關(guān)于搗固焦?fàn)t焦炭熱態(tài)強(qiáng)度差異分析探討

馮偉

摘 要：本文針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀，從搗固煉焦工藝操作條件、焦?fàn)t加熱、生產(chǎn)過(guò)程控制幾個(gè)方面分析了3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t焦炭熱態(tài)強(qiáng)度差異的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：熱態(tài)強(qiáng)度 差異 分析探討

中圖分類號(hào)：TQ520.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（b）-0068-02

在同一配比下，3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異從3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t分開(kāi)檢驗(yàn)至今一直是搗固焦?fàn)t生產(chǎn)存在的現(xiàn)象，針對(duì)這一現(xiàn)象，對(duì)3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異這一技術(shù)難題進(jìn)行了分析研究。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

通過(guò)整理2013年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)搗固焦?fàn)t不同爐組間CSR及CRI進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，總結(jié)為三點(diǎn)，表1是2013年1～6月份焦炭熱態(tài)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表。

（1）同一配比下，3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異，波動(dòng)無(wú)規(guī)律，一般CSR差異在-3.3%～+3.2%之間波動(dòng)，CRI差異在-3.8%～+3.8%之間波動(dòng)。

（2）相同配比下，通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)，3、4#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度明顯較5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差，CSR較5、6#焦?fàn)t平均低1%，CRI較5、6#焦?fàn)t平均高0.7%，從概率上講，3、4#焦?fàn)t比5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差的占66%，其中CSR相差大于2%的占31%。

（3）6月份生產(chǎn)的040#和041#配比，3、4#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度CSR較5、6#焦?fàn)t差6.4%和9.2%，CRI較5、6#焦?fàn)t高3.8%和4.6%，與以往相比，數(shù)據(jù)差異較大。

2 影響因素

焦炭熱強(qiáng)度的影響因素很多，加熱制度、正點(diǎn)推焦、熄焦過(guò)程等對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度都有一定程度的影響，在配煤條件穩(wěn)定的情況下，穩(wěn)定和優(yōu)化工藝操作條件對(duì)穩(wěn)定焦炭熱態(tài)強(qiáng)度極為重要。

2.1 搗固煉焦工藝操作條件

2.1.1 配煤操作影響

3～6#焦?fàn)t配煤操作一致，除混煤、單種煤質(zhì)量波動(dòng)外，3～6#焦?fàn)t的備料基本一致，配煤結(jié)構(gòu)和配合煤質(zhì)量不存在差異。

2.1.2 搗固方式影響

由于碳溶反應(yīng)先在大氣孔的表面發(fā)生，接著擴(kuò)散滲透到整個(gè)焦炭?jī)?nèi)部，隨著堆比重的提高，生產(chǎn)的焦炭結(jié)構(gòu)越致密，大氣孔減少，所以焦炭的熱反應(yīng)性較低，熱反應(yīng)后強(qiáng)度提高，焦炭的熱性能得到改善，但不成線性關(guān)系，堆密度與焦炭質(zhì)量在受搗固設(shè)備、操作時(shí)間、加熱制度、水分制約的同時(shí)，應(yīng)存在最佳值，我們現(xiàn)在采用的分層搗固方法，使煤餅形成“塔型堆密度”分布，即根據(jù)每層搗固功和下煤量的不同進(jìn)行參數(shù)調(diào)試，使每層煤餅的堆密度和搗固功由下而上逐層遞減，每層煤間成疊壓交匯。煤餅延炭化室高向堆密度存在差異，導(dǎo)致在成焦過(guò)程中液相產(chǎn)物的流動(dòng)性以及膨脹推動(dòng)力存在不同，這就可能導(dǎo)致延炭化室的焦炭由下而上產(chǎn)生質(zhì)量差異。

