2010第四届焦化年会论文集 (98)

2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 385 应用钝化剂提高焦炭强度的 探索 试验 何安政 徐鸣 夏丽萍 （ 江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司总工办 ， 223002） 【 摘 要 】 通过 进行 实验室和生产性试验，探索焦炭钝化剂能够起到改善焦炭热态性能的作用，从而 达到 降低高炉燃料消耗， 节本增效目的。 【关键词】 钝化剂 焦炭 试验 效果 随着煤炭资源日益紧张的趋势，优质炼焦煤资源逐渐减少，煤炭市场价格不断上涨。为了降低成本，焦化行业不得不提高质量较差的炼焦煤配用比例， 而 高炉大型化 和喷煤量的增加 对焦炭质量尤其是热态强度要求越来越高。 在这种 情况 下 ， 焦化行业 不断寻 找提高焦炭强度的途径 以达到满足高炉需要、降低炼铁燃料消耗目的 ，在焦炭上喷洒钝化剂 是 能够起到 改善焦炭热态 性能的 途径之一 。 目前一些捣固焦炉增加弱粘结性煤的配用比例，通过捣固煤饼提高密度使焦炭物理强度得到一定程度的改善，但热强度并没有得到真正改善，如一些焦炭检验中发现物理强度达到二级焦上游水平甚至一级焦质量指标，但热强度低于二级焦标准。 表 1 焦炭物理强度与反应性、反应后强度比较 编号 % 080815 0806316 0805201 080506 在焦炭表面喷洒一定浓度和比例的焦炭钝化剂溶液，使溶解物质经过脱水结晶后吸附在焦炭表面，形成一层保护膜，部分颗粒填充焦炭气孔，抑制 焦炭的反应和向焦炭内容扩散，从而达到降低焦炭反应性提高焦炭热强度的目的。 为了验证焦炭钝化剂 对焦炭热态性能的影响， 试验分两个阶段进行，第一 阶段 实验室试验， 通过实验室试验证明焦炭钝化剂 能够 改善焦炭热强度。 第二阶段 生产性试验，在实验室试验基础上选择一座高炉进行生产性对比试验。 验室试验 样的制备 分别 在高炉槽下取样约 80照“ 4000 1996 焦炭反应性及反应后强度的测定方法”对焦炭进行破碎、筛分 ， 挑选粒度在 20 25样烘干后备用。 烘干后试样选分成 2份，每份 200g，其中一份作为空白样，另外一份喷洒焦炭钝化剂溶液。 验过程 第一 次 ：将焦炭钝化剂溶于 70的热水中，制成 5的水溶液，按照焦炭重量的 3%的比例，均匀喷洒在焦炭试样的表面。整个喷洒过程约 15s，由于喷洒量比较多，焦炭试样表面全部浸润，并有刺激性气体溢出。将喷洒焦炭钝化剂溶液后的焦炭保存 4h 后，按照标准要求进行烘干 后 试验。 分别取 3 个 焦炭样进行对比试验 。 第二 次 ：将焦炭钝化剂溶于 70的热水中，制成 3的水溶液，按照焦炭重量的 2%的比例，均匀喷洒在焦炭试样的表面。将喷洒焦炭钝化剂溶液后的焦炭保存 4h 后，按照标准要求进行烘干 后 试验。 前后 进行了四次 共 11个试样对比 试验 。 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 386 验结果 第一次试验中，反应性平均下降了 反应后强度平均提高了 具体见表 2 表 2 第一次试验 化情况 试样 前 后 变化 前 后 变化 1 2 3 第二次试验中，第 4个试样出现异常现象，添加钝化剂后反应性有所升高，其余试验 中，焦炭反应性都呈下降、反应后强度呈上升趋势。综合各种因素分析，第 4个试样焦炭反应性出现升高可能是其他原因引起的异常变化。剔除第 4 个试样的试验数据，在第二次试验中，焦炭反应性平均下降了 反应后强度平均提高了 具体见表 3。 