捣固炼焦存在问题改进措施

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1、捣固炼焦存在的问题及改进措施2010-05-23 08:05:04|分类：默认分类|标签：|字号大中小 订阅 1我国捣固炼焦发展历程1919年，我国第一座Koppers式捣固焦 炉在鞍钢投产。1956年，我国自行设计的第一座炭化室高3.2m的捣固焦炉投产。1970年，炭化室高3.8m的捣固焦炉建成投产。1995 年，青岛煤气厂使用引进德国摩擦传动、薄层给煤、连续捣打的捣固 机。至1997年，我国先后在大连、抚顺、北台和淮南等市建成了 18座捣固焦炉，炭化室高大多为 3.2米，总产能为212万t/a。在本 世纪初，设计开发了炭化室高 4.3m的捣固焦炉。2005年8月，景 德镇焦化煤气总厂将炭化

2、室高 4.3m、宽450mm的80型顶装焦炉改 造成捣固焦炉。2006年2月邯郸裕泰实业有限公司将炭化室高 4.3 米、宽500mm的顶装焦炉改造成捣固焦炉，拉开了我国 4.3m顶装 焦炉改造成捣固焦炉的序幕。2006年底，5.5m的捣固焦炉在云南曲 靖建成投产，在全国掀起了建设 5.5m捣固焦炉的热潮。现在河北的 旭阳、华丰、河南的金马、山东的日照、邹县、银川的宝丰、神华、 乌海、涟钢、攀钢和江苏的沂州都正在建设5.5m捣固焦炉。2007年6月，中冶焦耐公司总承包了河北唐山市佳华公司的炭化室高 6.25m世界最高的捣固焦炉的建设，预计 2008年8月投产，这标致 着我国大型捣固焦炉技术达到了

3、国际先进水平。2007年9月，中冶焦耐公司中标建设印度塔塔钢铁公司 5m的捣固焦炉，标致着我国大 型捣固焦炉设计正式走向国际市场。同期，涟源钢铁公司和攀枝花钢铁公司也决定新建捣固焦炉，标致着我国大中型钢铁企业开始接受和 采用捣固炼焦技术。近几年，我国的捣固炼焦技术发展很快，投产的 捣固焦炉已有355座，总炼焦生产能力超过了 9600万t/a。但这些 焦炉有95 %以上是建在独立焦化厂，钢铁企业焦化厂采用捣固炼焦工艺的并不多，已投产的只有北台钢铁公司、长治钢铁公司、南昌钢 铁公司和山东潍坊钢铁公司等。2捣固焦炉与顶装焦炉的对比20世纪90年代，我国焦化工作者曾为马钢焦化厂做过捣固炼焦试验，其结论

4、是：在相同配煤比时，捣固 炼焦能大幅度提高焦炭的冷态强度。焦炭气孔壁材料的光学组织主要 取决于原料煤的性质，捣固对其无明显影响。因此，与光学组织有关 的焦炭反应性，在捣固后无显著变化。但可改善焦炭的气孔结构，提 高焦炭反应后强度。在焦炭质量不变的条件下，采用捣固炼焦可使气 煤的配入量提高到70%80%，即可多用高挥发分煤10%20 %。 采用捣固技术可以提高焦炭反应后强度的原因是焦炭的气孔直径变 小、孔壁变厚、气孔率变低，捣固焦炭的耐碱侵蚀性也变强。表1列出了印度塔塔钢铁公司的试验结果，表2为捣固炼焦与顶装炼焦的对 比。表1印度塔塔钢铁公司的试验数据炼焦方式气孔直径 卩m气孔壁厚卩m气孔率 焦

5、炭的CSR不用碱浸 用碱浸顶装炼焦197.5 150.0 45.45 46.6 38.9 捣固炼焦 152.4 154.5 40.15 61.2 55.7表2捣固炼焦和顶装炼焦对比项 目捣固炼焦顶装炼 焦入炉煤水分 严格控制在8%13%。Dillingen要求10%12%、 Tata要求9%10 %才能得到具有最理想的抗压强度和抗剪强度的煤饼。需配置煤棚或煤干燥、煤加湿装置。当煤水分接近14 %时，煤饼倒塌率大大增加 相对不严格8%14 %配煤的煤种 必须依据 所需的焦炭质量，对原料煤的资源情况和经济性进行综合评估，通过 配煤试验选择适宜的配煤比相对不严格入炉煤粒度捣固焦炉越高，对入炉煤粒度和

