宝钢炼焦工艺与设备(2015版)

炼焦工艺与设备宝钢股份炼铁厂2015年3月目录一、宝钢炼焦生产规模二、宝钢炼焦工艺流程三、宝钢炼焦工艺设备概况四、宝钢炼焦生产实绩

炼焦工业是煤化工的一个重要组成部分，它是以煤为原料，经过高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油，并回收其他化工产品的一种工业。炼焦工业的主要产品是焦炭和煤气，其中焦炭是冶金工业中的主要燃料，在焦化工业中有90%的焦炭都是用来高炉炼铁的。焦炭在高炉中既是燃料、还原剂及增碳剂，而且还起着贯穿炉身上下的疏松骨架作用。

概况1.宝钢炼焦生产规模宝钢一期4座200孔6米M型焦炉已于2013年4月21日停产。现有8座6m焦炉，每座50孔炭化室，共400孔，配套8套75t/h干熄焦和2套成型煤生产设备，设计年产焦炭342.4万吨。2012年投产7m焦炉2座110孔，配套3套90t/h干熄焦和1套煤调湿系统，设计年产焦炭135万吨。四期焦炉投产后、一期焦炉停产前的2012年，焦炭产量创历史峰值，达573.69万吨。2014年计划产量485万吨，实绩预计可达486.5万吨。新建一期4座50孔7米焦炉计划于2015年4月30日投产，届时二期焦炉将停止运营。新一期焦炉稳定生产后，焦炭设计产能为553万吨/年（上海市最高产量要求）。2.宝钢炼焦工艺流程宝钢炼焦

将炼焦煤在隔绝空气的条件下高温干馏，得到气态产品荒煤气和固态产品焦炭的过程，叫做炼焦。主要产品：1、荒煤气，可精制得到煤气和焦油、粗苯等化产品；2、焦炭。用户：煤气送往能中，供炼铁、热轧、冷轧等处使用；焦油粗苯供化产工序深加工；焦炭主要供高炉和烧结使用。宝钢炼焦用煤一般有焦煤、肥煤、气煤、瘦煤和1/3焦煤及少量的无烟煤。配煤工艺是带预破碎的分组粉碎工艺，凡是气煤、瘦煤以及未洗选的原煤需经过预粉碎、各组煤的粉碎细度采用

78/85±2%(<3mm)。煤的工业分析主要包括水分、灰分、挥发分、固定碳，有时也加上全硫和低位发热量。测定煤的粘结性指标在宝钢主要有粘结指数（G）、胶质层指数（Y）、全膨胀和基氏流动度等四种。焦炭质量有8大指标，主要是灰分、硫分、M40、M10、DI、CSR、CRI和MS，表征焦炭冷强度指标为DI、热强度指标为CSR、耐磨指数指标为M10。※一期工艺流程※二期工艺流程二期焦炉※三期工艺流程四期焦炉干熄焦CDQ※四期工艺流程3.宝钢炼焦工艺概况

煤焦系统包括2套配煤、粉碎系统；2套成型煤系统；2套煤调湿系统；2套工业水处理系统等。上述系统全部实现自动控制。一、煤处理系统单槽贮量：600t

有效容积：750m3概略尺寸：10400(直径)×18400(高)mm单个配比煤种数：8~10种列数：一、二期4列三、四期4列每列槽数：一二期5槽三四期6槽+4槽合计槽数：一、二期20槽三、四期20槽(2)煤的配合(3)二次粉碎工艺特点：分组粉碎粉碎细度：78/85±2%(<3mm)型式：可逆调速锤式粉碎机处理能力：220-400t/h设备规格：φ1800×2500mm(锤头外缘回转直径×转子宽度)处理原料：＜50mm100%

-3mm50%以上水份＜10%粉碎细度：85%以上转子转速：400-690rpm，可变速变速方式：液力耦合器工作转速：入轴1480rpm

出轴400-690rpm锤头切向线速度：38-65m/s电机功率：800kW设备数量：一、二期5台三、四期5台(4)煤的输送主要设备：皮带输送机设备数量：一、二期

64条，三、四期49条输送能力：400、450、600、700t/h带宽：1000、1200mm带速：100、125m/min安全装置：皮带跑偏检测装置皮带打滑检测装置皮带纵向撕裂保护装置溜槽堵塞检测装置金属检测器铁片分离机贮煤场远眺处理能力：110t/h(湿基、含SOP)传动方式：电动机－V型皮带－双轴输出式减速机－链式接手－桨叶轴减速机：输入轴转速880rpm，输出轴22rpm桨叶轴：22rpm

