2010第四届焦化年会论文集 (15)

2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 111 稳定 提高新区 焦炭 质量 的 研究 与应用 陈 健 （重钢股份公司钢研所） 【 摘 要 】 重钢 新区 生产 的焦炭强度在同行业中，处于 较高 水平 ， 但 由于所使用的属于高灰高硫炼焦煤，导致焦炭 灰硫分指标比较差 。 本文通过采取了相应的 技术措施， 达到 了整体提高焦炭质量指标的 目的。 【 关键词 】 稳定 提高 焦炭 质量 公司 新区 焦化厂 于 2009 年 9 月装煤投产， 现有 6m 高 焦炉 2 座 ，现 焦炭 生产能力约 120 万吨 /年 。 公司所生产的焦炭强度在国内同行业中，处于 中 上 水平， 2009 年 国内 同行业 平均水平 。 与国内先进水平（宝钢集团 公司） 比，重钢焦炭 百分点 , 高 出 百分点 ，灰硫分指标 却 相差甚远 。焦炭对高炉冶炼起到支撑骨架的作用，特别是在高炉喷煤量加大后，入炉焦比进一步要求降 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 1。焦炭质量指标的 提高一直是公司炼焦生产的主要目标，在煤源种类繁多， 煤的灰硫分高， 煤质波动较大的情况下，合理的配煤结构在炼焦生产中具有重要的作用。另外，焦炭质量除取决于炼焦 用煤的组成和性质外，炼焦工艺制度和焦炭的炉外处理也对焦炭质量有着重要的影响。 重钢炼焦用煤主要有：南桐、永混、渡市、贵州煤、玉龙、天府和瘦煤 等 。 南桐煤为重庆万盛区一带的高灰、高硫、高粘结性主焦煤。反射率 右， G 值约 88，惰性组分 I 值 该煤粘性强，易破碎、粉碎细度较高，该煤种为重钢长期使用的主要主焦煤。 永混煤为重钢长期使用量最大的基础煤，永混煤的 右， G 值约 78，惰性组分 I 值 这两种煤都属 1/3 焦煤，且为洗煤，灰份 右， 粉碎细度较高。 渡市煤是变质程度较高的 1/3 焦煤， 右 ,G 值大约 71，惰性组分 I 值 性质偏向瘦煤。 贵州煤为重钢引进的区外主焦煤， 右， G 值在 84 左右，其分类牌号为 25煤含硫量较高， St,d灰份也较高， 2%以上。 天府煤为重庆北碚区一带煤，属于高灰、高硫、低粘结性主焦煤， 右， 20%左右，G 值在 70 左右，是重钢主焦煤的补充。 玉龙煤为重庆永川地区煤，属于低灰、低硫、高挥发份两性煤， 右， 右，G 值在 70 左右，现在作为 1/3 焦煤与永混煤一起使用。 根据国内外情况，我国高炉工作者在总结多年来操作经验、科研的基础上，对现代高炉用焦炭质量提出了如下要求，见表 1。 表 1 国内高炉对焦炭质量的要求 2 项目 指标要求 灰 份 (越低越好，目前 11% 13%，争取降到 10% 12% 硫 份 (越低越好， 争取降到 下 抗碎强度 ( 80% 85%（大高炉）， 75% 80%（ 中小高炉 ） 耐磨强度 ( 6% 7%（大高炉）， 7% 9%（ 中小高炉 ） 反 应 性 ( 25% 28% 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 112 反应后强度 ( 60% 65% 粒 度 25 28 20 80分 (4%左右（湿法熄焦），力求稳定 制矿山来煤质量 从 2002 年以来，钢铁行业产能急速扩张，煤资源紧张，由于利益的驱使，一些煤矿参假、混参现象严重，煤质下滑且波动大，这给炼焦生产带来了极大的不利影响。为了提高焦炭质量，需加大对入厂煤的检测力度，加强检测手段，利用煤岩学技术对入厂煤 进行检测化验。 由于检测分析手段的提高，入厂煤的G 值、 Y 值的到保证，灰硫分控制在合同规定范围内，保证了炼焦正常的生产。 化储煤工艺 储煤 能力的大小 主要决于焦炉的生产能力及需要的 储存 天数 。 针对 老区煤场存在的诸多 问题，在长寿新区，改露天堆取料煤场 为室内封闭储煤仓，建有 16个储煤仓，每个储煤仓可装煤 工艺既保证了单种煤不混料，煤不变质，避免了煤流失，又控制了煤的水分波动。同时，可以保证新区 4座 6采用自动配煤装置也大大提高配煤的准确性和自动化程度，降低工人 劳动强度，提高劳动效率。 化配煤方案，提高配煤准确度 针对公司炼焦煤质量波动较大，焦炭质量 波动大 的现状，利用煤岩学技术，优化了配煤方案， 在原有配煤方案的基础上，增配瘦煤、地方 1/3 焦煤，改善 了 配合煤 的 结焦性 ，提高了焦炭的强度，控制了焦炭的灰硫分， 见表 2。 表 2 配煤方案的优化 主焦煤 1/3 焦煤 地方 1/3 焦煤 瘦煤 优化前 45 50 5 优化后 40 33 20 7 配煤准确度的高低直接影响到焦炭的质量，为了提高焦炭质量 ,首先要保证较高的配煤准确度。 最初我公司炼焦配煤准确 度约为 76，通过设备改造和技术提高， 现在 配煤准确度提高 80%以上 。 碎细度的控制 重钢炼焦配煤采用的是先配后粉工艺 ,当各单种煤的硬度差别较大时，粉碎粒度不均匀， 在一定程度上难以避免造成的活性组分细度较高而惰性组分细度较低的现象 ,这对焦炭强度有一定的影响。为此 ,需要对工艺上进行改进， 减少设备事故发生率， 从而使得活性组分和惰性组分破碎细度适中 ,使粒度 3比重达到 80%左右，提高配合煤的结焦性，改善焦炭强度的目的。 