搗固焦生產(chǎn)工藝改進探析

楊書奎

摘要： 為改進焦炭熱性能及焦炭的反應(yīng)強度，通過對搗固焦的工藝及參數(shù)改進，對配煤比進行調(diào)整等，來滿足高爐對焦炭的質(zhì)量需求，同時提高生產(chǎn)效益。

Abstract： In order to improve the thermal performance of the reaction strength of coke， the process and parameters of tamping coke were improved， the coal blending ratio was adjusted to meet the demands of blast furnace for the quality of coke， as well as improve production efficiency.

關(guān)鍵詞： 搗固焦；熱性能；配煤結(jié)構(gòu)

Key words： tamping coke；thermal performance；coal blending structure

中圖分類號：TQ520.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）20-0036-02

0 引言

焦炭在高爐煉鐵中起供熱源、還原劑和支撐骨架的作用。大型高爐煉鐵工藝中，焦炭的支撐骨架作用尤其重要，通過生產(chǎn)實踐和高爐煉鐵研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)以前評價焦炭的質(zhì)量指標M40、M10僅在高爐塊狀帶具有一定的模擬性，經(jīng)歷碳溶反應(yīng)和高溫作用，M40、M10的檢測過程已經(jīng)不具有模擬性。據(jù)此，提出用焦炭反應(yīng)性（CRI）及焦炭反應(yīng)后強度（CSR），來做為評價焦炭的質(zhì)量指標[1]。如何提高焦炭熱性能成為目前焦化企業(yè)主要的研究課題。

1 問題分析

對搗固焦爐來說，入爐煤搗固成煤餅，煤的密度增大，煤粒間隙減小。在煉焦過程中膠質(zhì)體易于填滿空間，氣體不易析出，膠質(zhì)體的膨脹性和流動性都增加，使煤粒間的接觸更加緊密，且密度增加后，煉焦過程中半焦收縮小，減少了成焦過程中的裂紋，所以可以生產(chǎn)冷強度更高的焦炭，而熱性能主要與配合煤本身的性質(zhì)有關(guān)，搗固工藝對其影響不大。同時，由于搗固焦爐設(shè)計錐度?。?0mm），生產(chǎn)高質(zhì)量冶金焦時，推焦電流升高，出現(xiàn)難推焦的問題，被迫延長結(jié)焦時間，不但影響了焦爐的正常生產(chǎn)秩序，還影響后續(xù)生產(chǎn)。

2 研究過程

2.1 方法運用

①利用巖相分析和小焦爐煉焦試驗，對焦炭熱性能進行測定；結(jié)合配煤實驗和配合煤X值的研究，對推焦電流進行預(yù)測；二者進行結(jié)合，確定最終的配煤結(jié)構(gòu)。

②根據(jù)生產(chǎn)的實際需要，對搗固裝煤車進行改造，使搗固煤餅寬度變小。

③通過生產(chǎn)實踐建立配合煤X值與推焦電流的關(guān)系模型。

2.2 方案設(shè)計

2.2.1 結(jié)合工業(yè)分析和巖相分析，利用小焦爐實驗結(jié)果最終判定進煤質(zhì)量，科學(xué)的制定配煤結(jié)構(gòu)。

①單種煤特性的研究分析。對豐達公司目前使用的進場精煤全部進行取樣、常規(guī)化驗分析、巖相分析和小焦爐實驗，分析所得數(shù)據(jù)。②巖相分析判斷精煤變質(zhì)程度和混洗程度。煙煤中鏡質(zhì)組反射率隨煤化程度的增加而有規(guī)律的增加（近似正比），并且不受其它巖石成份的影響，因此可用鏡質(zhì)組最大平均反射率Remax判斷煤化程度，其隨機分布圖標準偏差S表示其單一性，反射率正態(tài)分布曲線峰值和分布形狀來判斷混煤及混煤比例，進而穩(wěn)定進廠煤質(zhì)量，指導(dǎo)焦化生產(chǎn)。③制定確保焦炭熱性能指標的配煤結(jié)構(gòu)。通過對單種煤熱性能的分析，結(jié)合配煤原則，公司制定了多種配煤方案，并進行了搗固小焦爐實驗。詳見表1。

