降低炼焦配煤质量的技术措施

降低炼焦配煤质量的技术措施

1炼焦厂配煤方案随着大型焦炉的发展和高喷煤比的增加，高焦炉生产对焦碳的质量要求更高。为此,鞍钢新轧钢化工总厂通过采取备煤炼焦技术和优化配煤结构,实现了焦炭质量的改善。特别是近几年焦炭质量的稳步提高,为鞍钢高炉的稳产、高产以及提高技术经济指标发挥了重要作用。本文通过回顾鞍钢备煤炼焦技术的进步、优化配煤结构以及备煤炼焦单元技术分析,探讨了鞍钢改善焦炭质量的途径。2钢-焦精炼技术的进步2.1套煤技术的进步2.1.1炼焦用煤技术的进步鞍钢新轧钢化工总厂下设焦化技术中心,负责煤焦技术和化工新产品的研发。焦化技术中心配有煤岩及常规分析检测仪和40kg、200kg实验焦炉各一座。多年来,焦化技术中心对炼焦用煤进行了深入细致的研究,取得了丰硕的科研成果,有多项成果已在生产中应用,如用煤岩参数结合常规技术指标,通过筛选配煤用单种煤、控制来煤质量、优化配煤结构,使焦炭质量稳步提高,确保了炼焦生产的稳定,满足了炼铁生产的需求。在1976~2003年的27年间,鞍钢的焦炭质量有过两次明显的提高。第一次是从1978年到1979年,焦炭M2.1.2合煤的v焦炭强度第一次提高焦炭强度采取的主要措施是优化配煤结构,减少配煤中气煤的用量,增加焦肥煤和粘结性好于气煤的1/3焦煤的用量,使配合煤的V焦炭强度第二次大幅度提高主要是通过降低配合煤的灰分,同时减少气煤用量,增加焦肥煤用量达到的。焦炭灰分从1989年的15.08%下降到1992年的13.51%,焦炭硫分从最高时的0.72%降低到2003年的0.59%,气煤配比降到15%以下,焦肥煤用量增加到52.9%。鞍钢焦炭质量在不同的时期实现了跨越式提高,这主要归功于炼焦配煤工艺的不断优化和配煤质量的提高。2.2准备煤炭开采和焦洗2.2.1生产时按固定量煤的配煤鞍钢新轧钢化工总厂备煤系统采用先配合后粉碎工艺,在配煤槽下部设自动称量装置。生产时按给定值控制各单种煤的配量,配煤准确率可达98%以上,可以确保配煤比的稳定和准确。焦炉二期工程备煤系统采用了煤预粉碎工艺,使煤岩组成在不同粒度下更均匀、合理,大幅度提高了焦炭质量。2.2.2低水分熄焦技术推广应用炼焦生产采用单炉装煤量自动记录、加热煤气量自动记录、焦炉推焦电流自动记录和焦炉红外自动测温等技术,不仅可减轻工人的劳动强度,也可提高焦炭质量,降低炼焦能耗,延长炉体寿命。低水分熄焦技术在化工总厂三炼焦车间的成功应用,使该项技术在化工厂焦炉技改工程中得以推广。炼焦系统采用低水分熄焦,在稳定了焦炭水分的同时,也起到了整粒作用,提高了焦炭质量。随着焦炉向大型化发展,化工总厂炼焦炉技改工程全部采用6m焦炉加干熄焦技术(一期和二期工程各配一套能力为140t/h的干洗焦装置)。采用干熄焦技术既能达到节能环保,同时也可改善焦炭质量。据资料介绍,采用干熄焦技术后,焦炭冷态强度焦炉一期工程中,推焦、装煤、筛焦和运焦除尘地面站系统与焦炉主体工程同步投入运行,解决了焦炉烟气及粉尘对环境的污染问题。3钢-焦复杂准备技术3.1焦炉炼焦技术多样化我国煤炭资源虽然比较丰富,品种比较齐全,但优质炼焦煤资源相对短缺,分布也不均衡,而且不同地区煤的特性差异较大。我国的煤炭资源中,弱粘结性煤和结焦性的品种较多,但具有强粘结性的煤却越来越少,能够单独满足炼焦需要的煤种有限。因此,根据我国煤炭资源的具体情况,炼焦行业普遍采用配煤炼焦新技术,以满足炼焦生产的需要。全国可用炼焦的优质煤资源储量约为258.4×10东北地区炼焦煤储量为12.14×102003年全国新增焦炭产能2100万t,焦炭生产能力达到17776万t,约占世界焦炭产量的45%;出口焦炭1472万t,占世界焦炭出口总量的60%。预计2005年与2006年在建焦炉投产后,机焦生产能力将突破2亿t。2005年全国焦、肥煤缺口将达到2000~4000万t,2010年将达到4000~6000万t。届时,全国各大钢铁企业将展开国内有限的主焦煤资源的争夺。鞍钢地处东北,应充分利用东北地区的1/3焦煤,生产大高炉用冶金焦炭。3.2焦炉炼焦面临的形势鞍钢焦炉改造除一期工程已投产2座55孔、6m焦炉和二期工程在建的2座55孔、6m焦炉加配套干熄焦外,其它焦炉均采用常规配煤炼焦工艺,很难适应煤炭市场变化的要求,炼焦生产形势非常严峻。采用成熟的备煤炼焦单元技术,对老炼焦系统进行技术改造,这是包括鞍钢在内所有大型钢铁企业发展的最佳途径。3.2.1中国典型的焦洗机和焦触质量表3所示为鞍钢和宝钢配煤炼焦工艺及焦炭质量。