本体槽：全容积14.45m3喷嘴数量：6个电机功率：110kW※混煤机(一、二期)处理能力：55t/h(湿基)设备尺寸：φ1400×H5600mm

混捏桨叶回转数：20电机功率：200kW

混捏温度：约100℃蒸汽温度：230℃

蒸汽压力：0.8MPa(外0.8，内0.4)传动方式：电动机－液力接手－减速机－齿轮接手－中间轴－混捏机桨叶：布料1个(2枚桨叶)，混捏16个，抽出1个(3枚桨叶)※竖式混捏机(一、二期)处理能力：二期40t/h，三期61t/h(干基)设备数量：二期4台，三期2台成型辊尺寸：φ1400×1400mm回转数：二期10.9rpm(常用)，12.1rpm(最大)

三期9.4rpm(常用)，11.1rpm(最大)辊速：0.69m/s(一般)，0.81m/s(最高)球碗容量：二期约30ml，三期约40ml(间隙5mm时)球碗个数：二期90个/列×24列＝2160个

三期93个/列×26列＝2418个成型反力：二期0.5~2.5t/cm，三期最大1.6t/cm(线压)辊加压方式：油压式套辊间隙调整：调整垫板(用油压缸压紧方式)电机功率：二期250kW，三期200kW※双辊式成型机(8)煤调湿（CoalMoistureControl简称CMC）

“煤调湿”是“装炉煤水份控制工艺”的简称，是将炼焦煤料在装炉前去除一部分水份，保持装炉煤水份稳定在7%左右，然后装炉炼焦。

CMC不同于煤预热和煤干燥：煤预热是将入炉煤在装炉前用气体热载体或固体热载体快速加热到热分解开始前温度（150℃~250℃），此时煤的水份为零，然后再装炉炼焦；而煤干燥没有严格的水份控制措施，干燥后的水份随来煤水份的变化而改变。CMC有严格的水份控制措施，能确保入炉煤水份恒定。二、炼焦

炼焦系统主要包括12座6m焦炉，2座7m焦炉以及与之配套的移动机械，加热设备等。其中6m、7m指的是机焦侧平台到炭化室炉顶空间的高度。

焦炉移动机械四大车为推焦车、导焦车、装煤车、电车。焦炉剖面图炭化室—煤隔绝空气干馏的地方。燃烧室—是煤气燃烧的地方。蓄热室—回收焦炉燃烧废气的热量并预热贫煤气和空气的地方。斜道区—是连接蓄热室与燃烧室的通道。炉顶区—是指碳化室盖顶砖以上的部位。烟道与基础—排废气与支承炉体、设备、炉料和车辆的负荷。

焦炉炉体主要由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道、炉顶区、烟道和基础等部分组成。其内衬材料主要是：

炉顶：硅砖炭化室：硅砖燃烧室：硅砖炉门（炉头）：堇青石莫来石、红柱石、硅线石材料斜烟道区：硅砖蓄热室：硅砖、粘土砖、半硅砖（7.63M采用）蓄热室连接立火道的通道是斜道。宝钢燃气组成煤在焦炉中经过两面加热成焦。宝钢自产的燃气主要有四种：高炉煤气（BFG）、焦炉煤气（COG）、转炉煤气（LDG）、COREX煤气（CRG）外购的燃气：天然气（NG）五种燃气可组合成不同热值的混合煤气（MG）。

高炉煤气是高炉炼铁时的副产品。在高炉中的热风环境下，焦炭首先燃烧产生二氧化碳，二氧化碳接触未燃烧的焦炭还原成一氧化碳，由一氧化碳来还原铁矿石，产生的二氧化碳气体上升再次同焦炭接触一部分还原成一氧化碳，它与未还原的二氧化碳气体从高炉炉顶排出，这就是高炉煤气（BFG）。

高炉煤气加热特性为：燃烧速度慢、火焰长及废气量大。高炉煤气系统

根据炼铁用焦炭的质量要求(灰分、强度、粘度、粒度、含硫量等)，进入焦炉的原煤必须经过配煤，这种配煤由焦炉炉顶装入焦炉，在密闭的焦炉碳化室中，煤被隔绝空气加热、干馏后，被分解成焦炭和副产品焦炉煤气(COG)。集气管内流动物质主要有荒煤气、氨水、焦油。从焦炉出来的COG称为粗焦炉煤气，粗焦炉气中含有众多不纯物质，如焦油、氨水、苯、硫等，如不进行处理，将堵塞、腐蚀煤气管道，并危害人类，对粗焦炉气进行净化处理的过程称作焦炉煤气精制。焦炉煤气系统开工率：平均每天每炉孔的推焦次数的百分率。随着开工率的增加，日检修时间将缩短。