6、粒级分布的要求越严格。为了得到足够强度的煤 饼，必须将煤料细度粉碎至v 3mm级含量为90 %左右，同时细粒级 的含量（V 0.5 mm ）在45 %50 %相对不严格。一般v 3mm的占 73 %82 %装煤操作 当出现煤饼掉角、倒塌等事故时，处理复杂， 影响焦炭产量。国外某厂捣固焦炉投产初期时，煤饼倒塌率为万分之 一，生产22年后的现在，每天装煤98孔，总有12孔的煤饼出现 问题，煤饼倒塌率为12%。国外某厂4座共230孔4.5m的捣固 焦炉，每天装煤251孑孔平均有10孔左右出现掉角和局部倒塌现象， 煤饼倒塌率为3.98 %。为此，在机侧操作台设置刮板机和胶带机， 以将机侧操作台上的余煤

7、输送至煤塔。当煤饼掉角或倒塌时，将有部 分煤饼推不进去，故特设了煤饼切割机简单焦炉机械重量大（5.5米 炉CP机740t/台；6.25米炉SCP机1350t/台，需引进），结构复杂， 备品车几乎无法设置，维修费用高；捣固机出现问题会影响装煤操作 和焦炭产量 重量小，简单，维修费用低装煤环保 敞开机侧炉门推送 煤饼，产生大量烟尘，其中又含大量荒煤气、焦油和炭黑等可燃物， 给烟尘治理带来极大困难 基本解决炉体寿命 短（一般20多年）长（可达35年以上）多用弱粘煤 可多用20%25%弱粘煤；当为大 型高炉生产高质量焦炭时，弱粘煤的配入量不能太多必须增加型煤、煤调湿等煤预处理措施，才可多用10%15%

8、弱粘煤同配比时， 焦炭质量M40提高35个百分点，M10改善24个百分点，CSR 提高16个百分点不变入炉煤成本低(吨焦入炉煤成本可低 20 45元)高吨焦投资 对于5.5m捣固焦炉，国产捣固机630元， 进口捣固机680750元600元(6米顶装)3我国钢铁企业采用捣固炼焦的情况3.1过去很少采用捣固炼焦的原因(1) 捣固焦炉的寿命要比顶装焦炉短。根据国外大型捣固焦炉的生产实践表明，捣固焦炉存在煤饼炼焦时的膨胀压力大、装煤时机侧炉 头在空气中暴露时间长、煤饼掉角或局部倒塌时焦侧炉头装煤不满易 造成高温等问题而导致炉体的损坏。因此捣固焦炉的炉龄一般为20多年，而顶装焦炉的炉龄可达 30年以上。

9、(2) 捣固焦炉的生产不如顶装焦炉稳定。干扰捣固焦炉稳定生产的因素较多，如入炉煤水分过高或过低、入炉煤粉碎粒度不合格、粒度 分布不合格、煤种变化过多等都会影响煤饼的捣制和煤饼强度。具有 2030个捣固锤的捣固机发生故障也会直接影响炼焦生产。若钢铁 企业焦化厂生产不稳定不仅影响本厂，而且直接关系到整个钢铁联合 企业的平稳生产。特别是中后期炉龄的捣固焦炉，每天都有1 %2%的煤饼或炭化室出现问题，这是对钢铁企业焦化厂稳定生产的威胁 最大。推焦总系数K3是用以评价焦化厂和炼焦车间遵守规定的结焦 时间方面的管理水平，即反应焦炉操作的总体情况。目前我国捣固焦 炉的K3都很低，好的为0.70，低的只有0.

10、35，般在0.60左右。（3）捣固焦炉的装煤烟尘治理难度比顶装焦炉大。捣固焦炉从机侧 推入煤饼时，易造成机侧炉头大量冒烟，至今国内外捣固焦炉的装煤 除尘效果都不太好，不如顶装焦炉。宝钢曾在二期和三期可行性研究 阶段考虑过捣固炼焦技术，最后因国内外尚没有大型高炉长期全部使 用捣固焦炭的生产经验的原因而选用了顶装焦炉。目前，我国独立焦 化厂生产的捣固焦炭几乎都是供中小高炉使用。再加上过去全国的焦 炭总产量不大，强粘结性煤焦煤和肥煤的供应也比较宽松，价格也不 高。如1993年我国的焦炭总产量是9315万吨，仅为2006年（29768 万吨）的三分之一。再加上钢铁企业的焦化厂必须向炼铁厂稳定供应 焦炭