2.1.3 搗固設(shè)備影響

3、4#爐和5、6#使用的不是同一臺(tái)scp一體機(jī)，不同的SCP一體機(jī)在進(jìn)行分層搗固時(shí)，應(yīng)對(duì)分層搗固時(shí)間進(jìn)行細(xì)優(yōu)化，消除搗固設(shè)備間的差異。

2.1.4 推焦正點(diǎn)率

受塌餅以及設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，推焦正點(diǎn)率一直是困擾搗固焦?fàn)t穩(wěn)定生產(chǎn)的難題。如果被動(dòng)的非計(jì)劃性延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間，會(huì)對(duì)爐溫的控制造成影響，導(dǎo)致?tīng)t溫波動(dòng)較大。從而對(duì)結(jié)焦過(guò)程造成影響，導(dǎo)致焦炭質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)。近一時(shí)期，3～6#焦?fàn)t的K3系數(shù)相對(duì)正常時(shí)期較低，造成結(jié)焦時(shí)間差異化，進(jìn)而影響焦炭質(zhì)量，圖1、圖2分別是3～6#焦?fàn)t5月份與6月份的K3系數(shù)日控制趨勢(shì)圖。

2.1.5 熄焦水質(zhì)影響

3～6#焦?fàn)t采用的熄焦方式是低水分熄焦，熄焦水質(zhì)混雜，主要有清水、雨水、蒸氨廢水、處理后污水，但因受工藝條件限制，3、4#焦?fàn)t使用蒸氨廢水，5、6#爐不使用蒸氨廢水熄焦，因熄焦水質(zhì)的不同，熄焦水中K、Na離子的含量也不盡相同，其堿性金屬吸附在焦炭表面的多少也盡不相同，在焦炭反應(yīng)中所起的催化快慢作用也不相同，故而使得焦炭存在差異。

2.2 焦?fàn)t加熱

2.2.1 加熱制度

加熱制度是指焦?fàn)t加熱控制的全爐性溫度、壓力和流量等控制指標(biāo)，它包括標(biāo)準(zhǔn)溫度、煤氣流量、煤氣主管壓力、煙道吸力、蓄頂吸力等。就我公司而言，二期的4座搗固焦?fàn)t加熱制度是相同的。雖然制度要求是一致的，但3、4#爐和5、6#爐在加熱方面的日常操作上分別歸各自的熱工作業(yè)區(qū)管理，不同的執(zhí)行人員在操作細(xì)節(jié)上是有區(qū)別的。所以從加熱方面來(lái)講，3～6#需進(jìn)一步加強(qiáng)執(zhí)行加熱制度的一致性。

2.2.2 加熱速度與煉焦終溫

加熱速度反映炭化室內(nèi)煤料結(jié)焦過(guò)程的平均升溫速度，根據(jù)煤的成焦機(jī)理，提高升溫速度可使塑性溫度間隔變寬，流動(dòng)性改善，有利于改善焦炭質(zhì)量。提高煉焦最終溫度，使結(jié)焦后期的熱分解與熱縮聚程度提高。有利于降低焦炭揮發(fā)分和含氫量，使氣孔壁材質(zhì)致密性提高，從而提高焦炭顯微強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度和反應(yīng)后強(qiáng)度。

2.2.3 燜爐時(shí)間

焦餅成熟以后適當(dāng)延長(zhǎng)燜爐時(shí)間，有利于提高結(jié)焦過(guò)程的熱聚合程度，促進(jìn)焦炭石墨化程度的提高，有助于改善焦炭的品質(zhì)，但過(guò)長(zhǎng)的燜爐時(shí)間對(duì)焦炭品質(zhì)的提高不成線性關(guān)系，一般控制在2～3 h之間。

3 生產(chǎn)過(guò)程控制

3.1 焦?fàn)t爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響

為了研究爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響，我們采用2#SCP一體機(jī)、利用3、4#焦?fàn)t所對(duì)應(yīng)煤塔的存煤分別在3、4#焦?fàn)t65#、70#炭化室和5、6#焦?fàn)t23#、28#炭化室進(jìn)行了關(guān)于爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)質(zhì)量影響的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。表2是2#scp一體機(jī)在3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t裝煤操作下的爐溫控制及焦炭質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析表。