高堆 密度 重钢 老区 炼焦堆 密度 大约在 t/炭强度 右， 右。增大堆 密度 可以改善焦炭质量，特别是对弱粘结煤尤为明显，增大堆比重的方法有如配型煤等，数据表明，在同样配煤比条件下配型煤炼焦可使 1， 4，反应性降低 5 8，反应后强度提高 5 12，平均块度略有下降，但块度均匀系数提高。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 113 t / m 3焦炭强度图 1 配型煤不同堆密度与焦炭强度的关系 图 1 给出了配型煤不同堆密度与焦炭强度的关系， 由此可以看出，随着堆密度的增大，焦炭转鼓强度随之提高，但上升幅度越来越小。 0 40 60 80型煤配比转鼓强度图 2 型煤配比与焦炭强度的关系 图 2 表明了 型煤配比与焦炭强度之间的关系，当型煤配比达到 40%，型煤之间的空隙已被粉煤充分填满，进一步提高型煤配比，粉煤不足以填满型煤间空隙，装炉煤堆密度反而降低，转鼓强度下降。 3 善加热的均匀性 焦饼是否能够均匀成熟，取决于横排温度均匀性，在调节砖排列一定的情况下，横排温度的均匀性主要通过调节蓄热室顶部吸力来实现。 在新区 生产中，先测量蓄热室顶部吸力，但不急于调节，再分析吸力值的均匀性，判断上升、下降气流压差与标准蓄热室的压差是否相等，还要考 虑实际的燃烧室温度是否正常，最后结合废气分析等手段，达到由微调到精调 的最佳状态，使全炉同向蓄热室顶部吸力保持一致，横排系数大大提高。 焦终温 表 3 2009 年 9份焦炭强度指标情况 月份 指标 9 10 11 12 10 上表 3 中数据可以看出，焦炭抗碎强度不高，且有一定的波动。 公司焦炉焦饼中心温度是 1000 50，结焦时间是 19 个小时，若在此基础上，适当提高焦饼中心温度，延长焖炉时间，可改善 焦炭结构，增加其致密度，从而改善耐磨强度和热性质。 熄焦技术 干熄焦是利用冷的惰性气体，在干熄焦炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦。吸收了红焦热量的惰性气2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 114 体将热量传给干熄焦锅炉产生的蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄焦锅炉产生的中压蒸汽用于发电。 干熄焦能明显改善焦炭质量，一般认为干熄焦比湿熄焦， 高 3% 8%， 焦炭的热性能也有所改善，反应性 低 1% 2%，反应后强度 高 3% 4%。主要表现在： 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 ,同时，减少焦炭 裂纹 的 产生和深化，提高抗碎强度 。 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， 抗碎 强度提高。 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。 表 4 干法熄焦与湿法熄焦焦炭质量对比 4 质量指标 米库姆转鼓， % 筛分组成（ % 平均 块度 应性（ 1050） ml/密度 g/ 10 80 8060 6040 4025 25 湿法 6 3 干法 5 通过采取了以上一系列技术措施 ，重钢 新区焦炭强度得到一定程度的提高，满足了重 钢新区大 型高炉用焦的质量要求。 钢新区焦炭质量情况，见表 1。 表 5 2009 年 9 月 4 月重钢新区焦炭质量统计 9 10 11 12 3 4 平均 t， d 40 10 上表 5 数据可以看出，重钢的焦炭 转鼓 强度指标 比较好 ，从 2009 年 9 月 到 2010 年 4 月 ， 在国内 处于较高水平 ， 高下降幅度达到 百分点； 同时， 焦炭 的灰硫 指标 也在改善 ， 从上表 4 数据可以看出，从 2009 年 9 月到 2010 年 4 月， 最高的 下降幅度达到 百分点， 降到 下降幅度达到 百分点，焦炭灰硫分指标改善效果明显 。 但 从总体来看，焦炭 会硫分 还是偏 高 ，还有待进一步改善提高 。 钢与国内外各大中型钢铁企业冶金焦质量指标比较，见表 6。 表 6 重钢焦炭与 国内外 各大中型钢铁企业冶金焦质量指标 比较 5 项目 企业 ) ) 10 宝钢 钢 钢 国（德雷卡） 大利（塔兰托） 兰（霍戈文） 国（施韦尔根） 010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 115 重钢 均 平均差 +表 6 可以看出，重钢焦炭质量指标 较 差 ，与 国内外各大中型钢铁企业冶金焦质量 平均水平 相 比 ， 分别高出 百分点和 百分点，而 对较 高 ,比 平均水平 高出 百分点 ，平均水平高出 百分点 。可见， 通过采取有效的技术措施， 重钢冶金焦综合质量 整体得到了大幅度提高，但与国内外 同 行业 先进水平 相比，还存在一定的差距，尤其是焦炭的灰硫分 ， 还需要经过不断的探讨摸索，以便使焦炭质量指标 达到最佳 。 通过采用以上技术措施， 重钢新区 焦炭质量指标得到一定程度的提高 ，在国内外处于较高的水平 ，满足了新区大高炉正常生产的需要。 参考文献 1周师庸 等 ， 炼焦煤