周转时间：即同一个炭化室两次推焦相距的时间，包括煤的干馏时间和推焦装煤等操作时间。一般焦饼中心温度达到950℃即认为焦炭成熟。（小时）

焦炉作业用语火落时间：从装煤到火落的时间间隔。置时间：从火落到推焦的时间间隔。火落现象：表现为煤干馏结束，煤气大致上逸出完毕，煤气的颜色变为蓝白色的时候。火落时，荒煤气中组成中CH4急剧减少，而H2迅速增加。检修时间：全炉所有炭化室都不出炉的间歇时间。宝钢采用了分段出炉的方式，将每天的出炉数均匀地分成若干段，每两个出炉操作段之间的为检修时间。正常生产的焦炉，在入炉煤料性状及装煤量等因素比较稳定的情况下，燃烧室加热温度也是比较稳定的，那么所需结焦时间也是比较一致的。因此推焦操作就必须严格地按照一定的顺序和时间进行，否则就会使焦炭不成熟或过火。出炉计划：宝钢二三期焦炉采用5-2串序，四期焦炉采用2-1串序。5-2串序出炉计划按1-4-2-5-3编排，采用分段出炉，每10炉为一段。以开工率120%，操作时间8min/炉为例，分段出炉的出炉计划如下：推焦系数推焦计划系数K1：是考核计划表中计划结焦时间与循环图表中规定结焦时间的偏离情况，以下式表示。 K1=（M-A1）/M式中 M：本班计划推焦炉数。A1：计划与规定结焦时间相差±5分钟以上的炉数。推焦执行系数K2：是用以评定各班执行推焦计划的实际情况，如本班因炉温、设备、操作不正常而造成丢炉和不准点推焦情况的实际反映。 K2=（N-A2）/M式中 N：本班实际推焦炉数。 A2：实际推焦时间与计划推焦时间相差±5分钟以上的炉数。推焦总系数K3：是用以评价分厂在遵守规定的结焦时间方面的管理水平，反映焦炉操作的总体情况。K3＝K1×K2一般要求K3达到0.90以上。 (1)焦炉煤塔1-3期：每一组焦炉(2×50孔)中间设置一座煤塔焦炉煤塔构造：钢结构煤料贮量：一、二期粉煤槽920t型煤槽440t三期型煤粉煤混合槽1360t排出方式：一、二期皮带给料三期重力切出底部排出(1)焦炉煤塔4期：一组焦炉(2×55孔)中间设置一座煤塔焦炉煤塔构

造：混凝土结构煤料贮量：粉煤槽1620t排出方式：重力切出底部排出(2)焦炉※1、2号焦炉(一期)主要特点：双联火道，三段加热，厚薄炉墙，高低灯头，蓄热室分格，短斜道，复热式焦炉烘炉时间：1A炉1985.5.28

1B炉1985.3.3

2A炉1985.6.28

2B炉1985.10.29投产时间：1A炉1985.8.13

1B炉1985.5.21

2A炉1985.9.15

2B炉1986.1.16型式：新日铁M型炉孔数：50孔×4

焦炭产量：1.712Mt/a6m大型焦炉※1、2号焦炉(一期)单孔装煤量：27.8t(配型煤15%)平均开工率：111%炭化室尺寸：15700(长)×450(平均宽)×6000(高)mm炭化室有效尺寸：14800(长)×450(平均宽)×5650(高)mm锥度：60mm有效容积：37.63m3

炭化室中心距：1300mm炉顶厚度：1200mm装煤孔：φ410mm×5个(每个炭化室)火道数：30个(每个燃烧室)蓄热室分格数：16格(每个)灯头规格：φ50(口径)，低灯头300mm、高灯头700mm(高)加热方式：煤气、空气全下喷，强制通风(MG或BFG加热)

煤气下喷，空气侧喷，自然通风(COG加热)※3、4号焦炉(二期)主要特点：双联火道，废气循环，高低灯头，蓄热室分格，长短斜道，下部调节，复热式焦炉烘炉时间：3A炉1991.3.11

