提高焦炭質(zhì)量的途徑

1、提高焦炭質(zhì)量的技術(shù)途徑 焦炭在在高爐煉鐵中中的地位和作作用 焦炭在高爐爐煉鐵中是不不可缺少的爐爐料，對(duì)高爐爐煉鐵技術(shù)進(jìn)進(jìn)步的影響率率在30%以以上，在高爐爐煉鐵精料技技術(shù)中占有重重要的地位。焦焦炭對(duì)高爐煉煉鐵的作用是是： (1)主要要的熱量來源源。高爐煉鐵鐵炭素(包括括焦炭和煤粉粉)燃燒所提提供的熱量，占占高爐煉鐵總總熱量來源的的71%。隨隨著噴煤比的的提高，焦炭炭用量在逐步步減少。 但是，焦焦炭的用量總總是要大于噴噴煤量。理論論最低焦比為為250kgg/t, 焦焦炭在風(fēng)口燃燃燒掉55%65%。 (2)還原劑。焦炭還原作用是以C和CO形式來對(duì)鐵礦石起還原作用。爐料到風(fēng)口焦炭溶反應(yīng)為25%35%

2、。 (3)生鐵的溶碳。在高爐煉鐵過程中焦炭中的碳是逐步滲透到生鐵中。一般鑄造生鐵含碳3.9%左右，煉鋼生鐵在4.3%左右。生鐵滲碳消耗焦炭7%10%。 (4)爐料的骨架作用。焦炭在高爐內(nèi)是起骨架作用，支撐著煉鐵原料(燒結(jié)礦，球團(tuán)礦，天然塊礦)，又起到煤氣的透氣窗作用。 焦炭的4種作用中，提供熱源的主導(dǎo)作用不會(huì)改變，這就決定3個(gè)理論焦比最低值。低于這個(gè)最低值，高爐煉鐵就難以正常生產(chǎn)，或經(jīng)濟(jì)上就不合算了。在各種條件下高爐煉鐵中碳的還原作用和滲碳功能不會(huì)有較大的變化。在高噴煤比條件下，焦炭的骨架作用會(huì)顯得更加突出，相應(yīng)對(duì)焦炭的質(zhì)量要求也會(huì)越來越高。否則，是難以實(shí)現(xiàn)高噴煤比，高爐煉鐵不能正常生產(chǎn)。焦炭

3、從料線到風(fēng)口平均粒度減少20%40%。劣質(zhì)焦炭和熱反應(yīng)性差粉化率會(huì)很大。寶鋼高爐缸內(nèi)的焦炭粒度可達(dá)33mm。 高爐煉鐵對(duì)焦炭質(zhì)量的要求 各國(guó)根據(jù)資源條件，高爐煉鐵要求的焦炭質(zhì)量是有較大差別(詳見表1)。但是，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的焦炭質(zhì)量是明顯優(yōu)于中國(guó)，這是這些高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于中國(guó)的重要原因。 表1各國(guó)冶金焦炭質(zhì)量情況 指標(biāo)中 國(guó)美國(guó)德國(guó)瑞典韓國(guó)英國(guó)日本荷蘭法國(guó)俄羅斯級(jí) 級(jí)級(jí)Garg蒂森SSAB浦項(xiàng)含硫S，1%0.60.610.800.811.00.660.590.650.650.60.60.80.6塊度，mm257525702560M40,%80.076.072.083.38484.387.1D

4、I8087.891.2M2590M10，%8.09.010.07.26.76.25.85.56灰分，%12.012.1013.5013.5115.07.589.28.511.31099.41010水分，%40mm4.01.025mm5.02.02540mm12.04.754.5 美國(guó)GGary廠焦焦炭的揮發(fā)份份為1.8%，德國(guó)蒂森森和瑞典SSSAB分別為為1.1%和和1.0%。我我們認(rèn)為，焦焦炭的揮發(fā)份份應(yīng)控制在00.5%11.0%為宜宜。過高會(huì)有有生焦存在，焦焦炭強(qiáng)度差；過低是由于于煉焦過火的的原因，這時(shí)時(shí)焦炭裂紋多多，易碎。 1高高爐大型化以以后對(duì)焦炭質(zhì)質(zhì)量提出了高高要求，並對(duì)對(duì)焦炭熱性能

