捣固炼焦技术进步与发展方向

文章介绍了捣固炼焦技术特点，分析了我国捣固焦发展的历程和当前取得的技术进步，指出了目前我国捣固焦存在的主要问题及其改进措施和今后发展方向，预测了到2025年我国焦炭总产能及捣固焦、顸装焦占比情况。     

捣固焦炭内在质量及等反应后强度指标

 为了研究捣固焦炭对大高炉的适应性,在1050～1200℃使用焦炭连续热反应装置对A类顶装焦、B类捣固焦、C类捣固焦3类焦炭进行等温等反应的溶损反应。当焦炭的失重率分别达到30%,35%,40%时,停止反应,通过I型转鼓检测焦炭的反应后强度。结果表明：捣固处理在一定程度上可以改善焦炭的热态性质;在1100～1150℃时焦炭强度破坏程度最严重;等反应后强度与国家标准CSR存在差异性。     

基于煤岩法研究捣固工艺对焦炭性质干预程度

捣固炼焦工艺可以减少焦化过程中优质炼焦煤的配加比例，在保证焦炭质量的同时可以降低焦炭生产成本，但大量生产实践发现捣固焦替代顶装焦应用于中大型高炉时存在诸多问题。为了探究捣固焦在大型高炉上合理的使用方式，采用煤岩法分析了多来源的捣固焦与顶装焦光学组织分布、各向同性总和(ΣISO,isotropic sum)及光学组织指数(OTI,optical texture index),探究了各光学组织指数在两者之间的差异性，认为现有焦炭光学评价指标对捣固焦热态性质预测准确性不足。使用多元线性拟合法构建了焦炭光学组织与热态性质的关系函数，通过光学组织与顶装焦热态性质的关系函数，预测多种捣固焦在相同配煤条件下使用顶装工艺所得到的焦炭的热态性质，用于描述捣固工艺对焦炭热态性质的影响。结果表明，捣固焦与顶装焦各光学组织含量差异明显。捣固焦不同光学组织含量分布范围较大，各向同性组织较多，各向异性组织总量较少且细粒镶嵌组织占比较高，所以捣固焦各向同性总和占比普遍高于顶装焦，不同捣固焦之间的光学组织指数差异性较大且整体低于顶装焦。针对现有焦炭光学评价指标对捣固焦热态性质预测准确性不足的问题，对焦炭光学组织分布与...     

邯钢4号高炉全捣固焦生产实践

随着捣固炼焦的发展,捣固焦冶炼对于炼铁的进一步降本节能有重要意义,特别是大中型高炉的捣固焦冶炼。邯钢4号高炉(917m3)通过上下部调剂,基本实现了全捣固焦冶炼的长期稳定顺行,并取得了很好的经济技术指标,希望能为大高炉企业提供一定的参考。     

捣固焦在涟钢3200 m3高炉的使用实践

涟钢7号3200 m3高炉是国内第一座全部使用捣固焦的大型高炉。本文介绍了与涟钢7号高炉配套的捣固焦炉的概况及其主要配煤结构与焦炭质量指标,同时也阐述了涟钢高炉3200 m3高炉在使用捣固焦中所采用的原料条件、主要操作制度及取得的主要经济技术指标。涟钢3200 m3高炉全部使用捣固焦取得了良好的操作结果,证明了捣固焦在大型高炉上亦具有良好的应用前景。     

焦肥煤配比对顶装和捣固焦性能的影响

为了解顶装焦和捣固焦在性能指标上的差异,利用300 kg试验焦炉研究了不同焦肥煤配比对顶装焦和捣固焦性能的影响规律。研究发现,焦肥煤配比由30%提高到60%,捣固炼焦可以改善焦炭冷热强度,且改善作用逐渐减弱;焦炭镶嵌结构体积分数逐渐升高,而同性结构体积分数逐渐降低;焦炭平均孔径逐渐升高,气孔率逐渐降低。焦炭的反应后强度随镶嵌结构体积分数的增大呈现升高趋势,而反应性随各向同性总和ΣISO体积分数的升高而升高。相同配煤结构情况下,捣固焦平均孔径偏低,气孔壁厚度增加,气孔率低约20%。     

