提高焦炭质量的若干措施

提高焦炭质量的若干措施高炉大型化和富氧喷煤因其巨大的经济效益和社会效益已经成为世界范围内的大趋势，这对焦炭质量提出了更高的要求。目前我国焦炭质量的现状有些还适应不了这种需求，探索和寻求提高焦炭质量的途径与措施，是炼焦工作者义不容辞的责任。1提高焦炭质量的若干措施影响焦炭质量的因素较多且遍布于炼焦生产的各个环节，提高焦炭质量的技术措施也就是对炼焦生产环节进行改进和完善。1．1原料的选择与预处理（1）合理选择炼焦煤基地和配煤方案。炼焦煤的性质是决定焦炭质量的基本因素，选择适当的炼焦煤及其配比是提高焦炭质量的首要措施。随着煤炭供应的市场化，使得焦化厂选择优质炼焦煤、合理调整配煤比成为可能。如北焦、太原煤炭气化等在部分炉组上采用适当多配低灰、低硫、强粘结性煤的方法炼制优质焦炭（灰分＜10.5%）出口，创造了可观的经济效益。（2）煤料捣固。将炼焦煤在炉外捣固，使其堆积密度提高到950～1150kg/m3，一般可使焦炭M40提高1～6个百分点，M10改善2～4个百分点，CSR提高1～6个百分点。在保证焦炭质量的情况下，采用煤料捣固还可以多配15%～20%的弱粘结性的气煤及气肥煤。（3）型煤压块。将炼焦装炉煤的一部分进行压块成型，与散状煤料混合装炉炼焦，通过提高装炉煤散密度来改善焦炭质量。一般情况下，焦炭质量在一定范围内随型煤配入量的增加而提高，如果保持焦炭机械强度不变，则可增加10%～15%的弱粘结性煤的用量。如宝钢所在的华东地区，弱粘结性气煤几乎占78%，为在炼焦用煤中多配入弱粘结性气煤，并满足4000m3大型高炉的生产要求，从新日铁引进的成型煤工艺，取得了较好的经济效益。（4）煤调湿技术。煤调湿技术是将炼焦煤料在装炉前除掉一部分水分，保持装炉煤水分稳定且相对较低（一般为6%左右）。这项技术因其具有显著的节能、环保和经济效益，以及提高焦炭质量等优势而受到普遍重视，并在日本得到迅速发展。第2代煤调湿技术以干熄焦发电机抽出的蒸汽为热源，在多管回转式干燥机内采用蒸汽与湿煤间接换热。第3代煤调湿技术在流化床内用焦炉烟道气与湿煤直接换热。煤调湿工艺可使焦炉生产能力提高7.7%，装炉煤散密度提高4%～7%，提高0.8～1.5个百分点。（5）选择粉碎。根据炼焦煤中煤种和岩相组成在硬度上的差异，按不同粉碎度的要求，将粉碎和筛分（或风力分离）结合，使煤料粒度更加均匀。由于煤粒分离方法上的差异，选择粉碎又可分为机械选择粉碎和风力选择粉碎。风力选择粉碎不仅在生产能力、投资、能耗、运行等方面显著优于机械选择粉碎外，还可以分离出大颗粒煤及把密度大的惰性组分和灰分高的煤分离出来，使之粉碎的更细。我国炼焦煤中难粉碎的气煤配比较高，风力选择粉碎工艺非常适应这一煤质特点。（6）配添加物。在装炉煤中配入适量的粘结剂和抗裂剂等非煤添加物改善结焦性能。配粘结剂工艺适用于低流动度的弱粘结性煤料，有改善焦炭机械强度和焦炭反应性的功效；配抗裂剂工艺适用于高流动度的高挥发性煤料，可增大焦炭块度、改善焦炭气孔结构、提高焦炭机械强度。2焦炉加工工艺2．1焦炉大型化焦炉大型化是实现冶金焦生产可持续发展的一条重要途径，增加炭化室容积，在生产同等规模焦炭的情况下，可以大大减少出炉次数，减少阵发性的污染，改善炼焦生产环境。