tone mapping:十二五发展 提高焦炭质量的途径

    近年来，焦炭供应紧张，质量下降，成份不稳定，给高炉炼铁生产带来了负面影响。2011年首季全国重点企业高炉入炉焦比与上年同期相比升高4kg/t,炼铁工序能耗降低2.54kgce/t, 喷煤比下降3kg/t。这说明焦炭质量好坏对高炉炼铁来说是至关重要的，特别是对于2000M3容积以上的高炉影响就更大。高炉炼铁市以精料为基础。精料技术水平对高炉指标的影响率在70%，工长操作水平占10%，企业管理水平占10%，设备运行状态占5%，外界因素（动力、供应、上下工序等）占5%。在高冶炼强度和高喷煤比条件下，焦炭质量变化对高炉生产的影响率要占35%。建设大高炉和高炉进行扩容，一定要以提高焦炭质量为前提。提高喷煤比也要有高质量的焦炭质量为保证。评价焦炭质量不但要有M40,M10,灰分，硫分，而且要重视焦炭热反应性(CRI),反应后强度（CSR）指标所起的作用。捣固焦指标好，但与非捣固焦相比，没有起到相应作用。要用高炉实际冶炼效果来评价焦炭质量是科学的。定期从风口取焦炭，进行化验，去指导炼焦配煤的方法也是科学的。

据统计，我国煤炭保有储量为10070亿吨，其中可采储量为1891亿吨，但炼焦煤的储量占全部煤炭贮量的25。28%。主要炼焦煤种----焦煤和肥煤的贮量又在炼焦煤储量的40%以下。所以，全国主焦煤供应紧张，且价格高。

为降低主焦煤用量，而又不影响焦炭质量，进而降低焦炭成本，提高钢铁企业的市场竞争力，国内外焦化界一直在这方面努力工作。国内技术比较先进的焦化厂，在不会对焦炭质量有较大影响条件下，个别企业主焦煤的配比可在25%左右。日本先进的焦化厂，主焦煤的配比可在14%，而对焦炭质量要求仍可保持在较高水平，下面分述他们所采取的相应技术措施。

1、建立理想的炼焦煤基地

焦炭质量的好坏主要是取决于炼焦煤的性质。所以，合理选择炼焦煤基地是保证焦炭质量的首要措施。炼焦煤基地的条件是：煤质好，性能稳定、供应量也能稳定，价格适中，争取运距短。我们希望炼焦煤是灰份低，含硫低、可磨和可选性好、强粘结性好，含碳高、含有害杂质低等。

鞍山热能院孟庆波发表文章，指出焦炭质量优劣主要取决于煤的成因、性质。用煤岩学指标（G值、Y值,反射率等）来指导炼焦配煤，是最科学的。

2、优化煤的粉碎工艺

炼焦用煤的粉碎细度和粒度组成对焦炭质量影响较大。不应当把各种煤先混合再去粉碎。要根据不同煤种（岩相组成的硬度差异），按不同粒度要求进行粉碎和筛分（可使用机械或风力）。对于硬度较高的气煤等煤种要细破碎，对于易粉碎的焦煤和肥煤可有较大的粒度。不同煤种，分组进行粉碎，提出不同粒度要求，这叫做炼焦选择粉碎煤工艺。这种工艺能够提高煤的结焦性和减少焦炭裂纹，进而提高焦炭质量。要通过试验，优化出本企业的最佳配煤气度的方案，来指导炼焦优化生产。我国炼焦配煤中难破碎的气煤配比较高，要重视对气煤的细粒度要求，是可以获得较好的经济效益。我国已开发出不同煤种配煤后焦炭性能预测的软件。

3、煤的调湿

煤的调湿是将煤在装炉之前除掉一部分水分，并要保证水分低，且稳定。一般控制水分在6%左右。脱湿有显著的节能、环保和经济效益，同时可以提高焦炭质量。如煤的水分能稳定在6%左右，其焦炭产量可提高7. 7％，装炉煤密度可提高4%-7％，转鼓指数D150提高0.8%~1.5％。煤脱湿可使用流化床技术，用焦炉烟道废气与湿煤进行热交换；也可以使用干熄焦发电机抽出的蒸汽为热源，在回转式干燥机(多管)内间接热交换。