捣固焦技术的研究进展

捣固焦在经济性、焦炭传统质量指标方面具有优势，但在高炉实际应用效果上存在一定争议。综述了捣固焦的优势与存在的问题，对比了捣固焦与顶装焦的差异，总结了现有研究的不足。认为，捣固工艺能够扩充煤种数量，改善焦炭的质量指标；部分企业无法制定出符合高炉生产的捣固焦操作制度，导致高炉炼铁时捣固焦溶损反应后，强度下降程度明显高于顶装焦；与传统热态强度指标相近的顶装焦相比，捣固焦受高炉冶炼温度变化及碱金属富集的影响，结构破坏更为严重；捣固焦微观结构中存在“盲肠状”气孔，光学组织中镶嵌结构体积分数较低，微晶结构中无序微晶较多，可能造成溶损反应后劣化程度远大于顶装焦的结果；捣固焦未能普遍应用于大型高炉的原因还需要深入探索，现有的焦炭质量评价方法也存在一定的局限性。因此，评价捣固焦质量时充分考虑温度及碱金属的影响，同时使用不同方法对捣固焦的微观结构深入分析，还需要继续探索捣固焦在大高炉成功应用的操作制度，降低生产成本。     

4.3m捣固焦炉配煤结构的优化与应用

济钢利用小焦炉试验—单孔试验—炉组试验平台,挖掘捣固焦炉的技术优势,系统进行了配煤炼焦试验,实现了捣固焦配煤结构中以低价煤源(气煤、气肥煤、瘦煤)为骨架的经济配煤方案,配煤成本降低92元/t,且焦炭质量保持稳定,满足了1 750 m3高炉用焦质量要求。     

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。     

济钢焦炉捣鼓设备系统优化

针对济钢1~#、2~#、5~#焦炉捣固焦系统机械设备存在的弹性凸轮寿命短、捣固锤弯曲变形及摩擦板磨损等问题,通过改造弹性凸轮内部结构,增设辅助导向滑块,加强弹性凸轮调节控制,延长了设备使用寿命,年节约备件消耗约20万元。     

炼焦多配弱黏结煤的有效途径

分析了目前国内炼焦煤资源现状,以及在炼焦生产中多配弱黏结煤的重要性。详细阐述了目前广泛采用的多配弱黏结煤技术,其中包括配加粘结剂、煤调湿、配型煤、捣固炼焦、包覆粒煤技术。介绍了目前世界上最先进的、弱黏结煤配比达50%的新一代炼焦技术SCOPE21的工艺流程及其在日本新日铁大分厂的工业化应用近况。     

改质沥青对冶金炼焦过程单种煤成焦性质的影响

 针对宣化钢铁公司焦化厂所用的种煤,分别研究改质沥青的加入量,对灰分Ad、挥发分Vdaf、硫分St,d、收缩指数X和煤粘结指数G等主要成焦性能的影响。研究表明：加入改质沥青小于5％时,对瘦煤、1/3焦煤、焦2煤和弱粘煤的灰分、硫含量的影响不大,对弱粘煤、1/3焦煤和瘦煤的粘结指数没有明显的影响,对弱粘煤和瘦煤的胶质层厚度影响也不明显;随着改质沥青的加入,焦2煤和1/3焦煤的胶质层厚度显著增加,焦2煤的粘结性指数也显著增加。加入改质沥青大于5％时,随着改质沥青的加入,瘦煤和弱粘煤的灰分下降明显,焦2煤硫含量降低增大,瘦煤的胶质层厚度显著增加,弱粘煤、1/3焦煤和瘦煤的粘结指数有明显增加。加入改质沥青对各单种煤收缩指数影响规律较复杂,弱粘煤和1/3焦煤的收缩指数在配入3%改质沥青降到最小,以后又都明显增大,但改质沥青达到5%~6%后又减小;焦2煤和瘦煤在加入量小于5％时,收缩指数变化不大,加入量大于5％时才明显减少。     

用其它惰性物替代标准无烟煤测定炼焦用煤粘结指数的研究

通过对各种煤系惰性物的灰分，挥发分，粒度，比表面积及煤／惰比等因素对炼焦用煤粘结指数的影响进行综合试验，并与专用标准无因煤所测得的粘结指数进行对比，找出了与标准无烟煤所测得的粘结指数有良好相关性的其它惰性物，将选出的煤系惰性物和专用标准无烟煤同不测定了武钢焦化厂生产用煤的粘结指数，建立了二者的相关方程，确认了煤系惰性物替代专用无烟煤的良好效果。     

