提高焦炭质量的途径

1、提高焦炭质量的技术途径 焦炭在在高炉炼铁中中的地位和作作用 焦炭在高炉炉炼铁中是不不可缺少的炉炉料，对高炉炉炼铁技术进进步的影响率率在30%以以上，在高炉炉炼铁精料技技术中占有重重要的地位。焦焦炭对高炉炼炼铁的作用是是： (1)主要要的热量来源源。高炉炼铁铁炭素(包括括焦炭和煤粉粉)燃烧所提提供的热量，占占高炉炼铁总总热量来源的的71%。随随着喷煤比的的提高，焦炭炭用量在逐步步减少。 但是，焦焦炭的用量总总是要大于喷喷煤量。理论论最低焦比为为250kgg/t, 焦焦炭在风口燃燃烧掉55%65%。 (2)还原剂。焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。炉料到风口焦炭溶反应为25%35%

2、。 (3)生铁的溶碳。在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。一般铸造生铁含碳3.9%左右，炼钢生铁在4.3%左右。生铁渗碳消耗焦炭7%10%。 (4)炉料的骨架作用。焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到煤气的透气窗作用。 焦炭的4种作用中，提供热源的主导作用不会改变，这就决定3个理论焦比最低值。低于这个最低值，高炉炼铁就难以正常生产，或经济上就不合算了。在各种条件下高炉炼铁中碳的还原作用和渗碳功能不会有较大的变化。在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。否则，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。焦炭

3、从料线到风口平均粒度减少20%40%。劣质焦炭和热反应性差粉化率会很大。宝钢高炉缸内的焦炭粒度可达33mm。 高炉炼铁对焦炭质量的要求 各国根据资源条件，高炉炼铁要求的焦炭质量是有较大差别(详见表1)。但是，工业发达国家的焦炭质量是明显优于中国，这是这些高炉技术经济指标优于中国的重要原因。 表1各国冶金焦炭质量情况 指标中 国美国德国瑞典韩国英国日本荷兰法国俄罗斯级 级级Garg蒂森SSAB浦项含硫S，1%0.60.610.800.811.00.660.590.650.650.60.60.80.6块度，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 美国GGary厂焦焦炭的挥发份份为1.8%，德国蒂森森和瑞典SSSAB分别为为1.1%和和1.0%。我我们认为，焦焦炭的挥发份份应控制在00.5%11.0%为宜宜。过高会有有生焦存在，焦焦炭强度差；过低是由于于炼焦过火的的原因，这时时焦炭裂纹多多，易碎。 1高高炉大型化以以后对焦炭质质量提出了高高要求，並对对焦炭热性能

5、能有要求 高炉大大型化以后，料料柱增高后，料料的压缩率提提高了，透气气性变差。特特别是炉缸容容积变大以后后，炉缸的焦焦炭状态对高高炉生产的影影响更大了。炼炼铁工作者希希望对不同容容积高炉焦炭炭有不同的质质量，详见表表2。焦炭质质量标准中应应有热性能的的要求。 焦炭含含有K2O+Na2O有有害杂质含量量小于3.00Kg/t。 表2不同容积高高炉对焦炭质质量要求炉容,m3 1000 2000 3000 4000 5000 M40,% 78 82 84 85 86 M10,% 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 反应后强度CSR,% 58 60 63 65 66 反应后指数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焦焦炭质量变化化对高炉炼铁铁的影响 表3焦炭质量对对高炉炼铁的的影响 焦炭质量变化 燃料比 生铁产量 高炉利用系数 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 从表33可看出焦炭炭质量变化对对高炉炼铁的的影响是比较较大的。通过过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条取综合合技术装备可可以改善焦炭炭的M40和和M10指标标。从技术上上讲上述措施施均是可行的的。但是要把把技术与经济济管理相结合合，找出最佳佳操作点，同同时还要考虑虑到资源供给给的条件。所所以各企业要要根据客观条条件，本企业业技术装备现现状，科学、合合理地提出不不同时期不同同炉容的高炉炉对焦炭质量量标准。 提高高焦炭质量的的技术办法1 资源条件的的制约 据统计，我我国煤炭资源源保有储量为为100

