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1、,0,(,/,04,(6 8/:6.7/,9+;8 6/&/&9+?,8/8,8 67.(B6 4(+4 8 6&,/,+(/9(/8,+,(+94+,6/8 6),8+?/:,4&6?(8 4(F&/8/4/7/=(9,6 6 8(/947 48(/:E,(69=(,68 8/,/;/7/6+(&94(/7 7(8,7 6+(&(,68 8(7:/:(:(=/7/,炉。,$,$I,炼铁烧结球团焦化当前我国炼焦生产的新技术,!IM,郑文华,于振东,（中冶焦耐工程技术有限公司,鞍山!#$）,摘,要,近期，我国焦炭产能严重过剩，使焦化厂遇到了前所未有的困难。为此，我国炼焦工业必须采用新技,术、新措
2、施、新对策；钢铁工业迅速发展，要求建设大型焦炉；炼焦煤供不应求，促使人们考虑煤预处理技术，如捣固炼焦、煤调湿、配型煤炼焦；节能环保，促使人们选择干法熄焦。,关键词,焦炭,炼焦,干熄焦,环保,!#$%/,5 引言中国是世界焦炭生产大国，据统计：#年我国 共 生 产 焦 炭$#GHI 万 吨，比$#I 年 增 长!HJ$K，占世界焦炭总产量的 LJH#K。其中，机焦!HHII 万8，比$#I 年增长 I$J!MK；土焦 IM#万8，比$#I年下降$IJ!NK。$#年我国焦炭的表观 消 耗 量!LIH$万8，比$#I 年 增 长!GJG$K。截止$#年底，中国焦炭生产企业!I#个，焦炉$H!#座，总
3、生产能力$JM亿8；在建焦炉总生产能力#JG亿8。也就是说，中国的焦炭生产能力很快就能达到IJI亿8。近期，我国焦炭产能的盲目扩张和严重过剩，使焦化厂遇到了许多问题和困难，如炼焦煤供不应求，主焦煤短缺；焦炭质量下降；运输紧张；焦炉煤气放散；环境污染严重等。为此，焦化工作者在积极思考我国炼焦工业应采用的新技术、新措施和,新对策。6 钢铁工业迅速发展，要求建设大型焦炉近几年，我国钢铁工业迅速发展，大中型钢铁企业纷纷建设!M#I、M#I、$#I、#I和M#I 的现代化大高炉，迫切需要建设现代化大型焦炉，生产出高质量的焦炭，以满足大高炉对优质焦炭的需求。在我国去年生产的$#GHI万8焦炭中，仍然有IM
4、#多万8的土焦，仍然有M#!N#万8是由不符合国家产业政策、装备水平落后、污染严重的小机焦炉生产的。必须用装备水平高的大型焦炉替代生产能力总计为GM#!LM#万8的土焦炉和小机焦675 大型焦炉具有显著的优点大型焦炉劳动生产率高；能大大减少对环境的,加紧,技术,#,.1 350 2,，2(+(7,2+(,)%*,2,2,2 2,*(+,&中国钢铁年会论文集,污染；能改善焦炭质量。因此早在上世纪!、年代，发达国家就建设了炭化室高大于!$、宽大于%&$的大容积焦炉。(年，世界最高的#%)($超大容积焦炉在德国投产。!节约占地我国耕地面积在逐年减少，)年我国人均耕地面积已从上年的*%)(亩减少到*%
5、)*亩。与土焦炉和小机焦炉相比，大型焦炉可大大地减少占地。尤其在老厂扩建中，挤出来的宝贵场地只能建设大型焦炉，才能满足增产焦炭的要求。太钢、马钢和武钢所以选择建设超大型焦炉，其中一个很重要的原因是老厂扩建，场地狭小。!#大型焦炉的应用与开发近几年，我国建设了(多座装备水平高的+$大 型 焦 炉。(年 初，兖 矿 集 团 签 约 购 买 德 国,-/4 焦 化 厂 二 手 设 备，在 我 国 首 次 迁 建!%+($超大容积焦炉；)年初，太原钢铁公司签约引进德国!%+($超大容积焦炉；&年初，马鞍山钢铁公司也签约引进!%+($焦炉；现在，武汉钢铁公司也在与德方谈判引进!%+($焦炉。预计我国第一
