王文杰

摘 要：焦炭是冶金行業(yè)重要的生產(chǎn)原料，在高爐煉鐵生產(chǎn)中起到了發(fā)熱劑、增炭劑、還原劑和材料骨架的作用，對于高爐生產(chǎn)的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)以及鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量都具有重要的影響。隨著市場對鋼鐵產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提高和高爐大型化的發(fā)展，鋼鐵企業(yè)兌焦炭質(zhì)量的要求也越來越高，如何采取技術(shù)措施，不斷提高焦炭質(zhì)量，滿足高爐煉鐵用焦需求便成為了鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)部門需要重點研究的問題。本文主要對提高焦炭質(zhì)量的相關(guān)技術(shù)措施進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：焦炭質(zhì)量；高爐煉鐵；技術(shù)措施；研究分析

焦炭生產(chǎn)的過程實質(zhì)就是煤高溫蒸餾焦化的過程，煤在隔絕空氣的高溫環(huán)境下，會發(fā)生一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)，在一定的時間內(nèi)經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等幾個階段，最終成為高爐煉鐵生產(chǎn)所需要的焦炭。評價焦炭質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)有很多，包括裂紋度、氣孔率、抗碎強度以及硫分、磷分、揮發(fā)分等等，煉鐵生產(chǎn)中使用的冶金焦炭對于這些質(zhì)量指標(biāo)都有嚴(yán)格的要求。為保證高爐鐵水的質(zhì)量，達(dá)到節(jié)焦增炭、降本增效的生產(chǎn)目的，我們必須要采取技術(shù)手段，對焦炭的生產(chǎn)過程加以嚴(yán)格的控制，才能使焦炭達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，從而滿足高爐煉鐵生產(chǎn)對冶金用焦的質(zhì)量要求。

1 焦炭質(zhì)量的影響因素分析

1.1 配煤結(jié)構(gòu)

不同的煤種的成分和理化性質(zhì)是有一定區(qū)別的，其焦化反應(yīng)特性也是不同的，因此，不同的煤種配比對于焦炭的質(zhì)量是有決定性影響的。配煤理論認(rèn)為煉焦配煤中惰性組分與活性組分應(yīng)有一定的比例，煤配比中的惰性組分有利于使煤形成致密的焦炭，不易塌碎；合理的煤配比可以使煤相應(yīng)的理化性質(zhì)，如結(jié)焦性、粘結(jié)性、灰分、硫分等達(dá)到煉焦煤要求。

1.2 煤粉碎細(xì)度

煤的粉碎可以減小煤塊，促進(jìn)煤的充分反應(yīng)，利于結(jié)焦，但粉碎應(yīng)有一定的原則，不是越細(xì)越好，對于煤中的活性組分和惰性組分應(yīng)區(qū)別對待。一般對于煤料中的活性組分不應(yīng)粉碎過細(xì)，惰性組分則應(yīng)粉碎到合適程度，以減少消除焦炭裂紋。

1.3 入爐煤水分

入爐煤水分過多的話最直接的影響就是增加煉焦過程的耗熱量，使升溫速度變慢，焦炭不易成熟，結(jié)焦時間延長；此外，入爐煤水分對焦炭的體積大小、成焦形貌以及焦炭的熱性能等都有影響，入爐煤水分過多還會造成焦質(zhì)疏松，焦餅中心泡焦過多。

1.4 結(jié)焦時間和溫度

煤焦化的過程主要受時間和溫度的影響，而這兩方面因素也是煉焦生產(chǎn)中需要嚴(yán)格控制的，只有在一定的標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍內(nèi)，經(jīng)過相應(yīng)的時間，才能使煤變?yōu)槌墒斓慕固俊Ｈ绻Y(jié)焦時間或溫度不夠的話，容易造成焦炭的不成熟；而時間過長、溫度過高或是波動較大的話，則容易造成焦炭過碎或是出現(xiàn)夾生焦。

1.5 熄焦方式

在目前的煉焦生產(chǎn)工藝中，主要有濕法熄焦和干法熄焦兩種熄焦方式，從對于焦炭的質(zhì)量影響相比而言，干法熄焦要優(yōu)于濕法熄焦。首先，紅焦在干熄爐內(nèi)停留相當(dāng)于增加了悶爐時間，使焦炭的熱性質(zhì)和耐磨強度都得到改善，同時還提高了抗碎強度，減少了焦炭裂紋的產(chǎn)生；干熄的方式還避免了紅焦與水的接觸，沒有水煤氣反應(yīng)的發(fā)生，保持了焦炭氣孔結(jié)構(gòu)的完好。