5、能有要求 高爐大大型化以后，料料柱增高后，料料的壓縮率提提高了，透氣氣性變差。特特別是爐缸容容積變大以后后，爐缸的焦焦炭狀態(tài)對(duì)高高爐生產(chǎn)的影影響更大了。煉煉鐵工作者希希望對(duì)不同容容積高爐焦炭炭有不同的質(zhì)質(zhì)量，詳見表表2。焦炭質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)應(yīng)有熱性能的的要求。 焦炭含含有K2O+Na2O有有害雜質(zhì)含量量小于3.00Kg/t。 表2不同容積高高爐對(duì)焦炭質(zhì)質(zhì)量要求爐容,m3 1000 2000 3000 4000 5000 M40,% 78 82 84 85 86 M10,% 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 反應(yīng)后強(qiáng)度CSR,% 58 60 63 65 66 反應(yīng)后指數(shù)CRI,% 28 26

6、 25 25 25 灰分,% 13.0 13.0 12.5 12.0 12.0 硫分,% 0.7 0.7 0.65 0.60 0.60 粒度,mm 2075 2575 2575 2575 3075 大于上限,% 10 10 10 10 10 小于下限,% 8 8 8 8 8 2焦焦炭質(zhì)量變化化對(duì)高爐煉鐵鐵的影響 表3焦炭質(zhì)量對(duì)對(duì)高爐煉鐵的的影響 焦炭質(zhì)量變化 燃料比 生鐵產(chǎn)量 高爐利用系數(shù) 渣量增加 灰分+1.0% +1%2% -2%-3% 2.7%2.9% 硫分+0.1% +1.0%3.0% -2%-5% 水分+1.0% +1.1%1.3% -2%-5% M40+1% -5.6Kg/t +0

7、.04 M10-0.2% -7Kg 從表33可看出焦炭炭質(zhì)量變化對(duì)對(duì)高爐煉鐵的的影響是比較較大的。通過過洗煤可以降降低煤炭中的的灰分和硫分分，采用干法法熄焦可以降降低焦炭的水水分，提高主主焦煤的配比比和條取綜合合技術(shù)裝備可可以改善焦炭炭的M40和和M10指標(biāo)標(biāo)。從技術(shù)上上講上述措施施均是可行的的。但是要把把技術(shù)與經(jīng)濟(jì)濟(jì)管理相結(jié)合合，找出最佳佳操作點(diǎn)，同同時(shí)還要考慮慮到資源供給給的條件。所所以各企業(yè)要要根據(jù)客觀條條件，本企業(yè)業(yè)技術(shù)裝備現(xiàn)現(xiàn)狀，科學(xué)、合合理地提出不不同時(shí)期不同同爐容的高爐爐對(duì)焦炭質(zhì)量量標(biāo)準(zhǔn)。 提高高焦炭質(zhì)量的的技術(shù)辦法1 資源條件的的制約 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我我國(guó)煤炭資源源保有儲(chǔ)量為為100