11、的压力远大于独立焦化厂，且焦化厂入炉煤成本由钢铁公司承 担，而不仅由焦化厂自己承担，所以，钢铁企业焦化厂就很少采用捣 固炼焦技术。3.2钢铁企业开始接受捣固炼焦的原因2006年我国的焦炭产量29678万吨，占世界总产量的57%。当年炼焦精煤耗量至少4亿吨， 折合原煤7.5亿吨。炼焦煤供应已成为我国焦化业可持续发展的重大 问题。因国内焦煤和肥煤的储量只占炼焦煤储量的37 %左右，致使优质炼焦煤的供应已成为影响炼焦生产、焦炭质量和炼焦成本的重要 因素。且强粘结性煤与弱粘结性煤的差价越来越大，入炉煤成本也越 来越高。长江以南焦化厂的入炉煤成本已高达9001200元/1,钢铁企业焦化厂所承受的成本压力

12、也越来越大。100多家使用捣固焦炉的独立焦化厂为钢铁企业焦化厂提供了宝贵的实践经验，找到了捣固焦炉的存在问题和改进方向，增强了研发和使用捣固炼焦技术的信 心。特别是国内5.5m捣固焦炉（年产焦炭1.011.05万孔）的投 产和6.25m捣固焦炉（年产焦炭1.2万t/孔）的设计与建设，为钢 铁企业建设大型捣固焦炉提供了有利条件。总之，尽管捣固炼焦技术尚存在许多难题，但可持续发展的潜力深深地吸引着钢铁业的焦化 工作者。虽然捣固炼焦技术在大中型钢铁企业的使用刚刚开始，还需 要扶持、探讨和开发，更需要改进、完善和优化。4捣固炼焦的配煤比和焦炭质量在入炉煤相同的条件下，采用捣固焦炉生产的焦炭质量要好于顶

13、装焦炉。而焦炭质量要求相同时，采用 捣固焦炉就可多配入高挥发分的弱粘结性煤。因此，只要通过配煤试 验，选择合适的入炉煤种，严格控制入炉煤水分、粒度和粒级分布， 完全可以生产出大型高炉所需的优质焦炭。表3和表4中列出了不同 焦化厂捣固焦炉使用的配煤比及焦炭质量。表3不同焦化厂捣固焦炉使用的配煤比及焦炭质量焦化厂河北某厂山西某厂河南某厂配煤比 焦煤28 11.3 20肥煤13.53 14.56 10 1/3 焦煤 29.11 46.64 55 瘦煤 13.8 10 10 气肥煤 15.37 5 焦炭质量 M40 83.4 81 84 M10 6.11 7.23 7.4 表 4 山西某 焦化厂捣固焦

14、炉用的配煤比与焦炭质量序号 1 2 3 4 5 6 7配煤比 % 焦煤 10 13 16 17 10 9 10 肥煤 16 14 11 13 8 12 8 1/3 焦煤 3939 39 37 34 35 34 瘦煤 20 19 17 17 25 20 19 气煤 15 15 17 1623 24 29 焦炭质量 % Aa 12.19 12.58 12.41 11.95 12.50 12.7012.10 Sta 0.64 0.65 0.66 0.66 0.66 0.64 0.64 M25 93.6 93.2 93.394.4 93.8 93.2 92.8 M10 4.4 4.4 4.8 3.6

15、4.6 4.8 4.4 CRI 27.8 23.924.3 24.8 24.3 23.6 30.4 CSR 65.2 67.5 70.0 73.1 68.1 69.2 61.2从表3、4中可看出，对捣固焦炉而言，也是好煤炼好焦，差煤炼差 焦。如4号入炉煤中焦煤和肥煤的配比最高，所得的焦炭质量也最 好；而7号入炉煤中焦煤和肥煤的配比最低，所得的焦炭质量也最 差。当用捣固焦炉为大高炉生产优质焦炭时，也需要多配些强粘结性 煤，当然其配入量肯定少于顶装焦炉。捣固焦炉入炉煤成本的降低主要取决于原料煤的差价，强粘结性煤与高挥发分或弱粘结性煤的差 价越大，入炉煤成本降低得就越多。2005年，我公司将景德镇焦

16、化 煤气总厂的3座（105孔JN43-80型、宽450mm ）产能85万t/a的 顶装焦炉改造为既可捣固又可顶装的焦炉。在捣固炼焦时，因多配入 了低价的长焰煤，使吨焦入炉煤成本降低了32元。湖北冶钢采用捣固焦炉后，吨焦入炉煤成本降低了 4050元。河北裕泰实业集团有 限公司将4.3米焦炉由顶装改造为捣固后，吨焦入炉煤成本降低了 16元。5国外捣固焦炉的操作情况（1）德国的迪林根（Dillingen ）中心焦化厂。2M5孔捣固焦炉，炭化室锥度为20mm，炭化室长X高 X 宽=17250X6250X490mm ,煤饼长 X 高 乂宽= 16250 X6000X450mm，煤饼高/宽=6000/450 = 13.33，结焦时间 19.522h。炭化室装煤量为干煤 45吨或湿煤（水分10 % ） 49.5