6、座!%+($超大容积焦炉将于&年底或+年初投产。我国正在开发炭化室高+%&$的大容积顶装焦炉，预计&年底完成施工设计；我国正在开发炭化室高&%&$的大容积捣固焦炉，预计&年底完成施工设计；我国还在开发炭化室高!$的大容积顶装焦炉。不久，我国自行设开发的大型顶装焦炉和捣固焦炉就将建成投产。#炼焦煤供不应求，促使人们考虑煤处理#$中国的强黏结性炼焦煤并不丰富虽然我国煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源还相 对 较 少，炼 焦 煤 储 量 仅 占 我 国 煤 炭 总 储 量+%&6。更值得注意的是，我国强黏结性煤并不丰富，肥煤、气肥煤储量和焦煤储量分别仅占总储量的(%(!6和+%6。在炼焦煤储量中，肥煤、
7、气肥煤和焦煤分别占*%#6和(%+*6，两者之和也不过占炼焦煤储量的*(强。还应指出的是，这些强黏结性煤储量中还包括相当数量的难洗、高硫煤资源，它们是不能作炼焦原料的。因此，我国强黏结性煤,资源稀缺而宝贵。实际上，在我国炼焦煤资源中，有一半是弱黏结性的气煤和*(焦煤。所以，应尽量采用能扩大弱黏结性煤配比的生产工艺和设施。#!炼焦能力的超常发展，使炼焦煤供应紧上一、二年之内，中国的机焦生产能力将达到(%(亿2，这意味着每年需要入炉炼焦精煤)%&亿2，而要生产这么多的炼焦精煤，需要7%亿2的炼焦原煤。)年我国原煤产量*7%&+亿2，今后每年必须生产近一半的炼焦原煤，才能满足国内焦炉的生产需要。因此
8、，今后焦化厂的竞争，将是炼焦煤供应的激烈竞争。#国际市场炼焦精煤价格节节上扬由于国内炼焦精煤供应紧张，年中国进口炼焦精煤 万2 平均价格为&%(美元；年，进 口 量 猛 增 至 万2，平 均 价 格 为&%+美元；年 进 口+#&万 2，平 均 价 格 提 高 至+%7美元。随着国内焦炭产量的增加，我国炼焦精煤的供应缺口还将继续扩大，预计*年将缺口)万2!+万2。(年，全球炼焦精煤总产量+%亿2，占全球煤炭总产量&*亿2的*6。我国是全球最大的炼焦精煤生产国，(年的产量是%&亿2。(年全球炼焦精煤的总出口量%亿2。&年随着中国对国际炼焦精煤需求的剧增、欧盟钢铁企业对进口炼焦精煤依赖程度的不断提
9、高、印度对强黏结性炼焦精煤需求的进一步扩大，使国际市场炼焦精煤的供应日益紧张，价格节节上扬。最近，日本同澳大利亚、韩国同加拿大签定的&年主焦煤离岸价为*&美元；印度同澳大利亚签定的价格为*!美元；巴西同澳大利亚签定的价格为近*(美元。全球已从焦炭短缺转变为炼焦煤的短缺。#%捣固炼焦技术(%)%*基本原理捣固炼焦，一般是用高挥发份弱黏结性或中等黏结性煤作为炼焦的主要配煤组分，将煤料粉碎至一定细度后，用机械捣固成煤饼，送入焦炉炭化室内炼焦。(%)%工艺流程,%)!,:,%,%,.&,（,&%,宽 9,%,:,%7%&,%,配&,%,&,7&,+,炼铁烧结球团焦化,!,!#!实施效果煤料捣固成煤饼后