因此礦業(yè)分公司制定了肥煤：14-16%，瘦煤8-10%，1/3焦煤8-10%，1#焦煤20-24%，2#焦煤40-48%的配比結(jié)構(gòu)，可以滿足公司對搗固焦的質(zhì)量要求。

2.2.2 改造裝煤車，降低入爐煤的實際密度。

①原因：在提高焦炭熱性能的同時，焦爐推焦電流不斷升高，當熱性能達到CRI 23%，CSR 63%左右時，出現(xiàn)大量難推焦，極大的影響了焦爐生產(chǎn)，結(jié)焦時間被迫延長，出現(xiàn)了生產(chǎn)及質(zhì)量的問題。②依據(jù)國內(nèi)7m頂裝焦爐生產(chǎn)現(xiàn)狀，在同等配比條件下能夠正常出焦，且焦炭質(zhì)量良好，7m頂裝焦爐的入爐煤密度一般約0.83t/m3，豐達公司決定把煤箱平均寬度調(diào)整到400mm，使實際密度降低并與之匹配，從而降低推焦電流。減小搗固煤餅寬度，煤餅的密度保持不變（1.03t/m3），但相對于整個炭化室來說，實際密度有所降低，緩解煤在結(jié)焦過程中的膨脹量以及提高粘結(jié)性的作用，從而解決難推焦問題[2]。③更換搗固機煤槽后擋板，將后擋板寬度調(diào)整到400mm。

2.2.3 尋求配合煤最終收縮度（X值）與推焦電流的關(guān)系解決難推焦。

①建立推焦電流與配合煤X值的關(guān)系。X值是指煙煤角質(zhì)層指數(shù)測定中溫度730℃時，體積曲線終點與零點線的距離，取決于煤的自身的性質(zhì)，對于配合煤而言沒有加和性。長周期的生產(chǎn)實踐，統(tǒng)計出配合煤X值與平均推焦電流關(guān)系如圖1所示。

②根據(jù)配煤結(jié)構(gòu)比例來預(yù)測推焦電流，確定合適的配煤。單種煤的X值代表了煤料收縮的一種趨勢，根據(jù)經(jīng)驗制定配比方案，進行模擬配制，由配合煤的X值對推焦電流進行預(yù)測，最終決定配煤方案。

2.3 工業(yè)應(yīng)用實驗效果 根據(jù)小焦爐實驗及模擬配煤效果，對配比1、3、5進行實驗，結(jié)果如表2。

實驗數(shù)據(jù)對比，配比1生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量最好，但推焦電流較高，容易產(chǎn)生二次焦甚至難推焦，此方案不能執(zhí)行，而配比3、5即能保證焦炭質(zhì)量，又能保證生產(chǎn)順行，可以把結(jié)焦時間降低到24h。因此，最終把配比3、5確定為豐達公司配煤方案。

3 技術(shù)特點

3.1 利用配合煤最終收縮度（X值）來預(yù)測搗固焦爐的推焦電流，找出了工業(yè)生產(chǎn)中推焦電流與配合煤X值的對應(yīng)關(guān)系。

3.2 在實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)前，利用模擬配煤實驗預(yù)測推焦電流。

3.3 通過降低實際密度緩解焦餅對爐墻的膨脹壓力，減小推焦阻力。

3.4 對裝煤車后檔板進行了改造，進一步縮小了煤餅，降低了入爐煤真實密度。

4 實際效果

經(jīng)過二年多的摸索，不斷優(yōu)化配比，焦炭的熱性能得到了明顯提高，并且通過對搗固裝煤車的改造及加強對配合煤X值的研究，逐步降低了推焦電流，CRI由29%降到23%左右，CSR由61%提高到67%左右，滿足了煉鐵大型高爐的生產(chǎn)對焦炭的要求。

參考文獻：

[1]張海.焦炭的熱性能[J].科技與企業(yè).

[2]馮偉.搗固焦技術(shù)[J].資源與環(huán)保.

