需的温度，从而使烧结料的强度下降。

另外，0.5mm
以下焦粉可使烧结料层的透气性变坏，还有可能被气流带走。

因焦化除尘灰中焦
粉大部分是小于0.5mm的细小颗粒，故焦化除尘灰并不完全适用于烧结的燃料。

除此之外，在汽车运输过程中粉尘的撒落，尤其在烧结料场卸灰时产生的粉尘飞
扬问题难以解决，影响环境。

因此需要为焦化除尘灰的利用寻找新的途径。

高炉
喷吹的煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹一定细度的无烟煤粉或烟煤粉或二者的
混合煤粉，以置换焦炭，提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，进而降低炼
铁成本。

焦化除尘灰固定碳高，挥发分低，含硫量低，而且不含水分，非常适合
用于部分替代高炉喷吹所用的煤粉。

结束语
焦化除尘灰，是通过除尘设备对焦炉生产及皮带运输过程中所产生粉尘进行
收集的产物，是粒度较小的炼焦煤、焦粉和尘土的混合物。

由于没有较好的处理
方法，致使长期堆放，不仅污染环境，还造成资源的浪费。

积极寻找焦化除尘灰
的综合利用方法，实现焦化企业环保生产，成为焦化工作的重中之重。

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