8、700億噸，其中中可開采儲(chǔ)量量為18911億噸，但煉煉焦煤的儲(chǔ)量量占全國(guó)煤炭炭貯量的255.28%，主主要煉焦煤種種 (焦煤和和肥煤) 的的儲(chǔ)量又在煉煉焦煤儲(chǔ)量的的40%以下下。所以，僅僅靠提高主焦焦煤的配比來來提高焦炭質(zhì)質(zhì)量是不科學(xué)學(xué)，也不經(jīng)濟(jì)濟(jì)的?，F(xiàn)在我我國(guó)焦炭生產(chǎn)產(chǎn)能力已超過過3億噸。22006年上上半年全國(guó)規(guī)規(guī)模以上煉焦焦企業(yè)共生產(chǎn)產(chǎn)焦炭1.22897億噸噸，同比增長(zhǎng)長(zhǎng)13.633%。按這種種發(fā)展態(tài)勢(shì)估估計(jì)，我國(guó)煉煉焦煤資源很很快就會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)供應(yīng)緊張的的局面。所以以，我們應(yīng)依依靠煉焦科技技進(jìn)步，逐步步減少主焦煤煤的配比，而而又不影響焦焦炭質(zhì)量，甚甚至有所提高高，才能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)我國(guó)煉焦工工業(yè)的

9、可持續(xù)續(xù)發(fā)展。 2 建建立合理的煉煉焦煤基地和和優(yōu)化配煤 焦灰灰質(zhì)量的優(yōu)劣劣主要取決于于煉焦煤的性性質(zhì)。所以，合合理選擇煉焦焦煤基地是保保障焦炭質(zhì)量量的首要措施施。煉焦煤基基地的理想條條件是：煤質(zhì)質(zhì)好(含碳高高，灰分少，含含硫低，可磨磨和可選性好好，強(qiáng)粘接性性好等)、性性能穩(wěn)定，供供應(yīng)量穩(wěn)定，價(jià)價(jià)格適中，爭(zhēng)爭(zhēng)取運(yùn)距短等等。能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)主焦煤、肥肥煤、氣煤、瘦瘦煤，1/33焦煤(或氣氣肥煤)等煤煤種的優(yōu)化配配置。最終煉煉焦煤的揮發(fā)發(fā)在25%30%，膠膠質(zhì)層厚度YY值為1418mm，奧奧亞膨脹度bb20%，基基氏流動(dòng)度MMF為50100dddpm，在配配合煤有足夠夠的粘結(jié)性時(shí)時(shí)還要配入軟軟固溫度區(qū)間

10、間較大的煤，煤煤巖相組分比比例要適當(dāng)(在平均最大大反射率Rmmax1.3時(shí)，惰性性組分為255%32%；在平均最最大反射率RRmax11.3時(shí)，惰惰性組分為225%300%)，煤的的灰分、硫分分、磷含量、KK2O和Naa2O的含量量均要符合要要求。一般強(qiáng)強(qiáng)粘接性煤配配比在55%60%。 3 優(yōu)化煤的粉碎工藝 煉焦用煤的粉碎和粒度組成對(duì)焦炭質(zhì)量影響較大。不應(yīng)當(dāng)把各種煤先混合再去粉碎，要根據(jù)不同煤種(巖相組成的硬度差異)，按不同粒度要求進(jìn)行粉碎和篩分（可使用機(jī)械或風(fēng)力）。對(duì)于硬度較高的氣煤等煤種要細(xì)破碎，對(duì)于易粉碎的焦煤和肥煤可有較大的粒度。不同煤種，分組進(jìn)行粉碎，提出不同粒度要求，這叫做選擇粉碎

11、煤工藝。這種工藝能夠提高煤的結(jié)焦性和減少焦炭裂紋，進(jìn)而提高焦炭質(zhì)量。要通過試驗(yàn)，優(yōu)化出本企業(yè)的最佳配氣煤度的方案，來指導(dǎo)煉焦優(yōu)化生產(chǎn)。我國(guó)煉焦配煤中難破碎的氣煤配比較高，要重視對(duì)氣煤的細(xì)粒度要求，是可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)已開發(fā)出不同煤種配煤后焦炭性能預(yù)測(cè)的軟件。 4 煤的調(diào)濕 煤的調(diào)濕是將煤在裝爐之前除掉一部分水分，并要保證水分低，且穩(wěn)定。一般控制水分在6%左右。脫濕有顯著的節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可以提高焦炭質(zhì)量。如煤的水分能穩(wěn)定在6%左右，其焦炭產(chǎn)量可提高7.7%，裝爐密度可提高4%7%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)D150提高0.8%1.5%。煤脫濕可使用流化床技術(shù)，用焦?fàn)t煙道氣與濕煤進(jìn)行熱交換；也

