王立山

摘要：在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和煤炭行業(yè)深化改革的背景下，通過提升過程要素提高焦炭質(zhì)量是焦炭行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要內(nèi)容。影響焦炭質(zhì)量的工藝因素很多。通過梳理后主要包括：裝料密度和水分、粒度、爐墻溫度、炭化室的寬度、煉焦制度和爐形、煉焦方式等。通過改善這些工藝因素，能夠帶動焦炭領(lǐng)域打贏供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革之戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：工藝因素;焦炭質(zhì)量;干熄焦;濕熄焦;溫度

一、影響焦炭質(zhì)量的煤質(zhì)因素

（一）灰分和硫分

焦炭中的灰來自配合煤?；抑饕墙饘傺趸铩＿@些金屬氧化物和碳的熱膨脹系數(shù)不同。前者是后者的6到1O倍。熱應(yīng)力發(fā)生在兩者之間的界面，形成裂紋。這使得CO2和堿金屬滲透到焦炭內(nèi)部，加速了氣化反應(yīng)的反應(yīng)速率，導(dǎo)致焦炭的反應(yīng)活性增加，反應(yīng)后強(qiáng)度下降。焦炭中的硫來自混煤，超過三分之二的混煤中的硫被帶入焦炭。焦炭中的硫是有害成分，不僅影響鐵水的含硫量，而且影響高爐的運行。當(dāng)焦炭的含硫量波動時，其影響更加嚴(yán)重。硫含量過高會導(dǎo)致生鐵硫含量過高，降低生鐵質(zhì)量。因此，要求焦炭的硫含量盡可能低，含量穩(wěn)定。在配煤時，必須對每一種煤的灰分和硫分進(jìn)行分析。各混煤的灰分和硫分之和必須小于焦炭。指標(biāo)要求。

（二）揮發(fā)分

低變質(zhì)煤的揮發(fā)分含量與瓦斯煤相同。在配煤中，一般采用低變質(zhì)煤代替瓦斯煤。如果用低變質(zhì)率代替其它低揮發(fā)性的煉焦煤，配合煤的揮發(fā)率將過高。在煉焦過程中，會有太多氣體逸出。裂紋和氣孔降低了焦炭的強(qiáng)度。當(dāng)然，也不是揮發(fā)分含量越低越好，揮發(fā)分含量過低，焦化時收縮較小，容易增加高爐壁壓，對高爐造成一定程度的破壞。因此，煤的揮發(fā)分含量是一個較為重要的質(zhì)量指標(biāo)，一般不宜控制在25%-30%。

（三）粘結(jié)性和結(jié)焦性

混煤的粘結(jié)指數(shù)主要包括膠層厚度和粘結(jié)指數(shù)。在煉焦過程中，需要有足夠的膠體來浸泡和結(jié)合煤中的固體物質(zhì)。但是，如果膠體過多，就會影響揮發(fā)性物質(zhì)的逸出，影響焦炭的質(zhì)量。因此，在配煤時，一般用膠體比較合適，層厚控制在19毫米左右。粘結(jié)指數(shù)（G）反映了煤的粘結(jié)性能和結(jié)焦性能。因此，煤必須有足夠的G值才能保證焦炭的強(qiáng)度性能，但過高的G值會增加焦炭的脆性。因此，在配煤中，一般宜將G值控制在65±5。低變質(zhì)煤幾乎沒有粘結(jié)性，不能單獨作為煉焦煤使用。配煤時，應(yīng)根據(jù)各煤種的膠層厚度和粘結(jié)指數(shù)來控制配煤量。5%～10%比較合適。

（四）工藝條件對焦炭質(zhì)量的影響

除了煤質(zhì)影響外，焦炭質(zhì)量還和結(jié)焦時間尤其是結(jié)焦末期的燜爐時間、調(diào)火的溫度控制、搗固密度等工藝條件有關(guān)。其中結(jié)焦時間是隨著產(chǎn)量要求定的，燜爐時間長短和標(biāo)準(zhǔn)溫度相關(guān)。煉焦方面能夠控制的就是結(jié)焦過程中的溫度控制，煤餅搗固密度。1）控制溫度就是要在生產(chǎn)中杜絕出現(xiàn)生焦、過火焦現(xiàn)象。還要有一定的燜爐時間，讓焦炭能夠充分收縮，這就要求調(diào)火工，煤氣系統(tǒng)人員加強(qiáng)對溫度調(diào)節(jié)和控制，穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏，為標(biāo)準(zhǔn)溫度合理地制定、調(diào)整、穩(wěn)定打下基礎(chǔ)。2）搗固密度是煉焦生產(chǎn)中的重要控制參數(shù)，它關(guān)系到焦炭的致密性，即焦炭密度。焦炭密度大，說明焦炭內(nèi)部氣孔壁厚，氣孔壁厚度是影響焦炭熱強(qiáng)度的直接因素。這就要求強(qiáng)化對搗固工的搗固操作培訓(xùn)，對搗固機(jī)的點巡檢以及日常維護(hù)。