本次4爐實(shí)驗(yàn)煤都使用2#一體機(jī)搗固，排除了因?yàn)椴煌膿v固設(shè)備導(dǎo)致的堆密度差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。從溫度情況來(lái)看，4爐焦炭結(jié)焦時(shí)間基本相同，3、4#爐65#、70#炭化室所對(duì)應(yīng)的燃燒室溫度明顯高于5、6#爐23#、28#炭化室所對(duì)應(yīng)的燃燒室溫度。從焦炭CSR來(lái)看結(jié)果相差不大，最大相差為3.4.結(jié)合日常生產(chǎn)中3、4#爐焦炭CSR經(jīng)常低于5、6#爐焦炭的情況，此次實(shí)驗(yàn)已經(jīng)初步驗(yàn)證了提高爐溫有利于改善焦炭CSR的理論。

3.2 熄焦水品質(zhì)對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響

為摸清3、4#焦?fàn)t和5、6#焦?fàn)t熄焦水中堿金屬的含量，通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（天津）有限公司環(huán)境實(shí)驗(yàn)室對(duì)我公司熄焦水檢測(cè)報(bào)告，表3是蒸氨廢水、處理后水、生產(chǎn)用水中鈉、鉀離子的含量分析表。

從分析結(jié)果來(lái)看，處理后水含鉀、鈉離子最少，蒸氨廢水含鉀、鈉離子最多。蒸氨廢水、處理后水、生產(chǎn)用水含鈉離子的比例為41∶1∶21，含鉀離子的比例為4.0∶1.0∶3.3。

從堿金屬離子影響的角度來(lái)分析，蒸氨廢水中的鉀、鈉離子是造成3、4#爐與5、6#爐焦炭熱態(tài)性質(zhì)差異的因素之一。

4 結(jié)論

（1）從堿金屬離子影響的角度來(lái)分析，蒸氨廢水中的鉀、鈉離子是造成3、4#爐與5、6#爐焦炭熱態(tài)性質(zhì)差異的因素之一。

（2）從焦?fàn)t爐溫方面分析，3、4#焦?fàn)t適當(dāng)提高爐溫有助于提高其焦炭品質(zhì)。

（3）優(yōu)化不同SCP一體機(jī)的分層搗固時(shí)間、控制正點(diǎn)推焦率對(duì)縮小3、4#焦?fàn)t和5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差異都是有利的。endprint

摘 要：本文針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀，從搗固煉焦工藝操作條件、焦?fàn)t加熱、生產(chǎn)過(guò)程控制幾個(gè)方面分析了3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t焦炭熱態(tài)強(qiáng)度差異的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：熱態(tài)強(qiáng)度 差異 分析探討

中圖分類號(hào)：TQ520.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（b）-0068-02

在同一配比下，3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異從3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t分開(kāi)檢驗(yàn)至今一直是搗固焦?fàn)t生產(chǎn)存在的現(xiàn)象，針對(duì)這一現(xiàn)象，對(duì)3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異這一技術(shù)難題進(jìn)行了分析研究。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

通過(guò)整理2013年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)搗固焦?fàn)t不同爐組間CSR及CRI進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，總結(jié)為三點(diǎn)，表1是2013年1～6月份焦炭熱態(tài)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表。

（1）同一配比下，3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異，波動(dòng)無(wú)規(guī)律，一般CSR差異在-3.3%～+3.2%之間波動(dòng)，CRI差異在-3.8%～+3.8%之間波動(dòng)。

（2）相同配比下，通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)，3、4#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度明顯較5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差，CSR較5、6#焦?fàn)t平均低1%，CRI較5、6#焦?fàn)t平均高0.7%，從概率上講，3、4#焦?fàn)t比5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差的占66%，其中CSR相差大于2%的占31%。

