不同冶炼强度对焦炭劣化的影响
第27卷 第1期2005年2月
四川冶金
Sichuan Metallurgy
Vol.27 No.1
February,2005
不同冶炼强度对焦炭劣化的影响
蒋 胜
(攀钢钢研院)
【摘 要】 通过对攀钢高炉不同冶炼强度下风口焦和相应的入炉焦的粒度组成、冷热强度、化学成分、气孔率的比较、分析。结果表明:随着冶炼强度的提高,风口焦的粒度变小、气孔率增加、热强度降低,并且风口焦上粘结物增多。
【关键词】 风口焦 冶炼强度 焦炭粒度 高炉
INFL UENCE OF DIFFERENT SME LTING STRENGTH ON COKE DEGRADATION IN B LAST FURNACE
Jiang Sheng
(Panzhihua Iron and Steel Research Institute)
[Abstract] The blast furnace operational data and composion,normal temperature and thermal strength,Chemical composition,Porosity of charging coke and tuyere coke were analyzed on BFs of dif2 ferent smelt strength at panzhihua Iron&Steel Co.The result indicates the size composion of tuyere coke changes little,porosity increase and theremal strength reduce,with increase of smelting strength.
And tuyere coke,glue knot thing to grow.
[K ey w ords] tuyere coke,smelting strength,coke size,blast furnace
焦炭在高炉冶炼过程中除了提供大部分反应热量和矿石还原剂外,最重要的作用是担当料柱骨架。对于高炉特别是高冶炼强度操作的高炉,确保焦炭的质量和稳定是极其重要的,焦炭质量不仅影响高炉上部透气性和炉况的顺行稳定,对高炉下部炉缸工作也有很大影响,直接影响到高炉的技术经济指标。
焦炭从入炉到风口是不断蚀损,最后燃烧的过程,在这一过程中焦炭发生了重要变化。通过对比风口焦和入炉焦在不同冶炼强度下的性质,可以了解焦炭在高炉内的降解及蚀损行为。因此本文对2001年至2003年从攀钢1200m3高炉所取6批入炉焦和风口焦的强度、粒度、气孔率、显微结构强度、石墨化程度等方面进行对比分析,以此来了解钒钛磁铁矿攀钢高炉在不同冶炼条件下焦炭的变化,为进一步研究攀钢冶炼钒钛磁铁矿时焦炭在炉内的蚀损机理奠定基础。1 实验方法
111 取样
入炉焦的取样时间在高炉休风前一天取,风口焦的取样是在高炉休风后,从风口内进115m处取样,风口焦取出后装入铁桶内用炮泥封严让其自然冷却。
112 检测方法
(1)焦炭反应性。焦炭的反应性和反应后强度试验按国标G B4000296执行。
(2)焦炭气孔率。用H Y24型全自动显微镜光度计测定入炉焦及风口焦气孔率。
113 计算方法
平均粒度的计算方法比较多,这里焦炭的平均粒度按下式计算:
D=6n i=1Di?Yi
式中 D———焦炭的算术平均粒度,mm;
Di ———i 筛级焦炭的平均粒度,mm Yi ———i 筛级焦炭的重量百分数。
这里入炉焦最大粒度按100mm ,最小粒度按0
mm 计算;风口焦最大粒度按70mm ,最小按10mm 计算(由于小于10mm 焦多数被渣铁包裹,其实际计量有一定难度)。
2 实验结果与分析
211 焦炭灰分及灰成份
不同冶炼强度下风口焦及入炉焦灰分及灰成分分析见表1,冶炼强度与风口焦灰中TiO 2、Fe 2O 3的关系见图1。
表1
焦炭灰分及灰中成分(%)
项目
批次
冶炼强度
(t/m 3?d )
Ad SiO 2Al 2O 3CaO MgO TiO 2K 2O Na 2O Fe 2O 3其它
入炉焦3
12.1749.7524.57 6.20 3.75 2.20 1.730.338.27 3.211 1.09033.9822.1013.87
13.19 3.258.590.140.1232.17 6.572 1.07140.5619.3611.3512.52 1.478.550.150.1435.2511.213 1.11334.2718.0310.9010.25 1.9013.530.200.0840.90 4.214 1.16735.2516.969.597.01 2.7416.180.370.3137.479.375 1.23040.6417.0111.1212.88 2.4315.420.260.1339.11 1.646
1.251
47.56
15.00
9.79
9.15
2.58
19.96
0.26
0.13
42.61
0.52
注:3由于入炉焦灰分及灰中成分变化较小,取其平均值。图1
冶炼强度与风口焦灰中TiO 2、Fe 2O 3关系
从表中看出,风口焦的灰分大于入炉焦,随着冶炼强度的提高,风口焦灰分有增加趋势。比较入炉焦和风口焦灰中成分可知,由于风口焦在炉缸被渣、铁侵蚀而使得风口灰中TiO 2、Fe 2O 3含量远大于入炉焦,冶炼强度低时,风口焦灰中TiO 2、Fe 2O 3含量较低。从表1及图1可看出,近年来随冶炼强度的提高,风口焦灰中的TiO 2、Fe 2O 3增加,这种现象说明,冶炼强度提高的同时,焦炭上的包裹物增多。另一方面,从灰中K 2O 、Na 2O 含量可了解到,风口焦灰中碱金属含量低于入炉焦,特别是K 2O 含量,说明焦炭从炉喉到炉缸的过程中,焦炭中的碱金属元素大部分已进入到炉内参与碱循环,到风口时焦炭内的碱金属含量就很低了。
212 焦炭气孔率
不同冶炼强度下风口焦和入炉焦的气孔率见图2。从图2看出,从入炉焦气孔率来看,各批焦样中
气孔率不同,这与炼焦配煤有关。风口焦的气孔率都大于入炉焦,原因在于风口焦在炉内已经进行过
气化反应,并且随着冶炼强度的提高,风口焦的气孔率略有提高,这与风口焦的热强度一致,气孔率高,也说明焦炭在炉内气化程度高,因此其反应性较高。
图2 冶炼强度与焦炭气孔率的关系
213 焦炭粒度
入炉焦及风口焦粒度分布分别见表2、表3。从表中看出,风口焦的平均粒度较入炉焦小,其粒度仅有入炉焦的一半,特别是近年来冶炼强度提高后,风口焦中>60mm 粒级已经没有,说明焦炭在炉内消耗加快。
表2
入炉焦粒度
粒度
取样
次数
粒度分布(%)
>80mm 80～
60mm 60～40mm 40～25mm <25mm 平均粒度3
(
mm )112.8744.5535.15 6.440.9962.5628.2237.4440.6412.790.9158.20315.4155.8923.26 4.530.9166.21412.2718.0250.9112.53 6.2753.97532.4821.2237.62 5.81 2.8765.146
44.97
18.24
27.99
5.97
2.83
69.53
注:3该处平均粒度为算术平均粒度,下同。?