12、可以使用干熄焦發(fā)電機(jī)抽出的蒸汽為熱源，在回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)（多管）內(nèi)間接熱交換。 5 配添加劑 在煉焦煤中適量配入粘結(jié)劑、抗裂劑等非煤添加劑，可以改善煤的結(jié)焦性能。配入粘結(jié)劑工藝適用于低流動(dòng)性的弱粘結(jié)性的煤種，可以改善焦炭的機(jī)械強(qiáng)度和焦炭的反應(yīng)性?？沽褎┦褂霉に囘m用于高流動(dòng)性的高揮發(fā)性煤種，可增大焦炭塊度，提高強(qiáng)度、改善焦炭氣孔結(jié)構(gòu)，提高焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度。我國(guó)一些焦化廠用無煙煤（或焦粉）作為抗裂劑，其技術(shù)要求是尋找最佳粒度、配量、混勻方法等。這樣可以擴(kuò)大煉焦煤源或減緩半焦收縮，增大焦炭塊度。 6 煤的搗固 把煤搗固，使其密度提高到9501150kg/m3,可使焦炭M40提高1%6%，M10降低2%4%

13、，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR，提高1%6%。在焦炭質(zhì)量變化不大的條件下，煤搗固可以多配5%20%弱粘結(jié)性的氣肥煤、氣煤，這樣可少用主焦煤。 煤搗固的方法，一般是在焦?fàn)t外進(jìn)行。將煤壓塊狀(可方型、長(zhǎng)型、球型等)。與散狀煤料混合裝入焦?fàn)t，可提高裝爐煤料的密度。當(dāng)配入30%50%的型煤時(shí)，其煤的密度可達(dá)800kg/m3，可以顯著改善焦炭質(zhì)量，同時(shí)可以允許增加10%15%的弱粘結(jié)性煤的用量。 7 結(jié)焦速度和悶爐 降低結(jié)焦速度和悶爐都是延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間。對(duì)于粘結(jié)性能好的煤，延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間可以提高焦炭的強(qiáng)度。其機(jī)理是：焦餅在焦?fàn)t內(nèi)成熟之后，再經(jīng)過一段時(shí)間悶爐，達(dá)到提高焦炭質(zhì)量的目的。實(shí)踐表明，延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間1小時(shí)，可提高焦

14、炭M401%。 8 干熄焦 采用惰性氣體熄滅紅熱焦炭的熄焦方法稱之為干法熄焦。干熄焦與濕法焦對(duì)比、干熄焦的焦炭M40可提高3%8%，M10降低0.3%0.8%，焦炭反應(yīng)必降低，粒度均勻。進(jìn)而改善了高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)標(biāo)(焦比降低2%，產(chǎn)量提高1%)，提高了鋼鐵企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 干法熄焦可以減少熄焦對(duì)環(huán)境的污染、同時(shí)可以回收紅焦顯熱的80%。能量轉(zhuǎn)化為電能，又能緩解電力供應(yīng)緊張。據(jù)計(jì)算，年處理能力110萬t的干熄焦炭裝置，噸焦收益在63.09扣除噸焦綜合成本38.70元，可獲凈利噸焦24.39元。 9 新型熄焦方法 改進(jìn)傳統(tǒng)的濕法熄焦，在噴淋量和控制方法上進(jìn)行改進(jìn)，即可熄焦，又使焦炭水份降低(在2