（3）6月份生產(chǎn)的040#和041#配比，3、4#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度CSR較5、6#焦?fàn)t差6.4%和9.2%，CRI較5、6#焦?fàn)t高3.8%和4.6%，與以往相比，數(shù)據(jù)差異較大。

2 影響因素

焦炭熱強(qiáng)度的影響因素很多，加熱制度、正點(diǎn)推焦、熄焦過(guò)程等對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度都有一定程度的影響，在配煤條件穩(wěn)定的情況下，穩(wěn)定和優(yōu)化工藝操作條件對(duì)穩(wěn)定焦炭熱態(tài)強(qiáng)度極為重要。

2.1 搗固煉焦工藝操作條件

2.1.1 配煤操作影響

3～6#焦?fàn)t配煤操作一致，除混煤、單種煤質(zhì)量波動(dòng)外，3～6#焦?fàn)t的備料基本一致，配煤結(jié)構(gòu)和配合煤質(zhì)量不存在差異。

2.1.2 搗固方式影響

由于碳溶反應(yīng)先在大氣孔的表面發(fā)生，接著擴(kuò)散滲透到整個(gè)焦炭?jī)?nèi)部，隨著堆比重的提高，生產(chǎn)的焦炭結(jié)構(gòu)越致密，大氣孔減少，所以焦炭的熱反應(yīng)性較低，熱反應(yīng)后強(qiáng)度提高，焦炭的熱性能得到改善，但不成線性關(guān)系，堆密度與焦炭質(zhì)量在受搗固設(shè)備、操作時(shí)間、加熱制度、水分制約的同時(shí)，應(yīng)存在最佳值，我們現(xiàn)在采用的分層搗固方法，使煤餅形成“塔型堆密度”分布，即根據(jù)每層搗固功和下煤量的不同進(jìn)行參數(shù)調(diào)試，使每層煤餅的堆密度和搗固功由下而上逐層遞減，每層煤間成疊壓交匯。煤餅延炭化室高向堆密度存在差異，導(dǎo)致在成焦過(guò)程中液相產(chǎn)物的流動(dòng)性以及膨脹推動(dòng)力存在不同，這就可能導(dǎo)致延炭化室的焦炭由下而上產(chǎn)生質(zhì)量差異。

2.1.3 搗固設(shè)備影響

3、4#爐和5、6#使用的不是同一臺(tái)scp一體機(jī)，不同的SCP一體機(jī)在進(jìn)行分層搗固時(shí)，應(yīng)對(duì)分層搗固時(shí)間進(jìn)行細(xì)優(yōu)化，消除搗固設(shè)備間的差異。

2.1.4 推焦正點(diǎn)率

受塌餅以及設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，推焦正點(diǎn)率一直是困擾搗固焦?fàn)t穩(wěn)定生產(chǎn)的難題。如果被動(dòng)的非計(jì)劃性延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間，會(huì)對(duì)爐溫的控制造成影響，導(dǎo)致?tīng)t溫波動(dòng)較大。從而對(duì)結(jié)焦過(guò)程造成影響，導(dǎo)致焦炭質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)。近一時(shí)期，3～6#焦?fàn)t的K3系數(shù)相對(duì)正常時(shí)期較低，造成結(jié)焦時(shí)間差異化，進(jìn)而影響焦炭質(zhì)量，圖1、圖2分別是3～6#焦?fàn)t5月份與6月份的K3系數(shù)日控制趨勢(shì)圖。

2.1.5 熄焦水質(zhì)影響

3～6#焦?fàn)t采用的熄焦方式是低水分熄焦，熄焦水質(zhì)混雜，主要有清水、雨水、蒸氨廢水、處理后污水，但因受工藝條件限制，3、4#焦?fàn)t使用蒸氨廢水，5、6#爐不使用蒸氨廢水熄焦，因熄焦水質(zhì)的不同，熄焦水中K、Na離子的含量也不盡相同，其堿性金屬吸附在焦炭表面的多少也盡不相同，在焦炭反應(yīng)中所起的催化快慢作用也不相同，故而使得焦炭存在差異。