8、700亿吨，其中中可开采储量量为18911亿吨，但炼炼焦煤的储量量占全国煤炭炭贮量的255.28%，主主要炼焦煤种种 (焦煤和和肥煤) 的的储量又在炼炼焦煤储量的的40%以下下。所以，仅仅靠提高主焦焦煤的配比来来提高焦炭质质量是不科学学，也不经济济的。现在我我国焦炭生产产能力已超过过3亿吨。22006年上上半年全国规规模以上炼焦焦企业共生产产焦炭1.22897亿吨吨，同比增长长13.633%。按这种种发展态势估估计，我国炼炼焦煤资源很很快就会出现现供应紧张的的局面。所以以，我们应依依靠炼焦科技技进步，逐步步减少主焦煤煤的配比，而而又不影响焦焦炭质量，甚甚至有所提高高，才能实现现我国炼焦工工业的

9、可持续续发展。 2 建建立合理的炼炼焦煤基地和和优化配煤 焦灰灰质量的优劣劣主要取决于于炼焦煤的性性质。所以，合合理选择炼焦焦煤基地是保保障焦炭质量量的首要措施施。炼焦煤基基地的理想条条件是：煤质质好(含碳高高，灰分少，含含硫低，可磨磨和可选性好好，强粘接性性好等)、性性能稳定，供供应量稳定，价价格适中，争争取运距短等等。能够实现现主焦煤、肥肥煤、气煤、瘦瘦煤，1/33焦煤(或气气肥煤)等煤煤种的优化配配置。最终炼炼焦煤的挥发发在25%30%，胶胶质层厚度YY值为1418mm，奥奥亚膨胀度bb20%，基基氏流动度MMF为50100dddpm，在配配合煤有足够够的粘结性时时还要配入软软固温度区间

10、间较大的煤，煤煤岩相组分比比例要适当(在平均最大大反射率Rmmax1.3时，惰性性组分为255%32%；在平均最最大反射率RRmax11.3时，惰惰性组分为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。一般强强粘接性煤配配比在55%60%。 3 优化煤的粉碎工艺 炼焦用煤的粉碎和粒度组成对焦炭质量影响较大。不应当把各种煤先混合再去粉碎，要根据不同煤种(岩相组成的硬度差异)，按不同粒度要求进行粉碎和筛分（可使用机械或风力）。对于硬度较高的气煤等煤种要细破碎，对于易粉碎的焦煤和肥煤可有较大的粒度。不同煤种，分组进行粉碎，提出不同粒度要求，这叫做选择粉碎

11、煤工艺。这种工艺能够提高煤的结焦性和减少焦炭裂纹，进而提高焦炭质量。要通过试验，优化出本企业的最佳配气煤度的方案，来指导炼焦优化生产。我国炼焦配煤中难破碎的气煤配比较高，要重视对气煤的细粒度要求，是可以获得较好的经济效益。我国已开发出不同煤种配煤后焦炭性能预测的软件。 4 煤的调湿 煤的调湿是将煤在装炉之前除掉一部分水分，并要保证水分低，且稳定。一般控制水分在6%左右。脱湿有显著的节能、环保和经济效益，同时可以提高焦炭质量。如煤的水分能稳定在6%左右，其焦炭产量可提高7.7%，装炉密度可提高4%7%，转鼓指数D150提高0.8%1.5%。煤脱湿可使用流化床技术，用焦炉烟道气与湿煤进行热交换；也

12、可以使用干熄焦发电机抽出的蒸汽为热源，在回转式干燥机（多管）内间接热交换。 5 配添加剂 在炼焦煤中适量配入粘结剂、抗裂剂等非煤添加剂，可以改善煤的结焦性能。配入粘结剂工艺适用于低流动性的弱粘结性的煤种，可以改善焦炭的机械强度和焦炭的反应性。抗裂剂使用工艺适用于高流动性的高挥发性煤种，可增大焦炭块度，提高强度、改善焦炭气孔结构，提高焦炭反应后强度。我国一些焦化厂用无烟煤（或焦粉）作为抗裂剂，其技术要求是寻找最佳粒度、配量、混匀方法等。这样可以扩大炼焦煤源或减缓半焦收缩，增大焦炭块度。 6 煤的捣固 把煤捣固，使其密度提高到9501150kg/m3,可使焦炭M40提高1%6%，M10降低2%4%