10、推入炉内，其体积密度可以提,（+）型煤块中配有一定的煤沥青作黏结剂，从而改善了煤料的黏结性能，对提高焦炭质量有利。,高到$&!&(*，重量增加,+-。煤料体积密,（!）型煤块的视密度为!+*!，而一般,度的增大和煤粒之间间隙的减少，均有利于改善煤料的黏结性。这样炼出的焦炭比顶装焦炉生产的焦炭.#提高!/个百分点、降低+!#个百分点、反应后强度 012）提高!/个百分点。或在保证焦炭质量不变的情况下，可多用+-!+-的高挥发分弱黏结性煤。!#技术要点用/&-!,&-的高挥发分气煤或!焦煤，配以适量的焦煤、瘦煤，使其挥发分在!&-左右、黏结指标 3 值 为!#*，这 样 的 煤 料 捣 固 效 果
11、最好。煤料的粉碎度应保持在：粒度!*的占$&-!$!-，粒度!&%*应在#&-!%&-之间。对难以粉碎的煤料要在配煤前先行预粉碎。捣固煤料最合适的水分为4-!-，最好控制在$-!&-。!#%应用与开发上个世纪，我国只有炭化室高!+*和!4的小型 捣 固 焦 炉。+&年 我 国 开 发 了 炭 化 室 高#!*、%&*5678#!$7 型捣固焦炉，近几年已在全国推广建设了几十座。+&%年底，我国即将开发出炭化室高%*、宽%&*大型捣固焦炉，%*捣固机也在紧张地开发之中，这将大大推进我国捣固技术的发展。现在还正将两座炭化室高#!*、宽#%&*4&型顶装焦炉和两座炭化室高#!*、宽%&*顶装焦炉，改
12、造成捣固焦炉，年内即将完成。!#配型煤炼焦技术!%基本原理,粉煤装炉仅%可提高&,配型煤炼焦，就是将炼焦原料煤中的一部分压,个百分点；+-型煤 7;%可再提高,个百分点左,块成型，再与其它的粉煤混合，入炉炼焦。!%+技术要点（）配入型煤提高了装炉煤的密度，其散密度约增加&-，这样能降低炭化过程中半焦阶段的收缩，从而减少焦块裂纹。,右。鞍钢、本钢等的半工业试验表明，配型煤炼焦其焦炭的.#增加%提高+!%个百分点，反应性降低%!4个百分点，反应后强度提高%!个百分点。（+）在不降低焦炭质量的情况下，可在炼焦配,!,(,定。,1 4 78 66 0,$,6,6,!,$,!%*,$(中国钢铁年会论文集
13、,煤中多配用!#!$#低灰低硫的弱黏结性煤，以降低焦炭的灰分、硫分和焦炭成本。（%）对焦炭和化产品产量的影响。装炉煤料的散密度随型煤配比的增加而提高，但随型煤配比的增加，结焦时间也相应延长。所以，配型煤炼焦对增产焦炭的效果不明显。然而，由于型煤添加了黏结剂，炼焦过程产生的焦油和煤气的产率比常规粉煤炼 焦 有 不 同 程 度 的 改 变，当 软 沥 青 的 添 加 量 为的焦炉烟道,废气。采用流化床干燥机煤调湿工艺，其煤料与热废气直接换热效率高。尤其是以焦炉烟道气作热源时，充分利用了废热，既节能，又减少了燃烧高炉煤气放出的/=，减少温室效应。%&%实施效果（!）煤料含水量每降低!#，炼焦耗热量就
14、降低&$3（干煤）。当煤料水分从!#下降至&#时，炼焦 耗 热 量 相 当 于 节 省 了&$?（!&）A%!3（干煤）（$）由于装炉煤水分的降低，使装炉煤堆密度提高，干馏时间缩短，因此，焦炉生产能力可以提高)#!#。（%）改善焦炭质量，其 BC(可提高!(个百分点，焦炭反应后强度/DE提高!%个百分点；在保证 焦 炭 质 量 不 变 的 情 况 下，可 多 配 弱 黏 结 煤*#!#。（-）煤料水分的降低可减少!%的剩余氨水量，相应减少!%剩余氨水蒸氨用蒸汽，同时也减轻了废水处理装置的生产负荷。（(）节能的社会效益是减少温室效应，当用焦炉烟道废气作为热源时，平均每吨入炉煤可减少约%(*+,的