蒙古焦煤煤质分析与配煤试验

为扩大炼焦煤资源,太钢对蒙古焦煤进行了新资源开发,主要研究蒙古焦煤的煤质特性、结焦性能及其与现有配煤体系的适配性。试验结果表明,蒙古焦煤属于低硫的单一煤层煤,G值和Y值较高,变质程度偏低,煤质为介于肥煤和焦煤二者之间的过渡煤。单种煤结焦性能较好,焦炭的热态强度略差;蒙古焦煤露天存放时,黏结指数有小幅下降的趋势,露天存放时间不宜超过15天;蒙古焦煤与国内优质焦煤仍有一定的差异,配煤时应根据资源情况优化配用。     

炼焦煤灰分对其结焦性的影响规律

 炼焦煤灰分是决定其价格的重要因素,为比较同一矿点煤种灰分对结焦性质的影响规律,对各炼焦煤进行黏结性、煤岩特征、灰分等分析并进行40 kg试验焦炉炼焦试验分析。研究表明,不同煤种炼焦煤灰分降低对黏结性改善幅度不同,黏结性较好的炼焦煤当其灰分降低时,黏结性改善不明显;黏结性较差的炼焦煤当灰分降低时,其黏结性改善较为明显;且不同煤种炼焦煤灰分降低时灰组成变化规律不同。不同煤种炼焦煤灰分降低时所炼焦炭其强度变化程度不同,黏结性较好的炼焦煤,当其灰分降低,所炼焦炭强度变化幅度不大;黏结性较差的炼焦煤,当其灰分降低时,所炼焦炭强度改善较大。     

开发采用新一代炼焦工艺

指出了当前常规炼焦工艺遇到了焦炉老化，优质炼变煤匮乏及难以满足日趋严格的环保要求等三个问题。从解决这此问题的角度，着重介绍了三种有发展前途的炼变新工艺－巨型焦化反应器，型焦和直立炉连续层状炼焦。提出：基于我国煤炭资源特点及焦化工业和焦炭质量的现状，开发采用炼焦新工艺的必要更为突出；热压焦在我国有长期的试验实践基础，可作为我国下一代低灰冶金焦生产技术的首选工艺；同时应着手探讨采用直立炉连续层状炼焦式     

煤预处理炼焦的实验研究

采用首钢炼焦煤为实验原料，进行了煤预处理炼焦的实验研究。其中，煤预处理的主要目的是提高炼焦煤的堆密度和降低其水分。研究结果表明，使用预处理后的煤炼焦可在弱粘煤配比提高到45%以上时仍能全面提高焦炭质量；能显著提高炼焦生产能力、减少焦化废水，并能缩短炼焦时间；炼焦的副产品，焦油中芳香烃明显增加，煤气中氢气增加，甲烷减少。     

不同粒度的不粘煤参与配煤炼焦的研究

通过粘结指数试验以及配煤炼焦试验分析,探讨了不粘煤参与配煤炼焦的合适粒度范围,同时提出不粘煤参与配煤炼焦需要胶质体含量较高,必须对常规配煤结构进行调整。     

王家岭瘦焦煤在宣钢配煤生产中的应用

为积极应对炼焦煤资源供应趋紧、质量下滑和价格波动等多变因素影响,河钢宣钢公司优化炼焦煤资源、配煤结构,深入市场探寻炼焦煤新资源,以小焦炉试验和煤岩分析为技术支撑,研究新资源的质量性能和各炼焦煤种的配入比例,开展配加王家岭瘦焦煤的多种配煤优选方案,在保证焦炭强度不降低的基础上,瘦煤配比提高至14％.通过对配合煤硫分和黏结...     

捣固炼焦——解决优质炼焦煤短缺的重要发展方向

炼焦煤资源结构和特点是选择炼焦工艺方式的重要基础。面对目前炼焦煤资源结构与煤质特点,以及优质炼焦煤资源日益短缺的状况,发展捣固炼焦工艺是解决该问题的重要发展途径。基于煤岩学观点,捣固炼焦可以灵活调整配煤结构,扩大炼焦煤种使用范围;特别是采用预粉碎工艺或分组粉碎工艺及煤改质处理可以提高焦炭的内在质量;同时,通过高炉配焦操作可以降低钢铁企业终端原料的生产成本,对企业的可持续发展具有十分重要的意义。