15、%4%)、穩(wěn)定，粒度均勻，裂紋減少，實(shí)現(xiàn)提高焦炭質(zhì)量?，F(xiàn)在比較成熟的工藝有，德國(guó)的穩(wěn)定熄焦和美鋼聯(lián)的低水分熄焦工藝。我國(guó)萊鋼、武鋼邯鋼和鞍鋼等企業(yè)已引用。 10 煤預(yù)熱工藝 將裝爐煤預(yù)熱到150200后再裝爐，不但可以降低煤中的水份，而且可以提高煤的流動(dòng)性進(jìn)而提高了裝爐煤的密度。這樣有利于煤的表面粘結(jié)和界面反應(yīng)，進(jìn)而改善了焦炭的氣孔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)焦炭質(zhì)量的提高。煤的預(yù)熱可以提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力和降低煉焦工序能耗。實(shí)施煤的預(yù)熱尚存在一些技術(shù)難點(diǎn)，影響了該技術(shù)的進(jìn)一步推廣。 11 焦?fàn)t應(yīng)向大型化發(fā)展 焦?fàn)t增加炭化室室容積的辦法是可以提主焦?fàn)t高度(如由4.3m升高到6m)，也可以增加炭化室寬度。增加焦?fàn)t炭

16、化室容積的好處是提高裝爐煤的散密度(煤進(jìn)入高的炭化室下落時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)能增大致)使煤壓實(shí)，炭化室的寬度增大，減少了煤對(duì)炭化室爐墻的“邊壁效應(yīng)”)，煤餅加大后熱態(tài)煤顆粒之間接觸點(diǎn)多，熱解液相產(chǎn)物和氣象物多，膨脹壓力大，利于煤的表面粘接和界面反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)提高焦炭質(zhì)量和節(jié)約能耗。 大型焦焦?fàn)t自動(dòng)化水水平高，生產(chǎn)產(chǎn)出焦炭質(zhì)量量穩(wěn)定，勞動(dòng)動(dòng)產(chǎn)率高，成成本低。 使用同同樣煤種煉焦焦，6m焦?fàn)t爐生產(chǎn)的焦炭炭比4.3mm焦?fàn)t的M440要高3%4%，MM10降低00.5%。 2 加強(qiáng)對(duì)焦?fàn)t爐的管理 焦?fàn)t的的操作水平和和熱工制度對(duì)對(duì)焦炭質(zhì)量、焦焦?fàn)t壽命，生生產(chǎn)成本均有有較大的影響響，建立起相相應(yīng)的管理制制度。穩(wěn)定配配煤

17、、穩(wěn)定操操作、穩(wěn)定焦焦炭質(zhì)量是實(shí)實(shí)現(xiàn)焦化生產(chǎn)產(chǎn)的前提條件件。要最大限限度地減少人人為變動(dòng)因素素。不是搞放放衛(wèi)星創(chuàng)高產(chǎn)產(chǎn)活動(dòng)。也不不要低生產(chǎn)率率作業(yè)。任何何劇烈的變動(dòng)動(dòng)，均會(huì)影響響焦炭質(zhì)量和和焦?fàn)t壽命。建建立設(shè)備定檢檢定修制度，采采用先進(jìn)的爐爐體修補(bǔ)技術(shù)術(shù)，加強(qiáng)對(duì)人人員的繼續(xù)工工程教育，使使勞動(dòng)者的技技能得到不斷斷補(bǔ)充和提高高是建立現(xiàn)代代企業(yè)管理制制度的需求。大大焦?fàn)t要采用用自動(dòng)控溫技技術(shù)，加強(qiáng)日日常焦?fàn)t熱工工調(diào)節(jié)。對(duì)于于保證焦?fàn)t爐爐溫均勻，焦焦炭成熟均勻勻，節(jié)能降耗耗、提高和穩(wěn)穩(wěn)定焦炭質(zhì)量量是十分重要要的。要科學(xué)學(xué)地管理焦?fàn)t爐生產(chǎn)。 專家們們認(rèn)為，在不不改變煉焦配配煤比條件下下，焦炭質(zhì)量量與裝爐煤的的備煤工藝，煉煉焦工藝，焦焦炭的后處理理有