6?四川冶金 第27卷
表3
风口焦粒度
粒度取样次数
冶炼强度(t/m 3?d )
粒度分布(%)
>60mm 60～
40mm 40～
20mm 20～10mm 平均粒度
(mm )1 1.090 5.3922.7357.2914.5934.512 1.071 3.0610.7159.6926.5429.383 1.113 6.3222.7858.2312.6735.184 1.1670.
0011.1841.9346.8925.205 1.2300.0028.1033.8838.0229.926
1.251
0.00
21.82
49.41
28.77
30.05
不同冶炼强度与焦炭平均粒度差(入炉焦的平均粒度2风口焦的平均粒度)的关系见图3。从图3看出,随着冶炼强度的提高,焦炭的平均粒度差增大,在低冶炼强度(1.071t/m 3?d )时,入炉焦与风口焦的平均粒度差仅2718mm ,而高冶炼强度(1.251t/m 3?d )时,入炉焦与风口焦的平均粒度差达40.22mm 。这说明近年来随着高炉冶炼强度的增加,焦
炭在高炉内受侵蚀程度加剧,从而加剧了焦炭的劣化。
图3 冶炼强度与焦炭平均粒度差的关系
214 焦炭强度
风口焦和入炉焦的冷热态强度见表4。从表中
看出,攀钢入炉焦的冷态性能较好,其中第426次样达到一级高炉焦强度指标[1],而热态性能较差,特别是反应后强度与国内先进企业如宝钢有较大差距[2]。
不同冶炼强度与风口焦热性能关系见图4。从图4看出,随着冶炼强度的增大,风口焦的反应性变差,而反应后强度与入炉焦相差较大,因为焦炭在炉
表4入炉焦与风口焦的冷热强度%
项目取样次数
冶炼强度(t/m 3?d )
入炉焦
风口焦
冷态强度热态强度
热态强度
M40M10CRI CSR CRI CSR 1 1.09081.98.344.2546.7739.7722.132 1.07182.3
8.243.3848.8938.8026.103 1.11381.88.643.7147.3441.5031.544 1.16780.47.638.1053.4740.5520.405 1.23079.28.041.6551.7644.6327.506
1.251
79.6
7.0
38.45
50.69
43.70
30.55
内经过与C02发生碳溶反应后,炭素损失增多,使焦
炭气孔率变大,气孔壁变薄。因此随着冶炼强度的提高,焦炭在炉内受侵蚀程度加大,气化反应加剧,在风口焦上主要体现在反应性变差。因此,在进一步提高冶炼强度的同时,有必要考虑焦炭的质量。
图4 冶炼强度与风口焦反应性的关系
3 结论
(1)随着冶炼强度的提高,风口焦上的包裹物增
多,风口焦中TiO 2、Fe 2O 3含量增加,焦炭气孔率增加。
(2)随着冶炼强度的提高,入炉焦和风口焦的平均粒度差增大,即焦炭在炉内消耗加快,强度变差。因此,在提高冶炼强度的同时必须考虑焦炭劣化对高炉的影响。
参考文献
1.姚昭章,炼焦学.北京:冶金工业出版社,199
2.4:7
2.张 群,冯安祖,史美仁等.宝钢控制焦炭热性质的研究.钢铁,2002,37(7):1
?