15、/=排放量。（&）煤料水分的稳定可保持焦炉操作的稳定，有利于延长焦炉寿命。%&-需注意的问题（!）煤料水分的降低，使炭化室荒煤气中的夹带物增加，造成粗焦油中的渣量增加$!%倍，为此，必需设置三相超级离心机，以保证焦油质量。（$）炭化室炉墙和上升管结石墨有所增加，为此，必需设置除石墨设施，有效地清除石墨，以保证正常生产。（%）调湿后煤料用皮带输送机送至煤塔过程中，散发的粉尘量较湿煤增加了!(倍，为此应加强输煤系统的严密性和除尘设施。（-）调湿后煤料在装炉时，因水分低很容易扬尘，必须设置装煤地面站除尘设施。因此，对已投产的焦炉，若因总图紧张或其它原因不能设置装煤地面站除尘设施时，则不易补建煤调湿装
16、置。$节能环保，促使人们选择干法熄焦$%基本原理干法熄焦（/=FG BEH IJGK/LCKM 缩写为“/BI”）简称“干熄焦”，是相对于用水熄灭炽热焦,),/,),&6&,/2,$&,&,0,/,),/,/,/,/,/,炼铁烧结球团焦化,$+!,炭的传统湿熄焦而言的，其基本原理是利用冷的惰性气体（燃烧后的废气），在干熄炉中与赤热红焦换热，从而冷却熄灭红焦。!#工艺流程从炭化室中推出的!#!$#%红焦经导焦栅落入运载车上的焦罐内。运载车由电机车牵引至提升机井架底部，由提升机将焦罐提升至干熄炉炉顶，通过装入装置将焦炭装入干熄炉。炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，冷却至&#%以下。冷却后的焦炭经排
17、焦装置卸到皮带输送机上，再经炉前焦库送筛焦系统。$#%的冷惰性气体由循环风机通过干熄炉底的供气装置鼓入炉内，与红焦炭进行热交换，出干熄炉的热惰性气体温度约为#%。热惰性气体夹带大量的焦粉，经一次除尘器进行沉降，气体含尘量降到(*+以下，进入废热锅炉换热，在这里惰性气体温度降至&#%以下。冷惰性气体由废热锅炉出来，经二次除尘器，含尘量降到$)*+以下后由循环风机送入干熄炉循环使用。废热锅炉产生的蒸汽或并入厂内蒸汽管网或送去发电。!$工艺特点,-+-$节能出炉红焦的显热约占焦炉能耗的+.!,#.。这部分能量相当于炼焦煤能量的.。采用干熄焦可回收约#.的红焦显热，平均每熄$/焦炭可回收+-!012，
18、#%蒸汽#-,!#-。国外某公司曾对其企业内部炼铁系统所有节能项目进行效果分析，结果干熄焦装置节能占总节能的#.。根据宝钢的生产实绩，平均可降低能耗#!(#3（标煤）/（焦）左右，从而促进吨钢能耗的降低。,-+-&减少环境污染炼焦若采用湿熄焦，每熄$/红焦就要将#-,/含有大量酚、氰化物、硫化物及粉尘的蒸汽排向天空，严重地污染了大气及周围的环境。这部分污染占炼焦对环境污染的三分之一。干熄焦则是利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄灭，并配备良好的除尘设施，基本上不污染环境。此外，由于干熄焦能够产生蒸汽，并可用于发电，因此，避免了生产等量蒸汽而燃煤对大气的污染（!(/蒸汽需要$/动力煤），尤其减少了
19、45、5向大气的排放。对规模为$#万 焦化厂而言，采用干熄焦技术，每年可以减少!$#万/动力煤,燃烧 对 大 气 的 污 染，即 每 年 少 向 大 气 排 放$,!$#/烟尘、&#!$(#/45，特别是少向大气排放!$#万/65，减少了温室效应。,-+-+改善焦炭质量干熄焦与湿熄焦相比，焦炭 0,#提高+!个百分点，$#改善#-+!#-个百分点。这对降低炼铁成本，提高生铁产量极为有利，尤其对采用喷煤粉技术的大型高炉，效果更加明显。国际上公认：大型高炉采用干熄焦炭可使焦比降低&.，高炉生产能力提高$.。按现在的市场价格，每吨干熄焦炭对炼铁的延伸效益是&元。在保持原焦炭质量不变的条件下，采用干熄