4、配添加剂

在炼焦煤中适量配入粘结剂、抗裂剂等非煤添加剂，可以改善煤的结焦性能。配入粘结剂工艺适用于低流动性的弱粘结性的煤种，可以改善焦炭的机械强度和焦炭的反应性。抗裂剂使用工艺适用于高流动性的高挥发性媒种，可增大焦炭块度，提高强度 改善焦炭气孔结构，提高焦炭反应后强度。我国一些焦化厂用无烟煤(或焦粉)作为抗裂剂，其技术要求是寻找最佳粒度、配量、混匀方法等。

5、煤的捣固

把煤捣固，使其密度提高到950~1150kg／m3，可使焦炭M40提高1％-6%, M10降低2％~4％，反应后强度CSR,提高1％~6%。在焦炭质量变化不大的条件下，煤捣固可以多配5％-20％弱粘结性的气肥煤、气煤，这样可少用主焦煤。

煤捣固的方法．一般是在焦炉外进行。将煤压成块状(可方型、长方型、球型等)。与散状煤料混合装入焦炉，也有在炉外整体捣固，再推入焦炉炭化室。煤捣固可提高装炉煤料的密度。 当配入30％-50％的型煤时，其煤的密度可达800kg／m3，可以显著改善焦炭质量， 同时可以允许增加10％~15%的弱粘结性煤的用量。

目前，我国已拥有年1亿吨能力的捣固炼焦设施，主要在独立焦化厂。

6 、结焦速度降低或闷炉

降低结焦速度和闷炉都是延长结焦时间。对于粘结性能好的煤，延长结焦时间 可以提高焦炭的强度。其机理是：焦饼在焦炉内成熟之后，再经过一段时间闷炉，可以促使焦炭均匀成熟 均化粒度，达到质量提高。可以通过试验来确定合理的结焦时间、闷炉时间，达到提高焦炭质量的目的。实践表明． 延长结焦时间1小时， 可提高焦炭M401%。

7、干熄焦

采用惰性气体熄灭红热焦炭的熄焦方法称之为干法熄焦。干熄焦与湿法熄焦对比、干熄焦的焦炭M40可提高3%~8％，M10降低0.3％~0.8％，焦炭反应性降低，粒度均匀．进而改善了高炉炼铁技术经济指标(焦比降低2%，产量提高1%)，提高了钢铁企业的市场竞争力。

干法熄焦可以减少熄焦对环境的污染、同时可以回收红焦显热的80%。能量转化为电能，又能缓解电力供应紧张。据计算，年处理能力为110万t的干熄焦装置，吨焦收益在63. 09元 扣除吨焦综合成本38.70元，可获净利吨焦24.39元。

8、新型熄焦方法

改进传统的湿法熄焦，在喷淋量和控制方法上进行改进， 即可熄焦，又使焦炭水份降低(在2％~4％)、稳定，粒度均匀，裂纹减少，实现提高焦炭质量。现在比较成熟的工艺有，德国的稳定熄焦和美钢联的低水分熄焦工艺。我国莱钢、武钢等企业已引用。

9．煤预热工艺

将装炉煤预热到150~200℃后再装炉，不但可以降低煤中的水份，而且可以提高煤的流动性进而提高了装炉煤的密度。这样有利于煤的表面粘结和界面反应，进而改善了焦炭的气孔结构，实现焦炭质量的提高。

煤的预热可以提高焦炉的生产能力和降低炼焦工序能耗。实施煤的预热尚存在一些技术难点，影响了该技术的进一步推广。

10．焦炉应向大型化发展

焦炉增加炭化室容积的办法是可以提高焦炉高度(如由4．3m升高到7m以上)，也可以增加炭化室宽度。增加焦炉炭化室容积的好处是提高装炉煤的散密度（煤进入高的炭化室下落时间长，动能增大致使煤压实，炭化室的宽度增大，减少了煤对炭化室炉墙的“边壁效应”），煤饼加大后热态煤颗粒之间接触点多，热解液相产物和气象物多，膨胀压力大，利于煤的表面粘接和界面反应，实现提高焦炭质量和节约能耗。

大型焦炉自动化水平高，生产出焦炭质量稳定，劳动生产率高，成本低。

使用同样煤种炼焦，6m 焦炉生产的焦炭比4.3m焦炉的M40要高3%~4%，M10降低0.5%。

11、加强对焦炉的管理