7?第1期 Sichuan Metallurgy
提高焦炭热强度的措施
提高焦炭热强度的措施 赵建强，尚建芳，张少华 （邯钢焦化厂，河北邯郸056015） [摘要]焦炭的反应性和反应后强度是焦炭热性质的重要指标。根据邯钢焦化厂现状,从炼焦煤种、配合煤、结焦时间等方面调整，降低了焦炭反应性，提高了反应后强度。 [关键词]焦炭反应性；反应后强度；配合煤；结焦时间 [中图分类号] TF 526+.1 [文献标识码] B [文章编号] 1003-5095(2008）09-0053-03 近年来，高炉炼铁生产正朝着大型化、高效化、长寿和节能环保化方向发展，炉容已达几千立方米，高炉作为生产中的最大的竖炉，直径10～15 m，其料柱高度就高达25～35 m，而支撑如此高的料柱高度，作为透气的支架，高质量的焦炭是必不可少的。为降低焦炭消耗，增加高炉产量，改善生铁质量，采用了在风囗喷吹煤粉、重油、富氧鼓风等强化冶炼技术。焦炭的热能源、还原剂作用可在一定程度上被部分取代，但作为高炉料柱的疏松骨架不能取代，而且随高炉大型化和强化冶炼，该作用更显重要。邯钢老区这几年不断地升级改造，目前有两座2 000 m3高炉，月耗焦炭约为14万t，而焦炭占整个生铁成本约为25%，因此，生产稳定优质的焦炭，必然会对炼铁的生产、操作和降本增效有直接的影响。 1 焦炭的组成、性质及在高炉中的作用 焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色的成分复杂的块状材料，用工业分析和化学分析两种分析方法确定其组成，一般所说的焦炭指标是综合分析的结果，其标准就是对高炉的影响的大小。焦炭在高炉中起着供热、供碳、还原剂和疏松骨架的作用。近年来，高炉采用了许多先进的技术，焦炭的供热、供碳、还原剂一些作用一定程度上被取代，但随着高炉大型化和冶炼强度的提高，高炉的料柱骨架作用却被强化，越来越要求高质量的焦炭。有资料表明：焦炭的反应后强度提高1%，焦比可以降低20 kg；灰分每升高1%，高炉焦比上升2%，石灰石用量增加2.5%，高炉产量下降2.2%。现在冶炼特种钢材时要求铁水含硫越来越低，焦炭中的硫约占整个入炉料的80%～90%，高炉采用烧结矿后占的比例会更大，而其中只有5%～20%随高炉煤气逸出，其余的硫就靠炉渣排除，这就要增加熔剂，增加炉渣碱度和渣量。一般焦炭含硫每增加1%，高炉焦比约增加1.5%～2.0%，石灰石用量增加2%，生铁产量减少2%～2.5%。 焦炭在高炉中承受高温热力作用、化学作用，以及强烈气流和铁水的冲刷、磨损、剪切作用下性能必然降低，其透气性下降、块度减小、气孔壁变薄等影响高炉操作，所以高炉焦要求灰低、硫低、强度高、块度均匀、气孔均匀致密、反应性低、反应后强度高。入高炉的焦炭的标准逐渐完善、细化。我国一直将焦炭的机械强度(即冷态强度)作为衡量焦炭质量的重要指标,但在高炉实际生产中,与冷态强度相比,焦炭的反应性(CRI)与反应后强度(CSR)更能反映焦炭的质量。为了更好地模拟焦炭在高炉中反应过程,新的国家冶金焦炭标准中增加了CRI和CSR两项指标。为生产合格的焦炭、为高炉炼铁提供有利的指导。因此必须提高焦炭高温性质量。 2 现状 邯钢焦化厂现有焦炉42孔JN 43-80型两座（1#、2#），45孔58-Ⅱ型一座（3#），45孔JN43-80型一座（4#），45孔JN60-6型两座（5#、6#），与六座焦炉配套的备煤系统为南北两个机械化煤场和南北两套核子称自动配煤设施，分别向一炼焦1#、2#、3#、4#焦炉和5#、6#焦炉供煤。年产焦炭204万t，主要供应炼铁4# 620 m3高炉、5# 1 260 m3高炉、7# 2 000 m3高炉，炼铁5#高炉扩容为2 000 m3后，自产焦炭，全部以混料方式供给5#、7#高炉。表1为我厂近期内焦炭平均质量，我厂6 m焦炉和4.3 m焦炉均为
焦炭指标
灰分硫分机械强度% 机械强度% 挥发分 （抗碎强度M40）（耐磨强度M10） 一级不大于12.0 不大于0.6 不小于80 不大于8.0 不大于1.9 二级12.01-13.50 0.61-0.80 不小于76 不大于9.0 不大于1.9 三级13.51-15.00 0.81-1.00 不小于72 不大于10.0 不大于1.9 焦炭的质量指标 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40 ～45% ，铸造焦要求在35 ～40% ，出口焦要求在30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40 值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10 值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40 值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10 值。M40 和M10 值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。 焦炭质量的评价 1 、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有11% 来自矿石；3.5% 来自石灰石；82.5% 来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于 1.6% ，硫份每增加0.1% ，焦炭使用量增加 1.8% ，石灰石加入量增加 3.7%, 矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低1.5 — 2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于1% ，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于0.4 — 0.7% 。 2 、焦炭中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02 — 0.03% 以下。 3 、焦炭中的灰分：焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1% ，焦炭用量增加2 —2.5% 因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。 4 、焦炭中的挥发分：根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5% ，则表示生焦；挥发分小于0. 5 — 0.7%, 则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1% 左右。 5 、焦炭中的水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使M04 偏高，M10 偏低，给转鼓指标带来误差。 6 、焦炭的筛分组成：在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为：对大焦炉（1300 — 2000 平方米）焦炭粒度大于40 毫米；中、小高炉焦炭粒度大于25 毫米。但目前一些钢厂的试验表明，焦炭粒度在40 — 25 毫米为好。大于80 毫米的焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。 焦碳的用途：
