配煤结构优化在7m焦炉上的实践

以小焦炉实验结果为依据,通过优化配煤结构提升了焦炭质量,得到当前煤源结构条件下适合7 m焦炉的最佳配煤比例(瘦煤17%,肥煤+1/3焦煤35%～38%,焦煤45%～48%)。研究结果表明:降低气煤配比可以有效增大焦炭粒度,但对焦炭冷、热强度影响较小;降低瘦煤配比对焦炭M40和CSR影响较小,但可以有效降低焦炭粒度,17%是瘦煤对M10影响的极限点;肥煤配加过多会影响焦炭的反应后强度,1/3焦煤配加过多会使焦炭的平均粒度变小,肥瘦比在2. 28～2. 61时,焦炭反应后强度最优。     

高硫高灰煤在焦炉炼焦中的应用

介绍了高硫高灰煤在焦炉炼焦中的应用情况。选择合适的高硫高灰煤进行洗选,通过配煤试验,确定合适的焦炉入炉煤配比,用于焦炉的炼焦生产。实践表明:科学合理的配比高硫高灰煤,在保证焦炭质量的前提下,可大大降低入炉煤的成本,拓展了焦炉炼焦配煤的煤种选择。     

焦炉烟道废气干燥炼焦配合煤的余热利用探讨

介绍了利用焦炉烟道废气干燥炼焦配合煤的煤调湿技术,在原料煤入炉工序前,设置一个煤预热干燥器,通过鼓风机从焦炉烟囱根部引出烟道热废气,废气自下而上与干燥器上部落下的煤料换热,预热煤粉带走水蒸汽及尘气,使炼焦配合煤水分降低到6%～7%,烟道废气余热得到有效利用。解决当前节能减排、挖潜增效和降低生产成本的实际问题,并且获得可观的经济效益。通过热量平衡效益核算,认为2座4.3 m焦炉能够满足煤预热调湿的需要,每年能产生约2 692.2万元经济效益。     

提高焦炭热态性能的研究与应用

为提高焦炭热态性能,济钢焦化厂利用小焦炉试验和大工业焦炉试验,确定了主焦煤矿点及适应1750m3大高炉用焦的配煤结构1/3焦煤25%、肥煤25%、焦煤35%、瘦煤15%,与原生产配比相比,焦炭热态反应性平均降低4.6%,反应后强度平均提高4.3%.     

先进的炼焦技术

现代炼焦炉的特征是年产量在250万t以上,焦炉产量高,焦炉产生的荒煤气量大。通过优化炼焦技术,使焦炉生产更加稳定,使焦炉的使用寿命更长,满足环保需要和自动化操作的要求。通过对焦煤压实,使焦炉的产量有了进一步提高。传统的炼焦产生的煤气还可用于生产代替废钢和／或铁水的DRI。     

提高焦炭热态性能的研究与应用

为提高焦炭热态性能，济钢焦化厂利用小焦炉试验和大工业焦炉试验，确定了主焦煤矿点及适应1750m^3大高炉用焦的配煤结构：1／3焦煤25％、肥煤25％、焦煤35％、瘦煤15％，与原生产配比相比，焦炭热态反应性平均降低4．6％，反应后强度平均提高4．3％．     

八钢炼焦配煤攻关实践

文章阐述了针对新疆优质焦煤资源储量少、分布散,采购疆外焦煤炼焦成本高的情况,八钢自2014年开展了提高疆内焦煤配加比例的降本增效攻关。通过实施新煤种开发利用、小焦炉实验、工业试验、生产配比调整、焦化工艺优化等措施,逐步提高疆内焦煤配加比例。八钢炼焦配加疆外煤配比从60%最低降至0,基本稳定在10%,其中山西焦煤由30%至目前停止配加,八钢焦炉充分利用了疆内煤资源,从而降低了炼铁成本。     

以降低能耗为目标的高炉炼铁工序的优化

为降低高炉炼铁工序的能耗,建立了包含高炉、炉顶煤气余压回收透平发电装置(TRT)、鼓风机和热风炉在内的高炉炼铁工序优化模型,该优化模型包含了原燃料参数和工艺参数在内的9个优化变量,设定了变量上下限约束、工艺约束、物质和能量平衡约束等31个线性和非线性的约束条件,并利用序列二次规划法(SQP)求解该优化问题。优化结果表明:要使高炉炼铁工序能耗最小,应增大煤比、降低焦比、提高鼓风温度和采用高压炉顶操作。同时利用该优化模型和算法,分析了煤比、鼓风湿度、鼓风温度和鼓风富氧率对工序能耗及相应的TRT发电量的影响规律。     