3B炉1991.1.25

4A炉1991.4.16

4B炉1991.8.15投产时间：3A炉1991.6.10

3B炉1991.5.9

4A炉1991.7.16

4B炉1991.12.20型式：JN60－87型炉孔数：50孔×4

焦炭产量：1.712Mt/a焦炉焦侧单孔装煤量：28.4t(配型煤15%)平均开工率：111%炭化室尺寸：15980(长)×450(平均宽)×6000(高)mm炭化室有效尺寸：15140(长)×450(平均宽)×5650(高)mm锥度：60mm有效容积：38.5m3

炭化室中心距：1300mm炉顶厚度：1200mm装煤孔：φ410mm×5个(每个炭化室)火道数：32个(每个燃烧室)蓄热室分格数：32格(每个)灯头规格：φ50(口径)，低灯头200mm、高灯头400mm(高)加热方式：煤气、空气侧喷，自然通风(MG或BFG加热)

煤气下喷，空气侧喷，自然通风(COG加热)※3、4号焦炉(二期)※5、6号焦炉(三期)主要特点：双联火道，废气循环，高低灯头，蓄热室分格，长短斜道，下部调节，

复热式焦炉烘炉时间：5A炉2002.4.25B炉1998.4.156A炉1997.9.206B炉1998.1.12投产时间：5A炉2002.6.305B炉1998.7.156A炉1997.12.176B炉1998.4.7型式：JNX60－2型炉孔数：50孔×4

焦炭产量：1.712Mt/a特级焦炉单孔装煤量：29.3t(配型煤30%)平均开工率：111%炭化室尺寸：15980(长)×450(平均宽)×6000(高)mm炭化室有效尺寸：15140(长)×450(平均宽)×5650(高)mm锥度：60mm有效容积：38.5m3

炭化室中心距：1300mm炉顶厚度：1200mm装煤孔：φ410mm×5个(每个炭化室)火道数：32个(每个燃烧室)蓄热室分格数：30格(每个)灯头规格：φ50(口径)，400mm(高)加热方式：煤气、空气侧喷，自然通风(MG或BFG加热)

煤气下喷，空气侧喷，自然通风(COG加热)※5、6号焦炉(三期)※7号焦炉(四期)主要特点：双联火道，废气循环，蓄热室分格，贫煤气及空气下调，焦炉煤气下喷,复热式焦炉烘炉时间：7A炉2012.6.27

7B炉2012.4.05投产时间：7A炉2012.9.087B炉2012.6.28

型式：JNX70－3型炉孔数：55孔×2

焦炭产量：1.350Mt/a7m大型焦炉单孔装煤量：43.84t(煤调湿6.5%)平均开工率：111%炭化室尺寸：17640(长)×500(平均宽)×6980(高)mm炭化室有效尺寸：16780(长)×500(平均宽)×6630(高)mm锥度：50mm有效容积：55.6m3

炭化室中心距：1500mm炉顶厚度：1200mm装煤孔：φ500mm×4个(每个炭化室)火道数：34个(每个燃烧室)蓄热室分格数：17格(每个)灯头规格：φ50(口径)，400mm(高)加热方式：煤气、空气侧喷，自然通风(MG或BFG加热)

煤气下喷，空气侧喷，自然通风(COG加热)※7号焦炉(四期)(3)焦炉机械※1-3期装煤称量机型号：YCS－MLC20S－1YCS－MLC20S－2，称量范围：40t最小表示量：50kg(一、三期)

100kg(二期)精度：±1/400工作长度：7600mm轨道中心距：8265mm被称量物：装煤车最大200t煤料最大40t称量机自重：18t载台尺寸：10000×7600mm每个煤塔设置一台，共计六台称量轨道计量仪表(3)焦炉机械※4期装煤称量机产地：德国型号：VEG20450称量范围：60t最小表示量：0.01t精度：±1%称量方式：称量传感器、螺旋计数计量仪表压力传感器煤车称量画面※1-3期装煤车外形尺寸：15200(长)×12800(宽)×6800(高)mm电机总功率：约320kW轨道中心距：8260(一期)8265(二、三期)走行速度：

