炼焦及其工艺流程

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1、炼焦工艺流程介绍-冶金自动化系列专题导读:高炉生产前的准备除了准备铁矿石（烧结矿和球团矿）夕卜，还需要准备好必需的燃料-焦炭。焦炭是高炉冶炼的主 要燃料，焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得 以进行。本专题将详细介绍焦炭生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水 平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。【发表建议】焦炭在高炉冶炼中的作用：1. 发热剂。焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化 学反应得以进行。2. 还原剂。焦

2、炭燃烧产生的C0及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。3. 料柱骨架。焦炭在料柱中占1/31/2的体积，尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在，它对料柱起 骨架作用，高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。4. 渗碳剂。5. 炉料下降提供自由空间。炼焦工艺流程及主要设备简图查看 冶金自动化频道- 炼焦频道炼焦生产工艺流程：现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。工艺流程图如下:1. 洗煤原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。2. 配煤将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，

3、并尽可能地多得到一些化工 产品。3. 炼焦将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦 炭。炭化室内成焦过程如图所示。结焦过程示意图4. 炼焦的产品处理将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉 及烧结等用户。熄焦方法有干法和湿法两种。湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋6090s。干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为24h。在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。炼焦及其工艺流程炼

4、焦coking装炉煤经过高温干馏转化为焦炭、焦炉煤气和化学产品的工艺过程。即煤炭焦化。指主要从硬煤和褐煤中生产焦炭、煤气、干馏炭及煤焦油或沥青等副产品的炼焦炉的操作活 动。根据最终温度，有高温炼焦(9001100C)、中温炼焦(660750C)和低温炼焦(500580C)。通常指高温炼焦。现代炼焦生产在焦化厂炼焦车间进行。炼焦车间一般由一座或几座焦炉及其辅助设施组成， 焦炉的装煤、推焦、熄焦和筛焦组成了焦炉操作的全过程，每个炉组都配备有装煤车、推焦 车、拦焦机、熄焦车和电机车，一侧还应设有焦台和筛焦站。近来开发的炼焦新工艺还有： 配入部分型煤炼焦的配型煤工艺、用捣固法装煤的煤捣固工艺、煤预热工

5、艺等。产品包括：（1）焦炭。炼焦最重要的产品，大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造 与有色金属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中，焦 粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。（2）煤焦油。焦化工业的重要产品，其产量约占装炉煤的3%4%，其组成极为复杂，多 数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用（3）煤气和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的0.2%0.4%，常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨 水等形试作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合 成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但为了经济

6、效益，也是为了环境保护的需要。经 过净化的煤气属中热值煤气，发热量为17500kj/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300400m3,其质量约占装炉煤的16%20%，是钢铁联合企业中的重要气体燃料，其主要成分是 氢和甲烷，可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。高炉用燃料焦炭是高炉冶炼的主要燃料。一、焦炭在高炉冶炼中的作用1. 发热剂。焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料， 使高炉内的各种物理化学反应得以进行。2. 还原剂。焦炭燃烧产生的C0及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。3. 料柱骨架。焦炭在料柱中占1/31/2的体积，尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是

7、以固 体状态存在，它对料柱起骨架作用，高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。4. 渗碳剂。5. 炉料下降提供自由空间。二、高炉冶炼对焦炭质量的要求1 .焦炭的化学成分焦炭的化学成分常以焦炭的工业分析来表示。工业分析项目包括固定碳、灰分、硫分、挥发 分和水分的含量。固定碳含量尽量高，灰分尽量低。我国冶金焦炭灰分一般为11 %14%。硫含量低。焦炭中的挥发分是指在炼焦过程中未分解挥发完的H2、CH4、N2等物质。挥发分含量过高，说明焦炭的结焦程度差，生焦多，强度差；含量过低，则说明结焦程度过 高，易碎。水分含量稳定。焦炭中的水分是湿法熄焦时渗入的，通常为2%6%。2.焦炭的物理性质机械强度高。焦炭

8、的机械强度是指焦炭的耐磨性和抗撞击能力。机械强度不好的焦炭，在转运过程中和高炉内下降过程中破裂产生大量的粉末，进入初渣， 使炉渣的黏度增加，增加煤气阻力，造成炉况不顺。目前我国一般用小转鼓测定焦炭强度。小转鼓是用钢板焊成的无穿心轴的密封圆筒，鼓内径和宽均为1000mm，内壁每隔90焊角 钢一块，共计4块。试验时，取粒度大于60mm的焦炭30kg，放人转鼓内，转鼓以25r/ min的速度旋转100转，即4min，倒出试样，用40mm和l0mm的圆孔筛筛分，以大于 40mm的焦炭占试样总量的百分比（以M40表示）作为破碎强度指标，以小于l0mm的焦炭 占试样总量的百分比（以M10表示）作为耐磨强度

9、指标。M40愈大，Ml0愈小，表明焦炭的强度愈高。一般要求 M4072%，Ml010%o粒度均匀、粉末少。大型高炉焦炭粒度范围为2060mm，中小高炉用焦炭，其粒度分别以2040mm和大于 15mm为宜。3 .焦炭的化学性质焦炭的化学性质包括焦炭的燃烧性和反应性两方面。 燃烧性好。燃烧性是指焦炭在一定温度下与氧反应生成C02的速度，即燃烧速度。其反应式为： 反应性好。反应性是指焦炭在一定温度下和C02作用生成C0的速度。反应式为：C+C02=2CO为了提高炉顶煤气中的CO2含量，改善煤气利用程度，希望焦炭的反应性差些为好。为了扩大燃烧带，使炉缸温度及煤气流分布更为合理，使炉料顺利下降，希望焦炭

10、的燃烧性 差些为好。三、炼焦生产工艺流程炼焦生产工艺流程如图2-2所示。图2-2炼焦生产工艺流程炼焦工艺氮诔焦炉模型炼焦炉现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。1. 洗煤原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。2. 配煤将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽 可能地多得到一些化工产品。3. 炼焦将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过 一定时间，最后形成焦炭。炭化室内成焦过程如图23所示。图2-3结焦过程示意图4. 炼焦的产品处理将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦 炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。熄焦方法有干法和湿法两种。湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋6090s。干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为24 h。在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。