表 3 第二次试验 化情况 试样 % % 前 后 变化 前 后 变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 验结论 焦炭钝化剂能够降低焦炭反应性，提高焦炭反应后强度，起到改善焦炭热性能的作用。 焦炭的钝化效果与钝化剂的浓度（使用量）直接相关 钝化剂浓度低的效果明显低于高浓度的效果。 在实验室试验过程中，焦炭是在破碎烘干后喷洒钝化剂，实际使用过程中，焦炭含有一定的水分，而且喷洒均匀程度无法与试验时相比。因此， 实验室所做的试验是一种定性 试验， 实际的喷洒效果可能与实验室试验效果 存在 差距。 产性试验 验设备 两个约 31台加压泵、扇形雾化喷头及进出水管道、压缩空气管道、蒸汽 管道、阀门若干。 法及用量 加料罐加满水，通过蒸汽加温，待温度上升至 70左右时， 按 5%的浓度进行加料，同时 开压缩空气进行搅拌，促进焦炭钝化剂溶解。喷头采用 3点选在焦炭称量斗上的振动筛下沿处，加压泵 、喷头的电磁阀分别单独 与振动筛进行联锁，在振动筛振动给焦炭时，喷头对焦炭进行喷洒钝化剂溶液， 通过阀门调整使溶液按焦炭重量的 1 行喷洒， 振动筛停止时，喷头电磁阀关闭。 验期 及高炉选择 选择 3#高炉进行生产性对比试验。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 387 基准期：时间为 2009年 10 月 28 日 11月 10日和 2009年 9月 1 12日，共 26 天。 11月 10日后，受转炉大修影响，无铁水包出铁，高炉控制冶炼强度、减产现象比较严重，高炉各项消耗指标不具有代表性。 试验期： 时间为 2009年 9月 13日 10 月 27日，共 45天。 标对比分析 要入炉原燃料 质量 指标 对 燃料消耗 的 影响 表 4 原燃料对 燃料 比的影响 项 目 试验期 基准期 差值 影响 燃料比 均 焦炭 灰分 / 分 / 25/ 吹煤 灰分 / 炉 矿 结矿 度 计 验期主要原燃料 质量 影响 燃料 比较基准期累计 下 降约 即 g/t，可忽略不计 。 炉燃料消耗 按规定扣除 因设备故障、生产节奏等因素 休风时间 和 钝化剂带入 1水分 后，燃料消耗量统计如下： 表 5 3#高炉燃料比统计表 项目 干焦比 煤比 燃料比 Kg/t Kg/t Kg/t 基准期平均 验期平均 均 值差别（基准期试验期） 验期平均燃料比为 t，较基准期平均燃料比 t 节约 t。 (煤比按 数折算 ) 济效益 试验期间， 3#高炉共生产合格铁水 78214吨，焦炭价格按照 1400元 /t，钝化剂用量 20吨，价格 8500元 /吨，吨铁用量 焦比下降使成本降低： 1000 1400元 /t 焦 喷煤增加使成本上升： kg/t 铁 1000 1000元 /用钝化剂使成本 增加： 20 8500 吨铁经济效益： 产性试验结论 使用钝化剂对焦炭进行喷洒后能够降低入炉干焦比，实现降本增效的目的。 由于 钝化剂 加入方式为溶解于水喷洒在焦炭表面，加入地点选择在焦炭上高炉前的焦炭筛下口，使入炉焦炭水分增加， 产生 干法除尘箱体压差升高、导向板易受堵的影响 ， 在外购焦水分偏大时，影响更明显。如能改变加入方式，其效果可能会更好。 通过对不同时期、不同生产厂家的焦炭取样，喷 洒不同浓度的钝化剂进行实验室试验， 说 明钝化剂能够降低焦炭反应性、提高反应后强度，并且 钝化剂 浓度 高、用量大对改善焦炭热性能效果越显著。通过生2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 388 产性初步试验，说明使用钝化