攀钢配加气煤和瘦煤炼焦试验

为了在稳定焦炭质量的前提下丰富配煤结构,降低炼焦配煤成本,开展了配加气煤和瘦煤炼焦试验研究。试验根据攀钢西昌钢钒对焦炭质量的需求,利用胶质层重叠原理和按照煤阶相近替代的思路,制定了以气煤代替1/3焦煤、以瘦煤代替焦煤的配煤炼焦试验方案,并在200 kg焦炉上开展了炼焦试验。结果表明,以所选气煤、瘦煤代替1/3焦煤、焦煤配煤炼焦,随着气煤和瘦煤配比的增加,焦炭质量呈下降趋势,当气煤配比为15%、瘦煤配比为12%时,焦炭CSR为55%,对应生产焦炭质量能够满足高炉需求。     

炼焦煤最佳粉碎粒度的研究

选取了几个典型矿点的炼焦煤进行煤质、煤岩分析,制定出粒度优化配煤炼焦试验方案。通过小焦炉和坩埚焦试验,确定了各煤种最佳粉碎粒度:赵各庄肥煤粉碎到3~2 mm,海菱1/3焦煤粉碎到1~0.5 mm,山路焦煤粉碎到2~1.5 mm,三给贫瘦煤粉碎到1~0.5 mm。为了提高贫瘦煤配比,降低焦煤配比,对贫瘦煤进行单独粉碎,控制其粒度1 mm,使工业化生产配煤方案在原配比基础上减少焦煤2%,增加贫瘦煤2%。在保证焦炭质量稳定的同时,配煤成本降低了3.26元/t,年创经济效益1 000多万元。     

多点供热对焦化过程影响的数值分析与优化

 针对多点供热式焦炉的结构特征以及工艺特点,建立了描述其内部流动、传热以及燃烧等过程的燃烧室-炭化室三维非稳态数理模型,并进行了数值求解;考察了多点供热方式下的高向加热均匀性以及NO的生成量,与传统下喷式单点供热方式进行了对比分析;并进一步针对装炉煤的水分、堆密度和初始温度,空气和高炉煤气分级数目,以及废气循环倍率等操作参数开展了正交试验模拟分析。研究结果表明：采用分级燃烧技术,有效提高了焦饼的高向温度均匀性,使其在大规模生产的同时,保证了焦炭的质量;同时,较之传统单点供热焦炉,有效改善了局部燃烧温度过高的现象,使NO体积分数明显减少;废气循环倍率、装炉煤堆密度对焦炉生产的影响最为显著。这对焦炉的大型化、高效节能以及清洁生产有一定的指导作用。     

基于智能算法的炼焦配煤优化方法

炼焦生产过程中,配合煤作为主要原料,不仅决定着焦炭的质量,而且决定着炼焦企业的成本与利润。目前炼焦企业主要采用人工经验调整单种煤配比的方式进行配煤,缺乏科学的依据,难以实现高性价比的配煤方案,以优化炼焦配煤结构。文章以焦炭质量为约束条件,以配合煤成本价格为优化目标,采用人工神经网络预测焦炭质量,模拟退火算法优化单种煤配比。达到了降低配合煤成本、提高焦炭质量、降低冶金焦炭成本、提升企业效益的目的。     

炼焦工艺对干煤和湿煤成焦质量的影响

为了更好地优化炼焦工艺,有效地改善配合煤炼焦的成焦质量,系统性地分析了炼焦工艺及干煤和湿煤炼焦对焦炭强度与反应性的影响.采用5 kg试验焦炉对多种工况下的干煤(水分低于3％)和湿煤(水分高于6％)分别进行炼焦试验.通过研究装炉煤的水分、干基堆密度以及装炉温度对干煤和湿煤成焦强度及焦炭反应性(CRI)的影响,并结合干煤和...     