二、提升焦炭質(zhì)量的新技術(shù)

（一）分組粉碎技術(shù)

焦炭質(zhì)量最重要的影響因素是焦煤原料，焦煤預(yù)處理主要采用群破碎技術(shù)，其目的是為了解決以下問題：一是不同煤種之間的破碎性能差異較大;第二，含礦質(zhì)較高的煤必須粉碎等。因此，煉鐵企業(yè)在對煤進(jìn)行預(yù)處理時，可以根據(jù)原煤的制粉難度和礦質(zhì)含量進(jìn)行分組制粉。例如寶鋼，寶鋼的單配煤比通常包含8-10種煤。煉焦煤和肥煤在制粉時容易破碎，氣煤和貧煤也容易破碎。更困難的煤種，如煤，需要單獨粉碎。寶鋼使用的粉碎機(jī)是錘式粉碎機(jī)。這種粉碎機(jī)是可逆的，速度可調(diào)，它也有一個反擊板。細(xì)度控制良好，達(dá)到了預(yù)期的粉碎效果。

利用煤粉化技術(shù)加工煤炭的過程一般分為兩個步驟：首先，在成組制粉之前，必須粉碎單一類型的煤炭。將焦化單煤輸送到配煤箱前，對體積大、破碎難度大的煤進(jìn)行預(yù)碎，60%煤的破碎細(xì)度應(yīng)小于3mm。第二步，將煤粉分組破碎后，均勻混合。一般來說，兩組被粉碎的煤在粉碎后會流入同一輸送帶。但是此時的碎煤處于分層狀態(tài)，因此在送煤到煤塔之前，需要通過攪拌槽進(jìn)行均勻混合。混流池的組成部分是滑槽體和擋板。其原理是利用煤料下落的速度和滑槽的高度，使煤料下落時多次落入擋板，使其充分混合。

（二）成型煤技術(shù)

煤的積聚密度直接影響焦炭的密度和強(qiáng)度。選擇成型煤工藝，將煤粉與成型煤按適當(dāng)比例混合配置。適當(dāng)提高高爐的聚煤密度，增強(qiáng)煉焦煤自身的附著力。但目前型煤技術(shù)仍存在許多不足之處，需要不斷改進(jìn)。首先，將型煤技術(shù)與群破碎技術(shù)相結(jié)合，對劣質(zhì)煤進(jìn)行破碎，利用其生產(chǎn)型煤。其次，跟蹤配煤質(zhì)量，確定煤粉和型煤的比例，保證焦炭質(zhì)量。最后，擴(kuò)大了煤的應(yīng)用范圍，提高了焦炭的質(zhì)量。

（三）加入添加物

在裝煤爐中合理添加一定量的抗裂劑、粘合劑等非煤摻合料，使焦化性能得到適當(dāng)改善。摘要高揮發(fā)性煤材料和高流動性，應(yīng)采用添加抗裂化劑的方法來提高焦炭的質(zhì)量，添加劑能改善焦炭的孔隙結(jié)構(gòu)，提高了焦炭的機(jī)械強(qiáng)度，提高了焦炭的規(guī)格。弱粘結(jié)性煤材料，流動性低，應(yīng)采用添加粘結(jié)劑的方法來提高焦炭的質(zhì)量，添加劑可以適度提高焦炭的反應(yīng)性能和焦炭的機(jī)械強(qiáng)度。

簡而言之，焦炭的化學(xué)成分主要包括灰分、硫、揮發(fā)物和水分，強(qiáng)度主要包括破碎強(qiáng)度、耐磨性、反應(yīng)活性和反應(yīng)后強(qiáng)度。這些焦炭的質(zhì)量指標(biāo)對高爐的運行和鋼材的質(zhì)量有重要的影響。它有一個很大的影響，而焦炭的質(zhì)量主要取決于配合煤的性質(zhì)和生產(chǎn)工藝條件，尤其是榆林低變質(zhì)煤的配入可以有效降低焦炭的灰分和硫含量，但它幾乎沒有凝聚力，所以，分析每個煤的凝聚力和煉焦指數(shù)類型，并確定低變質(zhì)煤的配入數(shù)量不影響焦炭強(qiáng)度要求。

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