2.2 焦?fàn)t加熱

2.2.1 加熱制度

加熱制度是指焦?fàn)t加熱控制的全爐性溫度、壓力和流量等控制指標(biāo)，它包括標(biāo)準(zhǔn)溫度、煤氣流量、煤氣主管壓力、煙道吸力、蓄頂吸力等。就我公司而言，二期的4座搗固焦?fàn)t加熱制度是相同的。雖然制度要求是一致的，但3、4#爐和5、6#爐在加熱方面的日常操作上分別歸各自的熱工作業(yè)區(qū)管理，不同的執(zhí)行人員在操作細(xì)節(jié)上是有區(qū)別的。所以從加熱方面來(lái)講，3～6#需進(jìn)一步加強(qiáng)執(zhí)行加熱制度的一致性。

2.2.2 加熱速度與煉焦終溫

加熱速度反映炭化室內(nèi)煤料結(jié)焦過(guò)程的平均升溫速度，根據(jù)煤的成焦機(jī)理，提高升溫速度可使塑性溫度間隔變寬，流動(dòng)性改善，有利于改善焦炭質(zhì)量。提高煉焦最終溫度，使結(jié)焦后期的熱分解與熱縮聚程度提高。有利于降低焦炭揮發(fā)分和含氫量，使氣孔壁材質(zhì)致密性提高，從而提高焦炭顯微強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度和反應(yīng)后強(qiáng)度。

2.2.3 燜爐時(shí)間

焦餅成熟以后適當(dāng)延長(zhǎng)燜爐時(shí)間，有利于提高結(jié)焦過(guò)程的熱聚合程度，促進(jìn)焦炭石墨化程度的提高，有助于改善焦炭的品質(zhì)，但過(guò)長(zhǎng)的燜爐時(shí)間對(duì)焦炭品質(zhì)的提高不成線性關(guān)系，一般控制在2～3 h之間。

3 生產(chǎn)過(guò)程控制

3.1 焦?fàn)t爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響

為了研究爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響，我們采用2#SCP一體機(jī)、利用3、4#焦?fàn)t所對(duì)應(yīng)煤塔的存煤分別在3、4#焦?fàn)t65#、70#炭化室和5、6#焦?fàn)t23#、28#炭化室進(jìn)行了關(guān)于爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)質(zhì)量影響的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。表2是2#scp一體機(jī)在3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t裝煤操作下的爐溫控制及焦炭質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析表。

本次4爐實(shí)驗(yàn)煤都使用2#一體機(jī)搗固，排除了因?yàn)椴煌膿v固設(shè)備導(dǎo)致的堆密度差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。從溫度情況來(lái)看，4爐焦炭結(jié)焦時(shí)間基本相同，3、4#爐65#、70#炭化室所對(duì)應(yīng)的燃燒室溫度明顯高于5、6#爐23#、28#炭化室所對(duì)應(yīng)的燃燒室溫度。從焦炭CSR來(lái)看結(jié)果相差不大，最大相差為3.4.結(jié)合日常生產(chǎn)中3、4#爐焦炭CSR經(jīng)常低于5、6#爐焦炭的情況，此次實(shí)驗(yàn)已經(jīng)初步驗(yàn)證了提高爐溫有利于改善焦炭CSR的理論。

3.2 熄焦水品質(zhì)對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響

為摸清3、4#焦?fàn)t和5、6#焦?fàn)t熄焦水中堿金屬的含量，通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（天津）有限公司環(huán)境實(shí)驗(yàn)室對(duì)我公司熄焦水檢測(cè)報(bào)告，表3是蒸氨廢水、處理后水、生產(chǎn)用水中鈉、鉀離子的含量分析表。

