淺談焦炭質(zhì)量的提高與煉焦工藝的發(fā)展

【摘要】隨著大型高爐的使用，鋼鐵廠對(duì)焦炭的質(zhì)量也越來(lái)越重視，這就需要鋼鐵廠員工利用科學(xué)技術(shù)對(duì)焦炭質(zhì)量進(jìn)行提高，以便使高爐生產(chǎn)需求能夠得到滿足。本文分析了高爐使用的焦炭質(zhì)量要求，對(duì)提升焦炭質(zhì)量的技術(shù)進(jìn)行了闡述，并討論了煉焦工藝的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】焦炭質(zhì)量；煉焦工藝；技術(shù)提高；發(fā)展方向

中國(guó)作為一個(gè)鋼鐵和焦炭生產(chǎn)量較大的國(guó)家，現(xiàn)有煉焦企業(yè)大概有180家，所具備的煉焦設(shè)備能力大概有7000萬(wàn)t/a。然而根據(jù)行業(yè)研究可以看出，當(dāng)前許多企業(yè)的煉焦技術(shù)與設(shè)備都不夠先進(jìn)，這使得焦炭質(zhì)量與環(huán)境保護(hù)都不能達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，且國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量和國(guó)外的相比有著明顯的差距，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到大型高爐使用與富氧操作的要求，因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)需要利用更為先進(jìn)的技術(shù)對(duì)焦炭質(zhì)量進(jìn)行提高。

1.高爐使用的焦炭質(zhì)量要求

現(xiàn)如今，大型高爐的使用已經(jīng)是煉鐵產(chǎn)業(yè)所必須具備的生產(chǎn)裝備，根據(jù)研究所得，大型高爐的使用不僅能夠使企業(yè)生產(chǎn)效率、鐵水質(zhì)量得以提高，也能很好的降低環(huán)境污染和人力、物力的消耗。此外，隨著高爐低焦比操作的快速發(fā)展，在維持高爐作業(yè)的情況下，企業(yè)應(yīng)該盡可能的多噴吹煤粉來(lái)取代焦炭，這樣就能夠使降低環(huán)境污染與鐵水生產(chǎn)成本的目的得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)研究表明，煉鐵企業(yè)使用的高爐越大，其噴煤比和焦炭質(zhì)量就越高。而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：高爐的低焦比和高煤比操作使得礦焦比得以提升，焦炭停留于高爐中的時(shí)間也就增長(zhǎng)，這使得焦炭對(duì)高爐滴落帶與軟熔帶所具有的骨架支撐作用就更加明顯。假如使用質(zhì)量差的焦炭，就會(huì)導(dǎo)致焦炭的熔損和粉化潰裂速度加快，從而致使高爐的透氣性降低。我國(guó)幾家大型鋼鐵企業(yè)的大型高爐焦炭質(zhì)量達(dá)到以下指標(biāo)：Aad≤12.5、St，d≤0.7、M40≥82、M10≤7、CRI≤30、CSR≥57。有些企業(yè)的焦炭質(zhì)量遠(yuǎn)高于以上指標(biāo)。

2.提升焦炭質(zhì)量的新技術(shù)

工藝變革是能夠?qū)固抠|(zhì)量進(jìn)行提高的有效方法。其所包含的技術(shù)主要有煤炭預(yù)處理、焦?fàn)t操作及焦炭后處理等。下面主要介紹的是煤炭預(yù)處理技術(shù)。煤炭預(yù)處理技術(shù)有很多種，比如分組粉碎、成型煤、煤預(yù)熱及煤調(diào)濕等，其中分組粉碎和成型煤是當(dāng)前使用較為廣泛的技術(shù)。此外，在煤中添加添加1mol的鹽酸也是一種有效地方法。當(dāng)煤中加入鹽酸后，氣煤（C=87.7wt%daf）與肥煤塑性層厚度值就會(huì)增加15-20%，而肥煤的塑性指數(shù)則是C=79.0-87.2wt%daf。

2.1分組粉碎技術(shù)

對(duì)焦炭質(zhì)量有著極為重要影響的是煉焦煤料，而煉焦煤的預(yù)處理主要是使用分組粉碎技術(shù)，其目的是為了解決以下問(wèn)題：第一，煤種間的粉碎性能有著極大的差異；第二，含有較高惰性物的煤要細(xì)粉碎等，因此，煉鐵企業(yè)在對(duì)煤炭進(jìn)行預(yù)處理的時(shí)候，可以根據(jù)原料煤的粉碎難易度和惰性物含量的不同而進(jìn)行分組粉碎。比如寶鋼，寶鋼的單個(gè)配煤比正常是包含8-10種煤，在對(duì)其進(jìn)行粉碎的時(shí)候，一般是將焦煤和肥煤等容易粉碎的煤種放在一起進(jìn)行粉碎，而氣煤與瘦煤等較難粉碎的煤種則要另行粉碎。寶鋼所使用的粉碎機(jī)是錘式粉碎機(jī)，這種粉碎機(jī)可逆可調(diào)速，還帶有反擊板，且細(xì)度控制良好，能夠很好地達(dá)到預(yù)期粉碎效果。