焦炭反应性及反应后强度的测定
焦炭反应性及反应后强度的测定 1主要内容及适用范围 规定了测定焦炭反应性及反应后强度的方法提要、实验仪器、设备和材料、试样的采取和制备、实验步骤、试验的结果计算和精密度。 适用高炉炼铁用焦的焦炭反应性及反应后强度的测定，其它用途可参照执行。 2 原理 称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在1100+5℃时与二氧化碳反应2小时后，以焦炭质量损失的百分数表示焦炭反应性(CRI％)。反应后的焦炭，经I型转鼓试验后，大于lOmm粒级焦炭占反应后焦炭的质量百 分数，表示反应后强度(CSR％)。 3 试验仪器、设备和材料 电炉、反应器、I型转鼓、转鼓控制器、圆孔筛、干燥箱、架盘天平、红外线灯泡、热电偶、筛板、高铝球、托架、反应器支架、块焦反应监控仪、计算机显示器、二氧化碳供给系统及氮气供给系统中的(转子流量计、 洗气瓶、干燥塔、，缓冲瓶)等。 4 技术条件 4.1 升温速度：O-1100℃，平均升温速度为8-16℃／min。 4.2 控温精度：1100±5℃，通二氧化碳j言面度在10－25min内恢复到1100±5℃。 4.3 通气温度：400℃时通氢气，1100℃切断氮气通二氧化碳。 4.4 温度显示误差：不大于±5℃。 4.5 时间显示误差：24小时内不大子30s。 4.6 电源电压：220(±10％)V，500HZ。 4.7 最大负载功率：8千瓦。 4.8 使用环境：温度10－35℃，湿度不大于80％，周围无强电磁场及腐蚀性气体的场所。 5 操作程序 5.1 试验前试样的采取和制备 5.1.1 按GBl997规定的取样方法，按比例取大于25mm焦炭20kg，弃去泡焦和炉头焦。用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg，再用φ25mm、φ21mm圆孔筛筛分，大于φ25mm的焦块再破碎、筛分，取φ21mm筛上物，去掉片状焦和条状焦，缩分得焦块2kg，分两次(每次lkg)置于I型转鼓中，以20r／min的转速，转50r，取出后再用φ21mm圆孔筛筛分，将筛上物缩分出900g作为试样，用四分法将试样分成四份，每份不少于220g。 5.1.2 试验焦炉的焦炭可用40mm－60mm粒级的焦炭进行制样。 5.1.3 将制好的试样放入干燥箱中，在170—180℃温度下烘干2小时，取出焦炭冷却至室温，称取200±5g待用。 5.2 试验前烘炉 5.2.1 检查电源电压是否正常，炉温控制仪上“手动／自动”开关是否在自动位置，控制电缆插头是否插好。 5.2.2 将反应器盖置子炉顶的托架上吊放在电炉内，热电偶插入热电偶套管内，托架与电炉盖问放置石棉板隔热。打开计算机电源开关，启动计算机进入Windows98操作系统。当计算机启动完成后，用鼠标双击桌面上的“块焦反应性控制系统”图标，即可进入操作，同时按下炉温控制仪电源开关。 5.2.3用鼠标单击“运行”单击“试验条件”将反应温度1100℃改成500℃即可，时间2小时，烘炉完成将反应温度500℃改为1100℃。 5.3 试验步骤 5.3.1 称取200±0．5g焦炭试样(大约38－42个之间)，在反应器底部铺一层高约100mm的高铅球(40个)，上面平放筛板。然后装入已各好的焦炭试样，注意装样前调整好高铝球高度，使反应器内焦炭层处于电炉恒温区内，将与上盖相连的热电偶套管插入料层中心位置，用螺丝将盖与反应器简体固定，将反应器置于炉顶的托架上吊放在电炉内，托架与电炉盖间放置石棉板隔热。 5.3.2 将反应器进气管、排气管分别与供气系统，排气系统连接。将测温热电偶插入反应器热电偶套管内，检查气路，保证严密。 5.3.3 用鼠标单击“运行”用炉温控制仪调节电炉加热。先用手动调节，电流由小到大，在15min之内逐渐调至最大值，然后将按钮拨到自动位置，升温速度为8-16℃／min。
焦炭生产工艺与技术指标
20．热回收焦炉的工艺流程热回收焦炉是指炼焦煤在炼焦过程中产生焦炭，其化学产品、焦炉煤气和一些有害的物质在焦炉内合理地充分燃烧，回收高温废气的热量用于发电或其他用途的一种焦炉。目前热回收焦炉已经进入《焦化行业准入条件(2008 年修订)》管理序列。 清洁型热回收焦炉是由多个焦炉组、热回收装置、烟气脱硫除尘装置以及尾气集中排放简组成；工艺流程采用捣固装煤、炉内引火、二次燃烧、负压运行生产；在连续炼焦过程中不产生焦化废水，并可实现余热有效回收利用和废气低污染排放的一种炼焦炉。每个焦炉炉组由多个可互相引火的炼焦室组合而成，具有共用总烟道进行二次燃烧并与热回收装置相联通的炼焦生产单元。炼焦室具有炼焦煤同室加热、炭化和熄焦功能，在主燃烧室中以贫氧气分层、分隔燃烧层与结焦层，通过两侧立火道、底火道、分烟道与炉组总烟道相联接，在负压情况下实现二次燃烧，并实现炼焦煤上下与两侧四向加热成焦的一个封闭空间；在炼焦过程中经二次燃烧后的高温烟气，通过废热锅炉回收余热生产蒸气，并对其热能加以利用。一般配套发电机组用以发电，对热能回收利用后的尾气采用脱硫除尘加以净化处理，对熄焦废水采用沉淀工艺加以净化后实现循环闭路使用，不产生焦化废水外排，是一种新型的大容积焦炉。 21．清洁型热回收焦炉的优势 清洁型热回收焦炉与传统的大机焦炉相比，具有如下优势： （1）提高煤炭资源的综合利用水平。清洁型热回收焦炉配煤要求生产冶金焦焦煤配入量不大于 20％～25％，弱粘煤与无烟煤不低于 50％；生产铸造焦焦煤配
入量不大于 50％，弱粘煤与无烟煤配入量不低于 40％，与传统大机焦比，弱粘煤比例大大提高，还可以配入无烟煤用以炼焦。目前焦煤资源越来越少，有利于节约宝贵的肥焦煤资源。另外，肥焦煤与弱粘煤在价格上有明显的优势，每吨差价至少在 200 元以上，大大地降低了焦炭成本，以规模 60 万吨的焦化厂计，采用清洁型热回收焦炉炼焦用煤成本每年可降低 4800 万元以上，有力地提高焦炭企业的经济效益。同时可以较灵活地改变炼焦配煤和加热制度，并根据需要生产不同品种的焦炭，如高炉焦、铸造焦、化工焦等。 （2）减少环境污染，有利于环境保护工作实施。热回收焦炉采用焦炉炭化室负压操作，炉内负压低于-lOPa，调节烟气燃烧气氛并防止大气污染物向外泄漏，与传统的大机焦正压操作相比，杜绝了跑烟冒火，杜绝了原传统大机焦产生的苯化口等大气污染物外排，从而彻底改善了焦化厂大气环境。清洁型热回收焦炉熄焦水闭路循环使用，杜绝了废水外排。与传统大机焦比，不产生由于后序化生产工序而产生的含酚、含氰等焦化废水，彻底的改善了焦化厂所在区域的水环境。 （3）提高焦炭产品质量。由于采用大容积捣固炼焦，炼焦煤堆密度在O.98g／cm3以上，且由于扩大炼焦煤以外的弱粘煤、无烟煤的加入，更有利于控制焦炭的灰分、硫分，相较传统大机焦的焦炭产品质量更好。 （4）有利于减少基建投资和降低炼焦工序能耗。清洁型热回收焦炉与传统大机焦相比达到或超过传统大机焦的机械化水平，实现焦炉装煤、出焦、熄焦、捣固机械化，但是由于没有传统焦炉的化产回收、煤气净化、循环水、制冷站等工序，也没有污水处理等环境保护的尾部治理措施，生产过程能耗较低。同时，由于焦炉配套的辅助生产设施和公用设施少，建设投资低，建设速度快，一般情况下基建投资为相同规模的传统焦炉的 50％～60％，建设周期为 7～10 个月，生产全过程操作
焦炭热强度.