焦炉大型化有利于提高焦炉的自动化水平，通过降低能耗，提高劳动生产率来提高焦炭质量及焦化产品的国际竞争能力。一般情况下，6m焦炉比4.3m焦炉焦炭的M40提高3～4个百分点，M10改善0.5个百分点左右。目前，中冶焦耐公司已自行完成了7m顶装焦炉的开发，并正在开展7m焦炉的施工设计。该公司与德国UHDE公司合作设计的兖矿集团和太钢7.63m顶装焦炉正在建设中；公司在捣固焦炉的大型化设计中也进行了自主开发，为山西大同富嘉焦化设计的5.5m捣固焦炉也在实施中。2．2增加焦炉炭化室宽度增加焦炉炭化室宽度，具有提高装炉煤散密度、改善焦饼水平收缩、提高焦炭的机械强度、平均块度及扩大煤源等优点。由中冶焦耐公司开发设计的炭化室高4.3m、宽500mm的JNK43－98D型和JNK43－01F型项装焦炉，已在山西等省的土焦改造中得到广泛应用，取得了较好的效果。但面对我国炼焦煤资源现实，炭化室宽度不宜大于500mm。2．3适当延长结焦时间降低结焦速度或进行适当焖炉都可以延长结焦时间。生产实践表明，对于粘结性较好的煤，适当降低结焦速度，延长结焦时间，可以提高焦炭的机械强度。焦饼成熟再经一段时间焖炉后，可使焦炭粒度更加均匀，焦炭质量得到提高。我国6m焦炉的结焦时间就是基于上述生产经验确定的，结焦时间延长1h，M40提高了1个百分点。3焦炭的后处理3．1干法熄焦（CDQ）干法熄焦（简称干熄焦）是采用惰性气体熄灭赤热焦炭的熄焦方法，具有节能、提高焦炭质量和环保三大优点。与湿法熄焦相比，焦炭的M40提高3～8个百分点，M10改善0.3～0.8个百分点。干熄焦可降低高炉焦比，有利于高炉炉况顺行和提高高炉的生产能力，对采用富氧喷吹技术的大型高炉效果更加显著。国际上公认，大型高炉采用干熄焦炭可降低焦比2%，提高高炉生产能力1%；干熄焦技术还可在焦炭质量相同的情况下，降低强粘结性焦、肥煤配比，降低炼焦成本。现将1×140t/h干熄焦装置（全部国产化，处理焦炭110万t/a）的经济效益分析如下：估算总投资15000万元，可创效益6940余万元，吨焦收益达63.09元，扣除吨焦综合成本38.70元，干熄焦净收益达24.39元/t焦，投产回收期约7.19年。3．2新型湿法熄焦新型湿法熄焦工艺实际上是对传统湿法熄焦的喷洒方式、喷洒量、喷嘴及控制方式的改进，达到熄后焦炭水分低且稳定均匀的目的。新型湿法熄焦可使焦炭水分稳定在2%～4%之间，比原湿法熄焦的焦炭水分至少降低了2个百分点。目前在世界上比较成熟的新型湿法熄焦工艺有美钢联开发的低水分熄焦工艺和德国的稳定熄焦工艺，前者已在我国得到了广泛应用。3．3焦炭整粒如前所述，由于高炉大型化及富氧喷吹技术对焦炭质量的苛刻要求，焦炭整粒应运而生。对熄焦后进入高炉前的焦炭，通过外力的作用和焦块之间的摩擦破裂进行整粒。一般焦炭整粒可以采用切焦工艺，也可以采用增加筛运焦系统的转运次数和落差，通过人为增加的摔落次数达到整粒效果。新型湿法熄焦工艺也具有一定的整粒功能。总之，提高焦炭质量的措施很多，只要至力于炼焦技术的提高和发展，焦炭质量会显著提高，由些也会炼铁生产带来了可观的经济效益及在国际上竞争能力