钢铁联合企业炼焦过程物质与能量流分析

 对不同炼焦工艺进行了比较,研究分析了钢铁联合企业炼焦过程物质流、能量流、硫素流流动规律,介绍了焦炉煤气综合利用途径。认为传统副产回收焦炉仍将是钢铁联合企业焦化的主流工艺;炼焦过程物质与能量流分析的核心问题是碳素流的转换与耗散,是在一定条件下焦炉煤气利用的合理优化和加热煤气热能的有效利用及余热回收。分析结果表明,焦炉加热用煤气消耗是焦化工序的主要能源消耗;干熄焦是具有显著节能效果的余热回收技术;焦炉煤气优化利用应综合考虑钢铁制造流程的优化和钢厂煤气平衡等多方面因素。     

1/3焦煤和气煤在首钢的应用实践

 为降低首钢京唐公司炼焦生产成本,采用300 kg试验焦炉分别对1/3焦煤和3种气煤进行了系统的配煤炼焦试验,分析了使用1/3焦煤和3种气煤后焦炭光学显微结构的变化,以及最终引起的焦炭强度的变化情况,通过试验得出在使用1/3焦煤或气煤替代强黏结性肥煤或焦煤时,1/3焦煤比例不大于10%,QM1、QM3(气煤1、气煤3)比例不大于7%,试验结果用来指导京唐公司炼焦生产,2019年节约炼焦配煤成本2 511万元,效益显著。所以,在炼焦配煤中适当提高低变质程度气煤和 1/3 焦煤的比例,对优化配煤结构和降低炼焦成本具有重要意义。     

大比例气煤配煤炼焦技术研究

介绍了大比例气煤配煤炼焦技术研究和应用情况.实验室模拟常规炼焦煤破碎工艺条件试验表明,当配煤炼焦满足一定的工艺技术指标时,气煤单独炼焦所得焦炭的同性结构和惰性结构在配煤炼焦时会不同程度减少.在6m焦炉开展的大比例气煤配煤试生产攻关结果表明,合理提高气煤的配比至10％、16％、20％,焦炭质量能满足大高炉要求,其中热强度可达到64.4％以上,转鼓强度（M40）可达到87％以上,不仅可以降低焦炭灰分,而且还可以降低配煤成本,从而提高企业经济效益.     

2 kg试验焦炉炼焦过程传输行为的数值模拟

为了研究炼焦过程中煤传热传质现象的规律,建立2 kg试验炼焦过程流动、传热及传质过程的数学模型。模型中将装炉煤/焦饼假设为多孔介质,结合水分蒸发冷凝与挥发分析出子模型,模拟了配合煤焦化过程中的传热、水分传递、挥发分析出及荒煤气流动等现象,并分析水分含量对煤层中心温度的影响。结果表明,数学模型可反映试验焦炉炼焦过程中的传输现象。炼焦过程中,焦饼温度会受到烟道回流空气的影响,顶部装炉煤成焦所需时间较长。在水蒸气冷凝的作用下,装炉煤中心水分含量会在焦化过程中逐渐升高,并使装炉煤中心温度达到100 ℃时形成恒温平台。     

2 kg试验焦炉炼焦过程传输行为的数值模拟

为了研究炼焦过程中煤传热传质现象的规律,建立2 kg试验炼焦过程流动、传热及传质过程的数学模型。模型中将装炉煤/焦饼假设为多孔介质,结合水分蒸发冷凝与挥发分析出子模型,模拟了配合煤焦化过程中的传热、水分传递、挥发分析出及荒煤气流动等现象,并分析水分含量对煤层中心温度的影响。结果表明,数学模型可反映试验焦炉炼焦过程中的传输现象。炼焦过程中,焦饼温度会受到烟道回流空气的影响,顶部装炉煤成焦所需时间较长。在水蒸气冷凝的作用下,装炉煤中心水分含量会在焦化过程中逐渐升高,并使装炉煤中心温度达到100 ℃时形成恒温平台。     

顶装焦炉改为捣固焦生产后的问题及改进

为降低生产成本,济钢将3座4.3 m顶装焦炉改为捣固焦生产。由于入炉煤在结焦过程中收缩量相对变小,配套设施改造不完善,操作不合理等原因,导致生产中出现推焦电流过大、炉体窜漏严重、除尘效果差等问题。通过控制配合煤G值在72以下,降低煤饼堆比重,缩小煤饼宽度等措施,存在的问题得到了避免或缓解。鉴于顶装焦炉和捣固焦炉不同的结构及生产特点,应谨慎考虑顶装焦炉改捣固焦生产。