3.3单元精炼技术3.3.1捣固炼焦技术(1)技术特点捣固炼焦是通过细粉碎煤料来改善焦炭质量的。通过捣固,增大装炉煤的堆密度(由顶装煤时的0.74t/m(2)捣固炼焦技术现状1882年德国首先采用了捣固炼焦技术,至今已有多年的历史年德国迪林根中心焦化厂投产了炭化室高为6.25m的捣固焦炉,煤饼的高宽比突破9∶1,达到15∶1,同时捣固机械有了质的飞跃,捣固锤重量达到450kg,使捣固时间缩短到12min以内,装煤采用消烟除尘装置,炼焦生产环境得到改善。我国20世纪30年代开始采用捣固炼焦技术。据统计,目前全国建成和在建的捣固焦炉生产规模已达2769万t。采用完善的多锤捣固、薄层连续自动给料、无人操作捣固工艺技术,5min内便可捣固一个25~35t的煤饼。装煤和出焦除尘技术的采用改善了烟尘污染问题。宝钢焦炉二期工程建设曾考虑引进德国6m捣固炼焦炉技术。最近,鞍山焦耐院和大重联合研制开发出炭化室高度为5.5m的捣固焦炉及捣固机。因此,如果鞍钢焦炉改造上6m捣固炼焦炉,可考虑引进捣固推焦机和装炉烟气净化系统,焦炉炉体及其它设施可由国内自行设计;如上5.5m捣固焦炉,则设备可实现国产化。捣固炼焦技术的发展概况见表4。鞍钢新轧钢化工总厂曾于1994年进行过200kg焦炉捣固炼焦半工业试验。试验结果表明,捣固炼焦与常规炼焦比较,焦炭M3.3.2大堆密度煤炭纤维(1)技术特点配型煤炼焦是将生产配煤取出约30%,在一定的条件下配入粘结剂,制成型煤,再与剩余煤料混合后装入炼焦炉进行炼焦。煤料中配入型煤后可增大堆密度,能够改善焦炭质量或多配弱粘结性煤。(2)配型煤炼焦技术现状配型煤炼焦技术于20世纪70年代由日本开发并在新日铁公司得到应用。目前,国内宝钢采用的就是从日本新日铁公司引进的配型煤炼焦工艺,经过宝钢二期和三期工程完善后,目前运行良好,型煤比例约10%~20%。鞍钢新轧钢化工总厂曾在1992年进行了配型煤200kg半工业试验。试验结果表明,配型煤炼焦适合于多配弱粘性煤,在保证焦炭质量不变或略有提高的条件下,弱粘结性煤可多配约10%~15%。3.3.3日本煤调湿法(1)技术特点煤调湿技术是在装炉前将炼焦煤料除掉一部分水分,保持装炉煤水分稳定且相对较低,一般将入炉煤的水分从10%左右调湿到6%。煤调湿可改善焦炭质量或多配弱粘结性煤。据日本专家介绍,入炉煤的水分由10%调湿到6%时,煤料的堆密度可增大50kg/m(2)煤调湿技术现状由于煤调湿技术具有显著的节能、环保和经济效益,并能提高焦炭质量或多配弱粘结性煤,因而受到普遍重视,在日本发展最为迅速,目前日本85%的焦化厂采用煤调湿炼焦工艺。煤调湿工艺主要有以下几种形式:(1)烟道气煤调湿该法是利用烟道废气与湿煤在多层圆盘立式调湿机内进行直接热交换的一种工艺,在日本只有中山制钢船町厂应用。该方法存在的主要问题是除尘困难和烟道气供热量不足,需要用加热炉供给30%的热量。(2)热油煤调湿该方法利用导热油吸收上升管煤气显热和烟道废气显热,然后在回转调湿机内与湿煤进行间接换热。1996年,我国第一套煤调湿装置在重钢焦化厂投产,采用的就是这种方式。它的主要问题是工艺复杂、投资大、操作成本高,在我国并未得到推广。(3)蒸汽煤调湿该方法利用蒸汽在多管回转调湿机内与湿煤进行间接换热。其特点是工艺简单、投资少、容易控制、生产成本低,是日本推广使用较多的一种工艺形式。日本跃岛煤调湿设备制造厂技术专家曾于2005年1月29日来鞍钢化工厂针对此技术进行过技术交流。日本应用比较成功的煤调湿方法就是蒸汽法。日本各厂采用煤调湿技术后,提高了焦炉生产能力和焦炭机械强度DI日本使用煤调湿技术的焦炉的基本情况和效果见表3.3.4m焦炉是污染物大容积(1)技术特点大容积焦炉具有机械化自动化程度高、焦炭质量好、动力消耗低、生产率高、生产环境清洁以及经济效益好等优点。它具有以下效果:在产量相同的条件下,可减少炉孔数,相应减少焦炉的占地面积;减少每天出炉次数,从而减少污染物的排放。6m焦炉与4.3m焦炉相比,污染物排放量可减少1/3以上,同时可提高劳动生产率和焦炭质量(M我国现有大容积焦炉35座,其中5.5m焦炉8座,6m焦炉27座。而国际上自20世纪80年代以来,已建设许多炭化室高度大于7m的大容积焦炉。表6为近20年欧洲建设的部分大容积焦炉情况。德国凯泽斯图尔焦化厂于1992年12月投产了2座炭化室高为7.63m的焦炉,它采用了20世纪90年代初世界最先进的焦化工艺、环保和自动化技术,焦炉共120孔,年产焦炭20