[3]黃彬弟.焦爐小煙道內(nèi)襯的修復(fù)[J].燃料與化工，2002（01）.endprint

摘要： 為改進焦炭熱性能及焦炭的反應(yīng)強度，通過對搗固焦的工藝及參數(shù)改進，對配煤比進行調(diào)整等，來滿足高爐對焦炭的質(zhì)量需求，同時提高生產(chǎn)效益。

Abstract： In order to improve the thermal performance of the reaction strength of coke， the process and parameters of tamping coke were improved， the coal blending ratio was adjusted to meet the demands of blast furnace for the quality of coke， as well as improve production efficiency.

關(guān)鍵詞： 搗固焦；熱性能；配煤結(jié)構(gòu)

Key words： tamping coke；thermal performance；coal blending structure

中圖分類號：TQ520.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）20-0036-02

0 引言

焦炭在高爐煉鐵中起供熱源、還原劑和支撐骨架的作用。大型高爐煉鐵工藝中，焦炭的支撐骨架作用尤其重要，通過生產(chǎn)實踐和高爐煉鐵研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)以前評價焦炭的質(zhì)量指標M40、M10僅在高爐塊狀帶具有一定的模擬性，經(jīng)歷碳溶反應(yīng)和高溫作用，M40、M10的檢測過程已經(jīng)不具有模擬性。據(jù)此，提出用焦炭反應(yīng)性（CRI）及焦炭反應(yīng)后強度（CSR），來做為評價焦炭的質(zhì)量指標[1]。如何提高焦炭熱性能成為目前焦化企業(yè)主要的研究課題。

1 問題分析

對搗固焦爐來說，入爐煤搗固成煤餅，煤的密度增大，煤粒間隙減小。在煉焦過程中膠質(zhì)體易于填滿空間，氣體不易析出，膠質(zhì)體的膨脹性和流動性都增加，使煤粒間的接觸更加緊密，且密度增加后，煉焦過程中半焦收縮小，減少了成焦過程中的裂紋，所以可以生產(chǎn)冷強度更高的焦炭，而熱性能主要與配合煤本身的性質(zhì)有關(guān)，搗固工藝對其影響不大。同時，由于搗固焦爐設(shè)計錐度?。?0mm），生產(chǎn)高質(zhì)量冶金焦時，推焦電流升高，出現(xiàn)難推焦的問題，被迫延長結(jié)焦時間，不但影響了焦爐的正常生產(chǎn)秩序，還影響后續(xù)生產(chǎn)。

2 研究過程

2.1 方法運用

①利用巖相分析和小焦爐煉焦試驗，對焦炭熱性能進行測定；結(jié)合配煤實驗和配合煤X值的研究，對推焦電流進行預(yù)測；二者進行結(jié)合，確定最終的配煤結(jié)構(gòu)。

②根據(jù)生產(chǎn)的實際需要，對搗固裝煤車進行改造，使搗固煤餅寬度變小。

③通過生產(chǎn)實踐建立配合煤X值與推焦電流的關(guān)系模型。

2.2 方案設(shè)計

2.2.1 結(jié)合工業(yè)分析和巖相分析，利用小焦爐實驗結(jié)果最終判定進煤質(zhì)量，科學(xué)的制定配煤結(jié)構(gòu)。

①單種煤特性的研究分析。對豐達公司目前使用的進場精煤全部進行取樣、常規(guī)化驗分析、巖相分析和小焦爐實驗，分析所得數(shù)據(jù)。②巖相分析判斷精煤變質(zhì)程度和混洗程度。煙煤中鏡質(zhì)組反射率隨煤化程度的增加而有規(guī)律的增加（近似正比），并且不受其它巖石成份的影響，因此可用鏡質(zhì)組最大平均反射率Remax判斷煤化程度，其隨機分布圖標準偏差S表示其單一性，反射率正態(tài)分布曲線峰值和分布形狀來判斷混煤及混煤比例，進而穩(wěn)定進廠煤質(zhì)量，指導(dǎo)焦化生產(chǎn)。③制定確保焦炭熱性能指標的配煤結(jié)構(gòu)。通過對單種煤熱性能的分析，結(jié)合配煤原則，公司制定了多種配煤方案，并進行了搗固小焦爐實驗。詳見表1。