從分析結(jié)果來(lái)看，處理后水含鉀、鈉離子最少，蒸氨廢水含鉀、鈉離子最多。蒸氨廢水、處理后水、生產(chǎn)用水含鈉離子的比例為41∶1∶21，含鉀離子的比例為4.0∶1.0∶3.3。

從堿金屬離子影響的角度來(lái)分析，蒸氨廢水中的鉀、鈉離子是造成3、4#爐與5、6#爐焦炭熱態(tài)性質(zhì)差異的因素之一。

4 結(jié)論

（1）從堿金屬離子影響的角度來(lái)分析，蒸氨廢水中的鉀、鈉離子是造成3、4#爐與5、6#爐焦炭熱態(tài)性質(zhì)差異的因素之一。

（2）從焦?fàn)t爐溫方面分析，3、4#焦?fàn)t適當(dāng)提高爐溫有助于提高其焦炭品質(zhì)。

（3）優(yōu)化不同SCP一體機(jī)的分層搗固時(shí)間、控制正點(diǎn)推焦率對(duì)縮小3、4#焦?fàn)t和5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差異都是有利的。endprint

摘 要：本文針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀，從搗固煉焦工藝操作條件、焦?fàn)t加熱、生產(chǎn)過(guò)程控制幾個(gè)方面分析了3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t焦炭熱態(tài)強(qiáng)度差異的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：熱態(tài)強(qiáng)度 差異 分析探討

中圖分類號(hào)：TQ520.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（b）-0068-02

在同一配比下，3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異從3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t分開(kāi)檢驗(yàn)至今一直是搗固焦?fàn)t生產(chǎn)存在的現(xiàn)象，針對(duì)這一現(xiàn)象，對(duì)3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異這一技術(shù)難題進(jìn)行了分析研究。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

通過(guò)整理2013年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)搗固焦?fàn)t不同爐組間CSR及CRI進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，總結(jié)為三點(diǎn)，表1是2013年1～6月份焦炭熱態(tài)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表。

（1）同一配比下，3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度存有差異，波動(dòng)無(wú)規(guī)律，一般CSR差異在-3.3%～+3.2%之間波動(dòng)，CRI差異在-3.8%～+3.8%之間波動(dòng)。

（2）相同配比下，通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)，3、4#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度明顯較5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差，CSR較5、6#焦?fàn)t平均低1%，CRI較5、6#焦?fàn)t平均高0.7%，從概率上講，3、4#焦?fàn)t比5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差的占66%，其中CSR相差大于2%的占31%。

（3）6月份生產(chǎn)的040#和041#配比，3、4#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度CSR較5、6#焦?fàn)t差6.4%和9.2%，CRI較5、6#焦?fàn)t高3.8%和4.6%，與以往相比，數(shù)據(jù)差異較大。

2 影響因素

焦炭熱強(qiáng)度的影響因素很多，加熱制度、正點(diǎn)推焦、熄焦過(guò)程等對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度都有一定程度的影響，在配煤條件穩(wěn)定的情況下，穩(wěn)定和優(yōu)化工藝操作條件對(duì)穩(wěn)定焦炭熱態(tài)強(qiáng)度極為重要。

2.1 搗固煉焦工藝操作條件

2.1.1 配煤操作影響

3～6#焦?fàn)t配煤操作一致，除混煤、單種煤質(zhì)量波動(dòng)外，3～6#焦?fàn)t的備料基本一致，配煤結(jié)構(gòu)和配合煤質(zhì)量不存在差異。