2 提高焦炭質(zhì)量的技術(shù)措施

2.1 優(yōu)化配煤，改善入爐煤配比

冶金焦炭的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)如灰分、硫分等都與焦炭質(zhì)量有直接的關(guān)系，在煤的配比中，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，適當(dāng)考慮經(jīng)濟性，盡量減少高灰分煤及高價煤的配比，將惰性組分控制在20%～30%?？衫脤嶒炐〗?fàn)t，對煤種配比及其成焦質(zhì)量進(jìn)行分析，不斷總結(jié)經(jīng)驗，達(dá)到煤種的優(yōu)化配比，可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)入爐煤的流動性、熱穩(wěn)定性等，從而控制焦炭質(zhì)量。

2.2 增加入爐煤的堆比重

增加入爐煤的堆比重可以減小煤的間隙，提高煤的密實度，成焦后使焦炭粘結(jié)性和機械強度提高，變得不易破碎，從而改善焦炭質(zhì)量。增加入爐煤堆比重的辦法有很多，主要有煤干燥、搗固、壓實等。

2.3 煤料的合理粉碎和均勻混合

在煤破碎環(huán)節(jié)應(yīng)對煤料進(jìn)行合理粉碎，保持各煤種適宜的粒度大小。例如瘦煤、氣煤應(yīng)細(xì)粉碎，焦煤、肥煤應(yīng)粉碎，使細(xì)度小于3mm的煤料占到總量的85%左右；同時還應(yīng)在儲存、運輸、配煤等環(huán)節(jié)對煤焦均勻混合，使生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量均勻。

2.4 應(yīng)用添加劑

為改善煤的結(jié)焦性和粘結(jié)性等性能，可以采取在煤中適當(dāng)摻入添加劑的辦法，常用的添加劑主要有瘦化劑和粘結(jié)劑兩類。例如，當(dāng)煤的收縮性很大時，可以適當(dāng)添入焦粉；當(dāng)煤料粘結(jié)性不足時，可適當(dāng)加入瀝青或油等粘結(jié)劑，以改善其粘結(jié)性能，提高焦炭質(zhì)量。

2.5 加強對焦?fàn)t溫度和結(jié)焦時間的控制

必須嚴(yán)格控制焦?fàn)t溫度，保持其在標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍內(nèi)，避免溫度過高或過低，并保持焦?fàn)t橫排溫度的均勻性，為焦炭成熟提供適宜的溫度環(huán)境；嚴(yán)格控制并保證足夠的結(jié)焦時間，根據(jù)焦?fàn)t溫度和結(jié)焦時間合理安排推焦計劃。

2.6 加強焦?fàn)t操作管理

裝煤時應(yīng)保證焦?fàn)t裝滿、裝勻，并用平媒桿或搗固機等壓實、壓平；推焦時嚴(yán)格控制推焦時間和推焦系數(shù)，確保準(zhǔn)時出焦，避免提前推焦和延遲推焦，如出現(xiàn)生產(chǎn)問題無法推焦時，則應(yīng)立即采取措施控制加熱，避免溫度過高、時間過長而造成焦炭過火。

2.7 優(yōu)化熄焦工藝

在濕法熄焦中，應(yīng)對噴淋量和控制方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，力求在減少焦炭水分的同時保證熄焦徹底；加強對熄焦工藝的改進(jìn)，干熄焦工藝是國家計委推廣的節(jié)能專項，在促進(jìn)能源高效利用的同時，還可以提高焦炭質(zhì)量，有條件的企業(yè)應(yīng)采取干熄工藝逐步替代過去的濕法熄焦。

3 結(jié)語

焦炭質(zhì)量的影響因素有很多，我們在生產(chǎn)中必須對這些方面加以嚴(yán)格的控制，同時注重對煉焦技術(shù)的研究和改進(jìn)，才能不斷提高焦炭質(zhì)量，為煉鐵生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的冶金焦炭。

參考文獻(xiàn)

[1]邢建通，李洪鈞，宋英臣，等.焦化配煤和工藝控制的研究與生產(chǎn)實踐[J].河南冶金，2008，16（6）：22-23.

[2]潘立慧.干熄焦技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

（作者單位：河北鋼鐵集團邯鋼分公司技術(shù)中心）