因此礦業(yè)分公司制定了肥煤：14-16%，瘦煤8-10%，1/3焦煤8-10%，1#焦煤20-24%，2#焦煤40-48%的配比結(jié)構(gòu)，可以滿足公司對搗固焦的質(zhì)量要求。

2.2.2 改造裝煤車，降低入爐煤的實際密度。

①原因：在提高焦炭熱性能的同時，焦爐推焦電流不斷升高，當熱性能達到CRI 23%，CSR 63%左右時，出現(xiàn)大量難推焦，極大的影響了焦爐生產(chǎn)，結(jié)焦時間被迫延長，出現(xiàn)了生產(chǎn)及質(zhì)量的問題。②依據(jù)國內(nèi)7m頂裝焦爐生產(chǎn)現(xiàn)狀，在同等配比條件下能夠正常出焦，且焦炭質(zhì)量良好，7m頂裝焦爐的入爐煤密度一般約0.83t/m3，豐達公司決定把煤箱平均寬度調(diào)整到400mm，使實際密度降低并與之匹配，從而降低推焦電流。減小搗固煤餅寬度，煤餅的密度保持不變（1.03t/m3），但相對于整個炭化室來說，實際密度有所降低，緩解煤在結(jié)焦過程中的膨脹量以及提高粘結(jié)性的作用，從而解決難推焦問題[2]。③更換搗固機煤槽后擋板，將后擋板寬度調(diào)整到400mm。

2.2.3 尋求配合煤最終收縮度（X值）與推焦電流的關(guān)系解決難推焦。

①建立推焦電流與配合煤X值的關(guān)系。X值是指煙煤角質(zhì)層指數(shù)測定中溫度730℃時，體積曲線終點與零點線的距離，取決于煤的自身的性質(zhì)，對于配合煤而言沒有加和性。長周期的生產(chǎn)實踐，統(tǒng)計出配合煤X值與平均推焦電流關(guān)系如圖1所示。

②根據(jù)配煤結(jié)構(gòu)比例來預(yù)測推焦電流，確定合適的配煤。單種煤的X值代表了煤料收縮的一種趨勢，根據(jù)經(jīng)驗制定配比方案，進行模擬配制，由配合煤的X值對推焦電流進行預(yù)測，最終決定配煤方案。

2.3 工業(yè)應(yīng)用實驗效果 根據(jù)小焦爐實驗及模擬配煤效果，對配比1、3、5進行實驗，結(jié)果如表2。

實驗數(shù)據(jù)對比，配比1生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量最好，但推焦電流較高，容易產(chǎn)生二次焦甚至難推焦，此方案不能執(zhí)行，而配比3、5即能保證焦炭質(zhì)量，又能保證生產(chǎn)順行，可以把結(jié)焦時間降低到24h。因此，最終把配比3、5確定為豐達公司配煤方案。

3 技術(shù)特點

3.1 利用配合煤最終收縮度（X值）來預(yù)測搗固焦爐的推焦電流，找出了工業(yè)生產(chǎn)中推焦電流與配合煤X值的對應(yīng)關(guān)系。

3.2 在實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)前，利用模擬配煤實驗預(yù)測推焦電流。

3.3 通過降低實際密度緩解焦餅對爐墻的膨脹壓力，減小推焦阻力。

3.4 對裝煤車后檔板進行了改造，進一步縮小了煤餅，降低了入爐煤真實密度。

4 實際效果

經(jīng)過二年多的摸索，不斷優(yōu)化配比，焦炭的熱性能得到了明顯提高，并且通過對搗固裝煤車的改造及加強對配合煤X值的研究，逐步降低了推焦電流，CRI由29%降到23%左右，CSR由61%提高到67%左右，滿足了煉鐵大型高爐的生產(chǎn)對焦炭的要求。

參考文獻：

[1]張海.焦炭的熱性能[J].科技與企業(yè).

[2]馮偉.搗固焦技術(shù)[J].資源與環(huán)保.