焦炭热强度是反映焦炭热态性能的一项机械强度指标。它表征焦炭在使用环境的温度和气氛下，同时经受热应力和机械力时，抵抗破碎和磨损的能力。焦炭的热强度有多种测量方法，其中一种是热转鼓强度测定。测量焦炭的热转鼓强度，一般是将焦炭放在有惰性气氛的高温转鼓中，以一定转速旋转一定转数后，测定大于或小于某一筛级的焦炭所占的百分率，以此表示焦炭热强度。 焦炭反应性焦炭反应性是焦炭与二氧化碳。氧和水蒸气等进行化学反应的能力，焦炭反应后强度是指反应后的焦炭在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在高炉炼铁。铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳。氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳间的反应相类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。 中国标准GB/T4000-1996规定了焦炭反应性及反应后强度试验方法。其做法是使焦炭在高温下与二氧化碳发生反应，然后测定反应后焦炭失重率及其机械强度。 焦炭反应性指标以损失的焦炭质量与反应前焦样总质量的百分数表示。焦炭反应性按下式计算： CRI=(m-m1)/m×100 式中：CRI-焦炭反应性，% m-焦炭试样质量，g m1-反应后残余焦炭质量，g。 焦炭反应后强度指标以转鼓后大于10mm粒级焦炭占反应后残余焦炭的质量百分数表示。反应后强度按下式计算： CSR=m2/m1×100 式中：CSR-反应后强度，% m2-转鼓后大于10mm粒级焦炭质量，g
m1-反应后残余焦炭质量，g。 焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性，不得超过下列数值： CRI：r≤2.4% CSR：r≤3.2% 焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值。 焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。 中国标准（GB/T4000-1996）规定了焦炭反应性及反应后强度试验方法。其做法是使焦炭在高温下与二氧化碳发生反应没，然后测定反应后焦炭失重率及其机械强度。焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性r不得超过下列数值： CRIr≤2.4 CSR：≤3.2 焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值 一级冶金焦灰分A≦12.0；硫分S≦0.6%；抗碎强度M25≧92.0（M40≧80.0）；耐磨强度M10 M25时，≦7.0 M40时，≦7.50；反应后强度CSR/%≧55；水分含量4.0±1.0 二级冶金焦灰分A≦13.5；硫分S≦0.8%；抗碎强度M25≧88.0（M40≧76.0）；耐磨强度M10≦8.50；反应后强度CSR/%≧50；水分含量5.0±2.0 三级冶金焦灰分A≦15.0；硫分S≦1.0%；抗碎强度M25≧83.0（M40≧72.0）；耐磨强度M10≦10.50；反应后强度CSR/%≧；水分含量≦12.0 准一级冶金焦灰分A﹤12.5%
焦炭生产工艺与技术指标(三)
20．热回收焦炉的工艺流程 热回收焦炉是指炼焦煤在炼焦过程中产生焦炭，其化学产品、焦炉煤气和一些有害的物质在焦炉内合理地充分燃烧，回收高温废气的热量用于发电或其他用途的一种焦炉。目前热回收焦炉已经进入《焦化行业准入条件(2008 年修订)》管理序列。 清洁型热回收焦炉是由多个焦炉组、热回收装臵、烟气脱硫除尘装臵以及尾气集中排放简组成；工艺流程采用捣固装煤、炉内引火、二次燃烧、负压运行生产；在连续炼焦过程中不产生焦化废水，并可实现余热有效回收利用和废气低污染排放的一种炼焦炉。每个焦炉炉组由多个可互相引火的炼焦室组合而成，具有共用总烟道进行二次燃烧并与热回收装臵相联通的炼焦生产单元。炼焦室具有炼焦煤同室加热、炭化和熄焦功能，在主燃烧室中以贫氧气分层、分隔燃烧层与结焦层，通过两侧立火道、底火道、分烟道与炉组总烟道相联接，在负压情况下实现二次燃烧，并实现炼焦煤上下与两侧四向加热成焦的一个封闭空间；在炼焦过程中经二次燃烧后的高温烟气，通过废热锅炉回收余热生产蒸气，并对其热能加以利用。一般配套发电机组用以发电，对热能回收利用后的尾气采用脱硫除尘加以净化处理，对熄焦废水采用沉淀工艺加以净化后实现循环闭路使用，不产生焦化废水外排，是一种新型的大容积焦炉。 21．清洁型热回收焦炉的优势 清洁型热回收焦炉与传统的大机焦炉相比，具有如下优势： （1）提高煤炭资源的综合利用水平。清洁型热回收焦炉配煤要求生产冶金焦焦煤配入量不大于20％～25％，弱粘煤与无烟煤不低于50％；生产铸造焦焦煤配入量不大于50％，弱粘煤与无烟煤配入量不低于40％，与传统大机焦比，弱粘煤比例大大提高，还可以配入无烟煤用以炼焦。目前焦煤资源越来越少，有利于节约宝贵的肥焦煤资源。另外，肥焦煤与弱粘煤在价格上有明显的优势，
国内焦炭的质量指标评价综合知识
国内焦炭的质量指标及评价综合知识 ------------------------------------------------------------ 一、焦炭定义烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦。由高温炼焦得到的焦炭用于:高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。二、焦炭分布从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。三、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦
炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。四、焦炭的物理性质焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 真密度为 1.8-1.95g/cm3；视密度为 0.88-1.08g/ cm3；气孔率为 35-55%；散密度为 400-500kg/ m3；平均比热容为 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）；热导率为 2.64kj/（mhk）（常温），6.91kg/（mhk）（900℃）；着火温度（空气中）为 450-650℃；干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g；比表面积为 0.6-0.8m2/g 。五、焦炭的反应性及反应后的强度焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在
焦炭反应性及反应后强度操作规程
焦炭反应性及反应后强度安全操作规程 1、设备必须由专职电工或厂家调试人员进行安装及调试 2、电源电压必须与电气设备的额定电压相同(AC220V)，且电源电压 应在±5%范围内 3、设备如遇跳闸时应查明原因排除故障后再合闸，不得强行合闸。 4、设备启动后应检视各电器仪表正常后方可正式工作。 5、如遇漏电失火时应先切断电源，用二氧化碳和干粉灭火器进行灭 火。禁止用水及其它液体灭火器进行灭火。 6、发生人体触电时应立即切断电源，然后用人工呼吸法作紧急抢救 治疗。但在未切断电源之前禁止与触电者直接接触,以免再发生触电。 7、设备应接地良好,不得借用避雷器地线做接地线。电气部分不应有 漏电现象。 8、电器设备的所有连接桩头应牢固并需经常检查。如发现松动，先 需切断电源后再行处理。 9、设备的配电箱内必须保持清洁，不得存放任何东西，并应配备有 安全锁。未经本机操作人员和有关人员的允许，其它人员不准随意开箱合线路总闸或分段路闸，以防造成事故。 10、不得用水清洗电气设备，以免电气设备受潮发生事故。 11、设备应存放在干燥的室内。 12、工作中如遇停电时应立即将电源开关拉开。 13、如需修理和维护时，不仅要切断电源并在电闸箱上加锁，同时挂
上“机械修理禁止合闸”的警示牌。 14、工作完毕后应及时切断电源，并锁好闸箱门。 15、设备在工作状态下严禁将身体任何部分贴近电炉部分，以免高温 对人身造成伤害。 16、设备工作状态下，室内必须保证通风良好，以免有害气体对人身 造成伤害。 17、设备在工作状态时禁止触碰洗气瓶，防止腐蚀性药品泄露伤人。 18、操作转鼓时应与转鼓保持安全距离（0.8m），且时刻观察转鼓是 否与工作台刮碰 19、提出反应器时应小心高温灼伤。 20、操作反应器是应保证反应器温度在100℃以下，同时应佩戴耐高 温防护手套。
焦炭指标
焦炭指标 指标等级粒度指标影响 ＞40 ＞25 灰分Ad% Ⅰ≤12.0 "灰分偏大增加焦比（焦炭使 用量）" Ⅱ≤13.5 Ⅲ≤15.0 硫分St.d% Ⅰ≤0.60 高炉炼铁的有害杂质 Ⅱ≤0.80 Ⅲ≤1.00 机械强度M25% Ⅰ≥92.0 机械强度偏低，倒运过程中会产生大量焦粉 Ⅱ≥88.0 Ⅲ≥83.0 M40% Ⅰ≥80.0 Ⅱ≥76.0 Ⅲ≥72.0 M10% ⅠM25时≤7.0；M40时≤7.5 Ⅱ≤8.5 Ⅲ≤10.5 反应性CRI% Ⅰ≤30 450m3以上高炉使用焦炭的重要指标，高炉越大对反应后强度要求越高，反应性要求越低 Ⅱ≤35 反应后强度CSR% Ⅰ≥55 Ⅱ≥50 挥发分Vdaf% ≤1.8 挥发分高低判断焦炭的生熟 水含量Mt% 4.0±1.0 5.0±2.0 水分大增加运输成本 焦末含量% ≤4.0 ≤5.0 增加焦炭使用量 焦炭的机械强度,包括抗碎强度指标M25（M40)，耐磨指标（M10)，焦炭反应性（CRI)和反应后强度（CSR）。前面两个是冷态特性，后面的是在高温下的强度特性（1100℃）。 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40 ～45% ，铸造焦要求在35 ～40% ，出口焦要求在30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度
焦炭小常识
焦炭小常识 焦碳分类到目前为止并没有一个统一的规定，不同的国家和地区都有不同的规定。按这我国的标准分类有金焦、气化焦、电石用焦等。焦碳简单的定义就是把煤中的水发挥掉，剩下的固体就是焦碳。它是一种固体燃料,质硬,多孔,发热量高.用煤高温干馏而成,多用于炼铁。 焦炭物理性质主要与常温机械强度、热强度、化学性质等有关。焦炭物理性质主要有焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在 40～45%，铸造焦要求在35～40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。M40和M10值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。 转故试验完成后，用孔径为40mm和10mm的筛子筛分，大于40mm粒级的百分数为M40值，小于10mm粒级的百分数为M10值。我国冶金焦规定的强度指标。焦炭转鼓实验方法 转鼓特性焦炭试样筛分强度指标 直径/长度（mm）转速（转/分）转数（转）重量（kg）粒度（mm）孔形筛孔(mm) 耐磨强度（粒极mm/指标）抗碎强度（粒极mm/指标） 1000/1000 25 100 50 〉60 圆形 40，10 <10/M10 >40/M40 我国冶金焦强度指标（%） 强度指标Ⅰ级冶金焦Ⅱ级冶金焦Ⅲ级冶金焦 M40 >80.0 >76.0 >72.0 M10 <8.0 <9.0 <10.0 几个国家冶金用焦炭与精煤灰分国标（Ad） 国别中国美国原苏联德国法国日本 Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级 焦炭灰分（%）≤12.0≤13.5≤15.0 <7.0 <10.0 <8.0 <9.0 <10.0 精煤灰分（%） <12.5 5.5～6.5 8.0～8.5 6.0～7.0 <7.0 6.6～8.0 焦炭的种类 焦炭的种类 焦炭通常按用途分为冶金焦（包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等）、气化焦和电石用焦等。由煤粉加压成形煤，在经炭化等后处理制成的新型焦炭称为型焦。 冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。中国制定的冶金焦质量标准（GB/T1996-94）就是高炉质量标准。 气化焦是专用于生产煤气的焦炭。主要用于固态排渣的固定床煤气发生炉内，作为气