20、焦可以降低强黏结性的焦、肥煤配入量$#.!&#.，有利于保护资源，降低炼焦成本。,-+-,节水采用 传 统 的 湿 熄 焦，每 熄 灭$红 焦 要 消 耗#-,/水。宝钢用干熄焦，在将环境粉尘控制在小于+#*+的 同 时，也 节 约 了 数 量 可 观 的 熄 焦 用水。依据其&#+年的实绩，平均节水#-,+吨焦。,-+-投资和能耗较高干熄焦与湿熄焦相比，确实存在投资高及本身能耗 高 的 问 题。目 前，干 熄 焦 装 置 工 程 费 投 资 在$#!$&#元 焦左右，而传统湿熄焦装置工程费投资为$#!$元 焦左右。干熄焦本身能耗约为&!378吨焦（同 时，干 熄 焦 可 回 收 能 源$(3
21、78焦），而湿熄焦约为&378 焦。但干熄焦带来的经济效益、环境效益、资源效益和节能效果完全可以抵消其投资高和本身能耗高带来的不足，特别是随着国家对环保要求越来越严格、能源价格越来越高、能源供应越来越紧张的情况下，干熄焦的优点就越发的显著。!国产化开发自&#世纪#年代宝钢引进国外的干熄焦技术至&#年，我国的干熄焦技术未能大量推广的主要原因是：各企业自行引进，没有组织协调和整合，造成重复引进；没有组织设备制造厂介入国产化；当时我国能源价格低，使干熄焦节能效果不明显，投资回收期长；没有计算干熄焦对炼铁系统的延伸效益。$!年底，在国家的支持下，国内唯一一家实施干熄焦技术与设备国产化和推广干熄焦的鞍山
22、华泰干熄焦工程技术有限公司成立。&#年(月华泰与国家签定了干熄焦技术国产化“一条龙”开发应用总合同，国家拨款+#万元和几亿人民币的贴息贷款，大力支持干熄焦的国产化、大型化、系列化。,“,!,),$+#,#!中国钢铁年会论文集,经过近!年的辛勤劳动，华泰”组织国内近#家高等学校、科研单位、设计院和大中型专业设备制造厂对干熄焦工艺技术、专有及非标设备、耐火材料和软件编程等进行了$个研发专题的开发工作。现在，华泰公司已经实现了%#!$&#(系列干熄焦成套技术的国产化，具备独立完成干熄焦装置的工程设计、承包建设的能力。国产的电机车、提升机、余热锅炉、旋转焦罐、运载车、热管给水预热器、旋转密封阀、电机式
23、振动给料器以及干熄焦专用的耐火材料已经成功地用在干熄焦工程上。实践证明，国产化干熄焦装置的投资比引进降低$)，国产化的专有和非标设备以及耐火材料的价格比引进节约!*。国产化干熄焦装置的主要技术经济指标已达到国际先进水平。!#推广应用#+年)月 底，国 产 化 示 范 工 程马 钢,$!(干熄焦装置投产，其国产化率为,#*。#+年%月，国产化另一依托工程通钢$#(干熄焦装置投产，其国产化率达,%*。现在华泰公司还正在承担着鞍钢（)-$+#(）、鄂钢（$-$+#(）、攀钢（$-$+#(）、涟钢（$-$+#(）、上海焦化厂（$-%!(）、南钢（-$+#(）、唐钢（$-$!#(）共$#套干熄焦总包工程，以及沙钢、昆钢、湘钢、本钢、杭钢等近$#套干熄焦工程的设计工作。上述工程全部投产后焦炭的处理能力可达到)#多万。参考文献$郑文华.为现代化高炉生产优质焦炭.钢铁工业的前沿技术，北京：中国金属学会，#，%!%,徐志 栋，曹 银 平.宝 钢 干 熄 焦 节 能 与 技 术 进 步.中 国 冶 金，#!.，#!)张兴和，高桥礼二郎，大村泉.山西省 铁 焦 工 业 的 环 保 问 题 与/01.中国钢铁年会论文集，#)，%$2!%,