13、，反应后强度CSR，提高1%6%。在焦炭质量变化不大的条件下，煤捣固可以多配5%20%弱粘结性的气肥煤、气煤，这样可少用主焦煤。 煤捣固的方法，一般是在焦炉外进行。将煤压块状(可方型、长型、球型等)。与散状煤料混合装入焦炉，可提高装炉煤料的密度。当配入30%50%的型煤时，其煤的密度可达800kg/m3，可以显著改善焦炭质量，同时可以允许增加10%15%的弱粘结性煤的用量。 7 结焦速度和闷炉 降低结焦速度和闷炉都是延长结焦时间。对于粘结性能好的煤，延长结焦时间可以提高焦炭的强度。其机理是：焦饼在焦炉内成熟之后，再经过一段时间闷炉，达到提高焦炭质量的目的。实践表明，延长结焦时间1小时，可提高焦

14、炭M401%。 8 干熄焦 采用惰性气体熄灭红热焦炭的熄焦方法称之为干法熄焦。干熄焦与湿法焦对比、干熄焦的焦炭M40可提高3%8%，M10降低0.3%0.8%，焦炭反应必降低，粒度均匀。进而改善了高炉炼铁技术经济标(焦比降低2%，产量提高1%)，提高了钢铁企业的市场竞争力。 干法熄焦可以减少熄焦对环境的污染、同时可以回收红焦显热的80%。能量转化为电能，又能缓解电力供应紧张。据计算，年处理能力110万t的干熄焦炭装置，吨焦收益在63.09扣除吨焦综合成本38.70元，可获净利吨焦24.39元。 9 新型熄焦方法 改进传统的湿法熄焦，在喷淋量和控制方法上进行改进，即可熄焦，又使焦炭水份降低(在2

15、%4%)、稳定，粒度均匀，裂纹减少，实现提高焦炭质量。现在比较成熟的工艺有，德国的稳定熄焦和美钢联的低水分熄焦工艺。我国莱钢、武钢邯钢和鞍钢等企业已引用。 10 煤预热工艺 将装炉煤预热到150200后再装炉，不但可以降低煤中的水份，而且可以提高煤的流动性进而提高了装炉煤的密度。这样有利于煤的表面粘结和界面反应，进而改善了焦炭的气孔结构，实现焦炭质量的提高。煤的预热可以提高焦炉的生产能力和降低炼焦工序能耗。实施煤的预热尚存在一些技术难点，影响了该技术的进一步推广。 11 焦炉应向大型化发展 焦炉增加炭化室室容积的办法是可以提主焦炉高度(如由4.3m升高到6m)，也可以增加炭化室宽度。增加焦炉炭

16、化室容积的好处是提高装炉煤的散密度(煤进入高的炭化室下落时间长，动能增大致)使煤压实，炭化室的宽度增大，减少了煤对炭化室炉墙的“边壁效应”)，煤饼加大后热态煤颗粒之间接触点多，热解液相产物和气象物多，膨胀压力大，利于煤的表面粘接和界面反应，实现提高焦炭质量和节约能耗。 大型焦焦炉自动化水水平高，生产产出焦炭质量量稳定，劳动动产率高，成成本低。 使用同同样煤种炼焦焦，6m焦炉炉生产的焦炭炭比4.3mm焦炉的M440要高3%4%，MM10降低00.5%。 2 加强对焦炉炉的管理 焦炉的的操作水平和和热工制度对对焦炭质量、焦焦炉寿命，生生产成本均有有较大的影响响，建立起相相应的管理制制度。稳定配配煤

17、、稳定操操作、稳定焦焦炭质量是实实现焦化生产产的前提条件件。要最大限限度地减少人人为变动因素素。不是搞放放卫星创高产产活动。也不不要低生产率率作业。任何何剧烈的变动动，均会影响响焦炭质量和和焦炉寿命。建建立设备定检检定修制度，采采用先进的炉炉体修补技术术，加强对人人员的继续工工程教育，使使劳动者的技技能得到不断断补充和提高高是建立现代代企业管理制制度的需求。大大焦炉要采用用自动控温技技术，加强日日常焦炉热工工调节。对于于保证焦炉炉炉温均匀，焦焦炭成熟均匀匀，节能降耗耗、提高和稳稳定焦炭质量量是十分重要要的。要科学学地管理焦炉炉生产。 专家们们认为，在不不改变炼焦配配煤比条件下下，焦炭质量量与装炉煤的的备煤工艺，炼炼焦工艺，焦焦炭的后处理理有