焦炭的品种及其指标
焦炭 一、焦炭定义 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050 ℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 是高炉焦、铸造焦、焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90% 以上的冶金焦均用于，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 二、焦炭分布从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。 三、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 为； 视密度为cm3 ；为35-55% ；
焦炭反应性及反应后强度试验中注意事项
焦炭反应性及反应后强度试验中注意事项： 焦炭反应性及反应后强度是评价焦炭热性质的重要指标，对高炉冶炼影响很大。近年来随着高炉大型化，该两个指标越来越受到人们的重视，许多国家根据国资源和技术需要制定不同的测试方法，并用相应的指标来控制焦炭的质量，我国于1983年制定了国家标准，但是由于试验条件不易掌握，导致两指标的测定值误差较大，影响了对焦炭质量的评价。根据几年来的工作经验，提出几个测定中注意的问题仅供大家参考。1.自测观察其大小是否均匀外，每次试验不仅要保证试样质量符合标准。同时还要尽量使试样的焦块数目相等。在反应器底部装100mm后高铝球时要装平，装焦炭块时也要均匀装平。2.按GB/T4000-2008规定，焦炭在装入反应器前需在烘箱中干燥，温度在170-180度，干燥2小时，去除焦炭外表面吸收的水分，放入干燥器中冷却到室温。称重（200±0.5g)入炉，为防止试验过程中焦炭丢失影响试验的准确性，试验做完后，要重新数一数焦块数目，检查与装入数目是否一致，还要检查以下反映后的焦块，如果有说明取样不好，数据的代表性和准确性差。 1.严格按照国标制焦炭样使粒度形状尽量接近。 （1）.按GB/T4000-2008规定的制样方法，按比例取大于25mm焦炭20kg，弃去泡焦和炉头焦。用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg，再用25mm、23mm圆孔筛筛分，大于25mm焦块再破碎、筛分。取23mm筛上物，去掉薄片状焦和细条状焦，保留较厚片状焦和较粗条状焦，并将较厚片状焦和较粗条状焦用手工修整成颗粒状焦块，用制样方法一（1）在厚度为8-10mm的钢板上，钻若干个直径为21mm的圆孔钢板，在此钢板砸出110粒焦炭试样。（2）在170-180度的烘箱中，烘干时间不低于2
焦炭的质量指标
一、焦炭定义。炼焦煤料在隔绝空气的条件下，加热到950℃-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。生产1吨焦炭约消耗1.33吨炼焦煤。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。 二、焦炭的物理性质。焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 三、焦炭的类别。铸造焦：是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 冶金焦：是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 三、焦炭用途。焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。据统计，世界焦炭产量的90%以上用于高炉炼铁，冶金焦炭已经成为现代高炉炼铁技术的必备原料之一，被喻为钢铁工业的“基本食粮”，具有重要的战略价值和经济意义。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。
近年来，在我国所有消费焦炭的行业中，只有钢铁行业的焦炭消费量上升，由2000年的73.95%大幅上升到2007年的85.00%，上升了11.06个百分点；化学制品行业由10.10%下降到7.32%；有色冶炼由2.00%下降到1.55%；通用设备制造业由1.90%下降到1.86%；其他工业由8.60%下降到3.43%；农业由1.38%下降到0.27%；生活消费由1.31%下降到0.25%；其他类由0.75%下降到0.32%。 四、焦炭分布。从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。其中山西、河北、山东、河南、辽宁是我国焦炭的主要生产省份，近几年其产量在全国产量中的比例始终保持在60%以上。 焦炭的质量指标 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40 ～45% ，铸造焦要求在35 ～40% ，出口焦要求在30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40 值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10 值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40 值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10 值。M40 和M10 值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。 焦炭质量的评价
影响焦炭反应性的因素