利用分組粉碎技術(shù)對(duì)煤炭進(jìn)行處理的過(guò)程一般分為兩個(gè)步驟：一是分組粉碎前，要破碎單種煤。在向配煤槽輸送煉焦單種煤之前，要將體積和粉碎難度較大的煤進(jìn)行預(yù)破碎，且60%的煤的粉碎細(xì)度要在3mm以下。二是分組粉碎后，將粉碎煤均勻混合。一般情況下，分組粉碎的兩組煤在粉碎后會(huì)流入同一條傳輸帶，然而這時(shí)候的粉碎煤是處于分層狀態(tài)，所以在將煤炭送入煤塔前，需要利用混合溜槽將其均勻混合?；旌狭鞑鄣慕M成部分是溜槽本體與擋板，其原理是對(duì)煤料下落的速度和溜槽的高度進(jìn)行利用，以使煤料下落時(shí)在擋板內(nèi)進(jìn)行多次沖撞倒運(yùn)，以便使其能夠被均勻混合。

2.2成型煤技術(shù)

高爐中，煤炭的堆積密度越高，焦炭的密度和強(qiáng)度就會(huì)越好。成型煤技術(shù)的主要任務(wù)是按照一定比例將加壓成型的成型煤和粉煤進(jìn)行配制，以便對(duì)爐內(nèi)煤的堆積密度進(jìn)行提高，并增強(qiáng)煉焦煤的粘結(jié)性。然而就目前來(lái)說(shuō)，成型煤技術(shù)還存在一些需要改進(jìn)的地方。比如：第一，其可以與分組粉碎技術(shù)結(jié)合，以便對(duì)劣煤進(jìn)行細(xì)粉碎，并將這類細(xì)粉碎后的劣煤用在生產(chǎn)型煤上面。第二，依據(jù)總的配煤質(zhì)量，調(diào)整型煤與粉煤的比例，以便對(duì)焦炭質(zhì)量給予一定的保障。第三，在確保焦炭質(zhì)量的情況下，對(duì)煤種使用范圍進(jìn)行擴(kuò)張，以便提高劣煤的利用比。

3.煉焦工藝的發(fā)展

現(xiàn)如今，由于受焦?fàn)t存在的弊端與富氧噴煤冶煉技術(shù)的影響，煉焦工藝的發(fā)展方向也發(fā)生了變化，現(xiàn)在的煉焦工藝主要是為了提高焦炭質(zhì)量；擴(kuò)大煤炭的使用范圍；提升煉鐵企業(yè)的生產(chǎn)能力與效率；并降低環(huán)境污染狀況。當(dāng)前煉鐵企業(yè)所使用的煉焦工藝有帶余熱發(fā)電的無(wú)回收焦?fàn)t、巨型煉焦反應(yīng)器、型焦和連續(xù)式煉焦工藝等，下面主要介紹了巨型煉焦反應(yīng)器。

巨型煉焦反應(yīng)器的特點(diǎn)：其是能夠控制工藝的單炭化室和煤預(yù)熱的結(jié)合，不僅保留了室內(nèi)煉焦原理，也將燃燒室與炭化室間的多室系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成了單室系統(tǒng)。單室系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)就是不論是在結(jié)構(gòu)上，還是操作上，其都是一個(gè)獨(dú)立的單元。單室系統(tǒng)是利用對(duì)燃燒室的側(cè)向加固來(lái)對(duì)其承受靜載荷的能力進(jìn)行加強(qiáng)；并利用煤預(yù)熱技術(shù)，提高其生產(chǎn)能力；從而保證能耗和污染物排放量能夠被有效降低。此外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單室系統(tǒng)所使用的煤種可以是弱粘性和不粘結(jié)的配合煤，且焦炭的質(zhì)量較高，而常規(guī)的煉焦方法所生產(chǎn)的焦炭的質(zhì)量與單室系統(tǒng)的焦炭質(zhì)量間有著很大的差距。盡管單室系統(tǒng)的建設(shè)成本與常規(guī)設(shè)備相比有點(diǎn)高，但是其使用的靈活性與穩(wěn)定性較高，能夠讓煉焦裝置達(dá)到最佳生產(chǎn)效率，而且其對(duì)使用煤的種類沒(méi)有要求，可以使用廉價(jià)煤。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于國(guó)內(nèi)的煉焦技術(shù)和設(shè)備與國(guó)外還有一定的差距，這使得焦炭質(zhì)量還不能達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。因此，國(guó)內(nèi)煉鐵企業(yè)需要對(duì)煉焦技術(shù)和煉焦工藝進(jìn)行改善，以便使焦炭質(zhì)量能夠得到提高，從而達(dá)到提高高爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和煉鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

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