[3]黃彬弟.焦爐小煙道內(nèi)襯的修復(fù)[J].燃料與化工，2002（01）.endprint

摘要： 為改進焦炭熱性能及焦炭的反應(yīng)強度，通過對搗固焦的工藝及參數(shù)改進，對配煤比進行調(diào)整等，來滿足高爐對焦炭的質(zhì)量需求，同時提高生產(chǎn)效益。

Abstract： In order to improve the thermal performance of the reaction strength of coke， the process and parameters of tamping coke were improved， the coal blending ratio was adjusted to meet the demands of blast furnace for the quality of coke， as well as improve production efficiency.

關(guān)鍵詞： 搗固焦；熱性能；配煤結(jié)構(gòu)

Key words： tamping coke；thermal performance；coal blending structure

中圖分類號：TQ520.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）20-0036-02

0 引言

焦炭在高爐煉鐵中起供熱源、還原劑和支撐骨架的作用。大型高爐煉鐵工藝中，焦炭的支撐骨架作用尤其重要，通過生產(chǎn)實踐和高爐煉鐵研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)以前評價焦炭的質(zhì)量指標M40、M10僅在高爐塊狀帶具有一定的模擬性，經(jīng)歷碳溶反應(yīng)和高溫作用，M40、M10的檢測過程已經(jīng)不具有模擬性。據(jù)此，提出用焦炭反應(yīng)性（CRI）及焦炭反應(yīng)后強度（CSR），來做為評價焦炭的質(zhì)量指標[1]。如何提高焦炭熱性能成為目前焦化企業(yè)主要的研究課題。

1 問題分析

對搗固焦爐來說，入爐煤搗固成煤餅，煤的密度增大，煤粒間隙減小。在煉焦過程中膠質(zhì)體易于填滿空間，氣體不易析出，膠質(zhì)體的膨脹性和流動性都增加，使煤粒間的接觸更加緊密，且密度增加后，煉焦過程中半焦收縮小，減少了成焦過程中的裂紋，所以可以生產(chǎn)冷強度更高的焦炭，而熱性能主要與配合煤本身的性質(zhì)有關(guān)，搗固工藝對其影響不大。同時，由于搗固焦爐設(shè)計錐度?。?0mm），生產(chǎn)高質(zhì)量冶金焦時，推焦電流升高，出現(xiàn)難推焦的問題，被迫延長結(jié)焦時間，不但影響了焦爐的正常生產(chǎn)秩序，還影響后續(xù)生產(chǎn)。

2 研究過程

2.1 方法運用

①利用巖相分析和小焦爐煉焦試驗，對焦炭熱性能進行測定；結(jié)合配煤實驗和配合煤X值的研究，對推焦電流進行預(yù)測；二者進行結(jié)合，確定最終的配煤結(jié)構(gòu)。

②根據(jù)生產(chǎn)的實際需要，對搗固裝煤車進行改造，使搗固煤餅寬度變小。

③通過生產(chǎn)實踐建立配合煤X值與推焦電流的關(guān)系模型。

2.2 方案設(shè)計

2.2.1 結(jié)合工業(yè)分析和巖相分析，利用小焦爐實驗結(jié)果最終判定進煤質(zhì)量，科學(xué)的制定配煤結(jié)構(gòu)。

①單種煤特性的研究分析。對豐達公司目前使用的進場精煤全部進行取樣、常規(guī)化驗分析、巖相分析和小焦爐實驗，分析所得數(shù)據(jù)。②巖相分析判斷精煤變質(zhì)程度和混洗程度。煙煤中鏡質(zhì)組反射率隨煤化程度的增加而有規(guī)律的增加（近似正比），并且不受其它巖石成份的影響，因此可用鏡質(zhì)組最大平均反射率Remax判斷煤化程度，其隨機分布圖標準偏差S表示其單一性，反射率正態(tài)分布曲線峰值和分布形狀來判斷混煤及混煤比例，進而穩(wěn)定進廠煤質(zhì)量，指導(dǎo)焦化生產(chǎn)。③制定確保焦炭熱性能指標的配煤結(jié)構(gòu)。通過對單種煤熱性能的分析，結(jié)合配煤原則，公司制定了多種配煤方案，并進行了搗固小焦爐實驗。詳見表1。