2.1.2 搗固方式影響

由于碳溶反應(yīng)先在大氣孔的表面發(fā)生，接著擴(kuò)散滲透到整個(gè)焦炭?jī)?nèi)部，隨著堆比重的提高，生產(chǎn)的焦炭結(jié)構(gòu)越致密，大氣孔減少，所以焦炭的熱反應(yīng)性較低，熱反應(yīng)后強(qiáng)度提高，焦炭的熱性能得到改善，但不成線性關(guān)系，堆密度與焦炭質(zhì)量在受搗固設(shè)備、操作時(shí)間、加熱制度、水分制約的同時(shí)，應(yīng)存在最佳值，我們現(xiàn)在采用的分層搗固方法，使煤餅形成“塔型堆密度”分布，即根據(jù)每層搗固功和下煤量的不同進(jìn)行參數(shù)調(diào)試，使每層煤餅的堆密度和搗固功由下而上逐層遞減，每層煤間成疊壓交匯。煤餅延炭化室高向堆密度存在差異，導(dǎo)致在成焦過(guò)程中液相產(chǎn)物的流動(dòng)性以及膨脹推動(dòng)力存在不同，這就可能導(dǎo)致延炭化室的焦炭由下而上產(chǎn)生質(zhì)量差異。

2.1.3 搗固設(shè)備影響

3、4#爐和5、6#使用的不是同一臺(tái)scp一體機(jī)，不同的SCP一體機(jī)在進(jìn)行分層搗固時(shí)，應(yīng)對(duì)分層搗固時(shí)間進(jìn)行細(xì)優(yōu)化，消除搗固設(shè)備間的差異。

2.1.4 推焦正點(diǎn)率

受塌餅以及設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，推焦正點(diǎn)率一直是困擾搗固焦?fàn)t穩(wěn)定生產(chǎn)的難題。如果被動(dòng)的非計(jì)劃性延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間，會(huì)對(duì)爐溫的控制造成影響，導(dǎo)致?tīng)t溫波動(dòng)較大。從而對(duì)結(jié)焦過(guò)程造成影響，導(dǎo)致焦炭質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)。近一時(shí)期，3～6#焦?fàn)t的K3系數(shù)相對(duì)正常時(shí)期較低，造成結(jié)焦時(shí)間差異化，進(jìn)而影響焦炭質(zhì)量，圖1、圖2分別是3～6#焦?fàn)t5月份與6月份的K3系數(shù)日控制趨勢(shì)圖。

2.1.5 熄焦水質(zhì)影響

3～6#焦?fàn)t采用的熄焦方式是低水分熄焦，熄焦水質(zhì)混雜，主要有清水、雨水、蒸氨廢水、處理后污水，但因受工藝條件限制，3、4#焦?fàn)t使用蒸氨廢水，5、6#爐不使用蒸氨廢水熄焦，因熄焦水質(zhì)的不同，熄焦水中K、Na離子的含量也不盡相同，其堿性金屬吸附在焦炭表面的多少也盡不相同，在焦炭反應(yīng)中所起的催化快慢作用也不相同，故而使得焦炭存在差異。

2.2 焦?fàn)t加熱

2.2.1 加熱制度

加熱制度是指焦?fàn)t加熱控制的全爐性溫度、壓力和流量等控制指標(biāo)，它包括標(biāo)準(zhǔn)溫度、煤氣流量、煤氣主管壓力、煙道吸力、蓄頂吸力等。就我公司而言，二期的4座搗固焦?fàn)t加熱制度是相同的。雖然制度要求是一致的，但3、4#爐和5、6#爐在加熱方面的日常操作上分別歸各自的熱工作業(yè)區(qū)管理，不同的執(zhí)行人員在操作細(xì)節(jié)上是有區(qū)別的。所以從加熱方面來(lái)講，3～6#需進(jìn)一步加強(qiáng)執(zhí)行加熱制度的一致性。