4~90m/min主要驱动方式：油缸驱动液压工作油：抗磨性水－乙二醇揭盖方式：

摇动电磁铁给料方式：

圆盘给料环保设施：

泥浆密封装置炉顶清扫装置装煤集尘装置每200孔焦炉配置三台，二用一备，采用单元自动方式装煤车※4期装煤车外形尺寸：15510(长)×13800(宽)×7900(高)mm电源 3ph，660V，50Hz电机总功率：约450kW总重量：198t轨道中心距：8600mm走行调速方式: 变频调速走行速度：4~90m/min主要驱动方式：油缸驱动液压工作油：抗磨性水－乙二醇揭盖方式：摇动电磁铁给料方式：螺旋给料变频调速（直径650mm)环保设施：炉顶清扫装置

装煤集尘装置110孔焦炉配置二台，一用一备装煤车※1-3期推焦车外形尺寸：33490(长)×18450(宽)×14060(高)mm电机总功率：约450kW总重量：412t轨道中心距：12000mm走行速度：4~60m/min主要驱动方式：油缸驱动液压工作油：M46抗磨液压油推焦装置：上齿条方式平煤装置：钢绳滚筒牵引车环保设施：炉门清扫装置炉框装置小炉门上升管清扫装置炉台清扫装置余煤回送处理装置头尾焦处理装置每200孔焦炉配置三台，二用一备，采用单元自动方式推焦车※4期推焦车外形尺寸：36590(长)×20100(宽)×15945(高)mm电源 3ph，660V，50Hz电机总功率：约700kW总重量：540t轨道中心距：14000mm走行调速方式: 变频调速走行速度：4~100m/min主要驱动方式：油缸驱动液压工作油：MH-46抗磨液压油推焦装置：上齿条方式平煤装置：钢绳滚筒牵引车环保设施：炉门清扫装置炉框装置炉台清扫装置余煤回送处理装置头尾焦处理装置机侧除尘装置推焦车110孔焦炉配置二台，一用一备※1-3期导焦车轨道中心距：2700mm走行速度：3~60m/min主要驱动方式：油缸驱动液压工作油：抗磨性水－乙二醇环保设施：炉门清扫装置炉框装置炉台清扫装置头尾焦处理装置导焦集尘装置推焦联锁装置：放射性同位素钴60(一期)铯137(二、三期)每200孔焦炉配置三台，二用一备，采用单元自动方式导焦车※4期导焦车外形尺寸：21500(长)×13190(宽)×13570(高)mm电源 3ph，660V，50Hz电机总功率：约420kW总重量：361t轨道中心距：9550mm走行调速方式: 变频调速走行速度：变频调速4~60m/min主要驱动方式：油缸驱动液压工作油：抗磨性水－乙二醇环保设施：炉门清扫装置炉框装置炉台清扫装置焦盘处理装置导焦集尘装置推焦联锁装置：四车联锁（无线数传）导焦车110孔焦炉配置二台，一用一备※1-3期电车及焦罐车电车：型式：双层固定双轴台式轨距：1435mm走行速度：10、60、180m/min自重：40t焦罐：型式：钢板、型钢焊接结构内衬FCD40球墨铸铁尺寸：上部开口3000×5000mm下部开口1500×3370mm高度4230mm(槽的深度)有效容积：52m3装载物品：焦炭23t闸门开闭方式：连杆式自重底开式每200孔焦炉配置三台电车二用一备，每200孔焦炉配置五台焦罐车，四用一备电车和焦罐车※4期电车及焦罐车电车：型式：双层固定双轴台式轨距：2800m走行调速方式: 变频调速走行速度：10、60、200m/min自重：55t电源: 3ph，660V，50Hz牵引重量:约345t或350t（满罐时）制动方式:盘式制动+报闸制动机械连接方式:刚性插销连接气路及电路连接:快速接头焦罐：型式：钢板、型钢焊接结构焦罐有效容:约33t焦炭焦罐重量:54t 主要材质：焦罐本体:Q235-B内衬板:QT600及耐热铸钢隔热材料:陶瓷纤维毡底闸门本体:06Cr19Ni10NbN闸门开闭方式：连杆式自重底开式

110孔焦炉配置二台电车，一用一备，配置三台焦罐车，二用一备电车和焦罐车※1-3期液压交换机油压泵型式：齿轮泵/叶片泵/叶片泵(一期/二期/三期，以下同)油槽容量：600L/660L/660L排出量：(47L/min,1450rpm)/(32L/min,970rpm)/(31L/min,970rpm)电机功率：15kW/7.5kW/7.5kW溢流设定压力：14MPa/12MPa/12MPa油温上升界限：60℃/60℃/65℃蓄能单元：型式：球胆型蓄压器容量：60L×8只/63L×10只/63L×