影响焦炭反应性的因素主要有以下两个方面： 1、原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。尤其是煤料的流动度较大时，易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金属的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。 2、炼焦工艺条件：增大装煤堆比重、提高炼焦温度、采取焖炉等措施，可使焦炭结构致密，减少气孔表面积，使焦炭反应性降低。采用干熄焦，可避免水蒸汽对焦炭表面的活化，有利于降低焦炭的反应性。 1、焦炭的冷强度与焦炭其孔径及其分布有关，而热强度则与焦炭孔壁厚度密切相关。 2、为改善焦炭反应性，根本在于多用主焦煤少用高挥发分煤，特别是少用挥发分大于37%的煤。在粘结性足够的情况下，可配入一些粘结性中等的低挥发分煤。 3、若在煤料中配入5%左右挥发分10%的延迟焦，反应性可降低10~20%，其原理是在炼焦后期有大量裂解碳产生，阻塞了部分微气孔，因而降低了反应性。基于这一原理，提高入炉煤的堆密度，提高炼焦最终温度，也有相同的效果。 影响焦炭反应性的因素主要有以下几个方面： 一、煤的性质 原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。尤其是煤料的流动度较大时,易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。 1.单种煤值挥发份过高或过低，其反应性较高。在24％左右时，焦炭的反应性最小。 2.单种煤平均最大反射率过高或过低，其反应性较高。 3.灰分对热性质影响，尤其是碱性金属氧化物的存在。 二、炼焦工艺条件： 1）、增大装煤堆比重；堆密度越高，焦炭的热反应性越低，反应后强度越高（明显）。2）、提高炼焦温度； 3）、采取焖炉等措施；一般4.3米以上焦炉结焦时间普遍长。可使焦炭结构致密，减少气孔表面积，使焦炭反应性降低。 三、熄焦方式：采用干熄焦，可避免水蒸汽对焦炭表面的活化，有利于降低焦炭的反应性。 四、备煤工艺条件 1.采用先粉弱粘煤、再配煤、在粉碎的工艺能使焦炭的热反应性下降，反应后强度提高。 2.配煤中添加轧机废油不仅可以提高煤料的堆密度，而且可以改善焦炭的冶金性能指标。
焦炭的物理性质
焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 1. 真密度为 1.8-1.95g/cm3； 2. 视密度为 0.88-1.08g/ cm3； 3. 气孔率为 35-55%； 4. 散密度为 400-500kg/ m3； 5. 平均比热容为 0.808kj/（kg?k）（100℃），1.465kj/（kg?k）（1000℃）； 6. 热导率为 2.64kj/（m?h?k）（常温），6.91kg/（m?h?k）（900℃）； 7. 着火温度（空气中）为 450-650℃； 8. 干燥无灰基低热值为 30-32kj/g； 9. 比表面积为 0.6-0.8m2/g 。 焦炭的化学成分包括有机成分和无机成分两大部分。有机成分是以平面炭网为主体的类石墨化合物，其他元素氢、氧、氮和硫与炭形成的有机化合物，则存在于焦炭挥发分中，无机成分是存在于焦炭的各种无机矿物质，以焦炭灰成分表征其组成。 焦炭的化学成分主要用焦炭工业分析和焦炭元素分析来测定。（1）按焦炭元素分析，焦炭成分为：炭82%～87%，氢1%～1.5%，氧0.4%～0.7%，氮0.5%～0.7%，硫0.7%～1.0%，磷0.01%～0.25%。（2）按焦炭工业分析，其成分为：灰分10%～18%，挥发分1%～3%，固定碳80%～85%。可燃基挥发分是焦炭成熟度的重要标志，成熟焦炭的可燃基挥发分为0.7%～ 1.2%。 六、焦炭的质量指标 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标
70kg模拟焦炉炼焦焦炭转鼓强度分析.
第4期(总第137期) 2008年8月 煤化工 CoalChemicalIndustry No.4(TotalNo.137) Aug.2008 70kg模拟焦 炉炼焦焦炭转鼓强度分析 张启锋1 高晋生 2 夏红波1 (1.宝钢股份公司宝钢分公司,上海201900;2.华东理工大学,上海200237) 摘要 简述了70kg模拟焦炉试验情况,通过对焦炭转鼓强度(DI15)影响因素的分析,得出单种煤的变 150 150 质程度指标(干燥无灰基挥发分Vdaf或镜质组随机平均反射率Rran)、煤的惰性物含量及黏结指数是影响DI15的主要因素。通过多参数回归分析,得出了单种煤炼焦焦炭转鼓强度的预测模型。 关键词 70kg模拟焦炉 焦炭转鼓强度 预测模型 文章编号:1005-9598(2008)-04-0056-03中图分类号:TQ52文献标识码:B 引言 在优质煤炭资源日益紧缺,炼焦配煤煤种变化频 为炼焦煤评价、配煤试验提供了有力的支撑。 模拟焦炉主要参数:宽400mm、高500mm、长700mm;装煤箱尺寸:宽370m高350m长610mm、m、m;装煤量(常 3 规干基):56.88kg/炉;堆积密度0.72t/m;装炉煤水 150
繁的情况下,如何确保焦炭转鼓强度(DI15)满足高炉使用要求,同时保持稳定是炼焦配煤人员的关注点之一。通常焦炭的转鼓强度是由炼焦工艺选择和配煤控制的,分析单种煤焦炭转鼓强度的影响因素,对于从源头上减小焦炭质量的波动,控制焦炭转鼓强度有积极意义。 目前模拟焦炉起着评价煤炭的炼焦性能、选择炼焦用煤等作用。我国有 7kg~700kg的不同尺寸结构的模拟焦炉,具有代表性的主要是20kg、40kg以及 70kg模拟焦炉。各模拟焦炉与生产焦炉有一定的相关性,因此,越来越受到广大炼焦企业的重视。 通过单种煤70kg模拟焦炉焦炭转鼓强度影响因素的分析,以及模型的建立,能够实现根据相应煤质分析推定其转鼓强度,实现从煤质到模拟焦炉焦炭转鼓强度的预测。 分10%;煤粉细度≤3mm;焦饼中心温度1050℃;采用12根炭化硅电加热,总炭化时间18.5h;N2干法熄焦,干法熄焦时间6h。1.2 试验样本 选取2003年~2007年共53种单种煤模拟焦炉炼焦的试验数据。煤种的镜质组随机平均反射率范围为肥煤、主焦0.56%~1.67%,煤种包括气煤、1/3焦煤、煤。其中印尼3种、澳大利亚8种、加拿大8种、俄罗斯2种,其他为国内煤种。 单种煤测定参数包括工业分析:Ad、Vdaf、St,d;黏结性分析:G(黏结指数)、Y(胶质层厚度)、a+b(奥亚膨胀度)、lgDDPM(基氏流动度);岩相分析:Rran(镜质组平均反射率)、TI(惰性物含量);焦炭转鼓强度分析:DI 15015 。 1.1 70kg模拟焦炉试验 试验炉 模拟焦炉(SimulatedCokeOven)是模拟室炉式 2 2.1 试验数据及结果分析 单种煤挥发分对焦炭转鼓强度的影响 单种煤挥发分(Vdaf)与DI15间关系示于下页图1。由图1可见其呈二次函数关系:DI15=-0.12Vdaf2 150 150