2.2.2 加熱速度與煉焦終溫

加熱速度反映炭化室內(nèi)煤料結(jié)焦過(guò)程的平均升溫速度，根據(jù)煤的成焦機(jī)理，提高升溫速度可使塑性溫度間隔變寬，流動(dòng)性改善，有利于改善焦炭質(zhì)量。提高煉焦最終溫度，使結(jié)焦后期的熱分解與熱縮聚程度提高。有利于降低焦炭揮發(fā)分和含氫量，使氣孔壁材質(zhì)致密性提高，從而提高焦炭顯微強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度和反應(yīng)后強(qiáng)度。

2.2.3 燜爐時(shí)間

焦餅成熟以后適當(dāng)延長(zhǎng)燜爐時(shí)間，有利于提高結(jié)焦過(guò)程的熱聚合程度，促進(jìn)焦炭石墨化程度的提高，有助于改善焦炭的品質(zhì)，但過(guò)長(zhǎng)的燜爐時(shí)間對(duì)焦炭品質(zhì)的提高不成線性關(guān)系，一般控制在2～3 h之間。

3 生產(chǎn)過(guò)程控制

3.1 焦?fàn)t爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響

為了研究爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響，我們采用2#SCP一體機(jī)、利用3、4#焦?fàn)t所對(duì)應(yīng)煤塔的存煤分別在3、4#焦?fàn)t65#、70#炭化室和5、6#焦?fàn)t23#、28#炭化室進(jìn)行了關(guān)于爐溫對(duì)焦炭熱態(tài)質(zhì)量影響的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。表2是2#scp一體機(jī)在3、4#焦?fàn)t與5、6#焦?fàn)t裝煤操作下的爐溫控制及焦炭質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析表。

本次4爐實(shí)驗(yàn)煤都使用2#一體機(jī)搗固，排除了因?yàn)椴煌膿v固設(shè)備導(dǎo)致的堆密度差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。從溫度情況來(lái)看，4爐焦炭結(jié)焦時(shí)間基本相同，3、4#爐65#、70#炭化室所對(duì)應(yīng)的燃燒室溫度明顯高于5、6#爐23#、28#炭化室所對(duì)應(yīng)的燃燒室溫度。從焦炭CSR來(lái)看結(jié)果相差不大，最大相差為3.4.結(jié)合日常生產(chǎn)中3、4#爐焦炭CSR經(jīng)常低于5、6#爐焦炭的情況，此次實(shí)驗(yàn)已經(jīng)初步驗(yàn)證了提高爐溫有利于改善焦炭CSR的理論。

3.2 熄焦水品質(zhì)對(duì)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的影響

為摸清3、4#焦?fàn)t和5、6#焦?fàn)t熄焦水中堿金屬的含量，通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（天津）有限公司環(huán)境實(shí)驗(yàn)室對(duì)我公司熄焦水檢測(cè)報(bào)告，表3是蒸氨廢水、處理后水、生產(chǎn)用水中鈉、鉀離子的含量分析表。

從分析結(jié)果來(lái)看，處理后水含鉀、鈉離子最少，蒸氨廢水含鉀、鈉離子最多。蒸氨廢水、處理后水、生產(chǎn)用水含鈉離子的比例為41∶1∶21，含鉀離子的比例為4.0∶1.0∶3.3。

從堿金屬離子影響的角度來(lái)分析，蒸氨廢水中的鉀、鈉離子是造成3、4#爐與5、6#爐焦炭熱態(tài)性質(zhì)差異的因素之一。

4 結(jié)論

（1）從堿金屬離子影響的角度來(lái)分析，蒸氨廢水中的鉀、鈉離子是造成3、4#爐與5、6#爐焦炭熱態(tài)性質(zhì)差異的因素之一。

（2）從焦?fàn)t爐溫方面分析，3、4#焦?fàn)t適當(dāng)提高爐溫有助于提高其焦炭品質(zhì)。

（3）優(yōu)化不同SCP一體機(jī)的分層搗固時(shí)間、控制正點(diǎn)推焦率對(duì)縮小3、4#焦?fàn)t和5、6#焦?fàn)t熱態(tài)強(qiáng)度差異都是有利的。endprint