因此礦業(yè)分公司制定了肥煤：14-16%，瘦煤8-10%，1/3焦煤8-10%，1#焦煤20-24%，2#焦煤40-48%的配比結(jié)構(gòu)，可以滿足公司對搗固焦的質(zhì)量要求。

2.2.2 改造裝煤車，降低入爐煤的實際密度。

①原因：在提高焦炭熱性能的同時，焦爐推焦電流不斷升高，當熱性能達到CRI 23%，CSR 63%左右時，出現(xiàn)大量難推焦，極大的影響了焦爐生產(chǎn)，結(jié)焦時間被迫延長，出現(xiàn)了生產(chǎn)及質(zhì)量的問題。②依據(jù)國內(nèi)7m頂裝焦爐生產(chǎn)現(xiàn)狀，在同等配比條件下能夠正常出焦，且焦炭質(zhì)量良好，7m頂裝焦爐的入爐煤密度一般約0.83t/m3，豐達公司決定把煤箱平均寬度調(diào)整到400mm，使實際密度降低并與之匹配，從而降低推焦電流。減小搗固煤餅寬度，煤餅的密度保持不變（1.03t/m3），但相對于整個炭化室來說，實際密度有所降低，緩解煤在結(jié)焦過程中的膨脹量以及提高粘結(jié)性的作用，從而解決難推焦問題[2]。③更換搗固機煤槽后擋板，將后擋板寬度調(diào)整到400mm。

2.2.3 尋求配合煤最終收縮度（X值）與推焦電流的關(guān)系解決難推焦。

①建立推焦電流與配合煤X值的關(guān)系。X值是指煙煤角質(zhì)層指數(shù)測定中溫度730℃時，體積曲線終點與零點線的距離，取決于煤的自身的性質(zhì)，對于配合煤而言沒有加和性。長周期的生產(chǎn)實踐，統(tǒng)計出配合煤X值與平均推焦電流關(guān)系如圖1所示。

②根據(jù)配煤結(jié)構(gòu)比例來預(yù)測推焦電流，確定合適的配煤。單種煤的X值代表了煤料收縮的一種趨勢，根據(jù)經(jīng)驗制定配比方案，進行模擬配制，由配合煤的X值對推焦電流進行預(yù)測，最終決定配煤方案。

2.3 工業(yè)應(yīng)用實驗效果 根據(jù)小焦爐實驗及模擬配煤效果，對配比1、3、5進行實驗，結(jié)果如表2。

實驗數(shù)據(jù)對比，配比1生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量最好，但推焦電流較高，容易產(chǎn)生二次焦甚至難推焦，此方案不能執(zhí)行，而配比3、5即能保證焦炭質(zhì)量，又能保證生產(chǎn)順行，可以把結(jié)焦時間降低到24h。因此，最終把配比3、5確定為豐達公司配煤方案。

3 技術(shù)特點

3.1 利用配合煤最終收縮度（X值）來預(yù)測搗固焦爐的推焦電流，找出了工業(yè)生產(chǎn)中推焦電流與配合煤X值的對應(yīng)關(guān)系。

3.2 在實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)前，利用模擬配煤實驗預(yù)測推焦電流。

3.3 通過降低實際密度緩解焦餅對爐墻的膨脹壓力，減小推焦阻力。

3.4 對裝煤車后檔板進行了改造，進一步縮小了煤餅，降低了入爐煤真實密度。

4 實際效果

經(jīng)過二年多的摸索，不斷優(yōu)化配比，焦炭的熱性能得到了明顯提高，并且通過對搗固裝煤車的改造及加強對配合煤X值的研究，逐步降低了推焦電流，CRI由29%降到23%左右，CSR由61%提高到67%左右，滿足了煉鐵大型高爐的生產(chǎn)對焦炭的要求。

參考文獻：

[1]張海.焦炭的熱性能[J].科技與企業(yè).

[2]馮偉.搗固焦技術(shù)[J].資源與環(huán)保.

[3]黃彬弟.焦爐小煙道內(nèi)襯的修復(fù)[J].燃料與化工，2002（01）.endprint