捣固焦炉和顶装焦炉区别
捣固炼焦技术
CRI 27.8 23.9 24.3 24.8 24.3 23.6 30.4
CSR 65.2 67.5 70.0 73.1 68.1 69.2 61.2
12.19 0.64 12.58 0.65 12.41 0.66 11.95 0.66 12.50 0.66 12.70 0.64 12.10 0.64
装煤操作
简单
焦炉机械
重量小，简单，维修 费用低。
装煤环保 炉体寿命 多用弱粘煤
基本解决 长（可达35年） 必须增加型煤、煤 调湿等措施才可多用 10～15％弱粘煤。
同配比时，焦炭质量
不变
入炉煤成本
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高
吨焦投资
进口捣固机680～750 元；
600元（6米顶装）
3.过去我国钢铁企业很少采用捣固炼焦
3.1 捣固焦炉的寿命比顶装焦炉短。根据国外操作大型捣固焦炉焦化厂 的生产实践，因煤饼炼焦时膨胀压力大；装煤饼时，机侧炉头在空气中 暴露时间长；煤饼掉角或局部倒塌时，焦侧炉头装煤不满而易高温等导 致炉体损坏。因此捣固焦炉的寿命仅20多年，不如寿命可达30多年的顶 装焦炉长； 3.2 捣固焦炉的稳定生产不如顶装焦炉。干扰捣固焦炉稳定生产的因素 较多。比如，入炉煤水份过高、水份过低、入炉煤粉碎粒度不合格、粒 度分布不合格、煤种的过多变化等都会影响煤饼的捣制和煤饼强度。具 有20～30个捣固锤的捣固机发生故障也会直接影响炼焦生产。而钢铁企 业焦化厂的稳定生产不仅影响本厂，更重要的是直接关系到整个钢铁联 合企业的平稳生产。中后期的捣固焦炉，每天都有1～2％的煤饼或炭化 室出现问题，这是对钢铁企业焦化厂稳定生产的最大威胁。 推焦总系数K3是用以评价焦化厂和炼焦车间遵守规定的结焦时间方 面的管理水平，即反应焦炉操作的总体情况。目前我国捣固焦炉的K3都 较低，好的0.70，一般在0.60左右； 3.3 捣固焦炉的装煤烟尘治理难度大于顶装焦炉。捣固焦炉从机侧推入 煤饼，造成机侧炉头大量冒烟，必须采用特殊治理措施； 3.4 国内外尚没有大型高炉长期全部使用捣固焦炭的生产经验。宝钢曾 在二期和三期可行性研究阶段考虑过捣固炼焦技术，最后主要因国内外 没有大型高炉使用捣固焦炭的先例，而仍然选用顶装炼焦。当前我国独 立焦化厂生产的捣固焦炭几乎都是供给中小高炉使用； 3.5 钢铁企业焦化厂入炉煤的成本是由钢铁公司承担，而不是仅由焦化 厂自己承担，所以，钢铁企业焦化厂受到的入炉煤成本的压力不如独立 焦化厂大；而钢铁企业焦化厂受到的必须向炼铁厂稳定供应焦炭的压力 又远远大于独立焦化厂。
捣固焦炉除尘技术的选择
捣固焦炉除尘技术的选择捣固焦炉采用侧装煤方式，将整体煤饼从焦炉的侧面送入炭化室。
它与顶装焦炉将散状的煤炭颗粒注入炭化室所产生的烟尘性质差别很大。
顶装焦炉装煤时从装煤孔处外逸的粉尘，绝大部分是煤粉颗粒，比重大、颗粒明显、易沉降，虽有粘性，但附着的焦油含量并不太高，而捣固焦炉在侧装煤时从顶部消烟孔外逸的烟尘中，其粉尘部分的比重极低，约0.07，是顶装煤粉尘比重的1/5~1/10，无明显颗粒，粘度大，微细颗粒之间由焦油连接在一起，形成似雪花非雪花似棉花非棉花状的所谓“大尾巴黑灰”，不易脱落，不易清灰且非常易燃，遇有明火马上燃烧。
烟气中水蒸汽含量明显高于顶装焦炉，除尘器及管路易结露，烟气量明显高于顶装方式。
烟气组分中的可燃气体成分远大于常规炼焦装煤，而且还含有较多的焦油（20~30g/m3），H2的成分也较高，易与炉门处进入的空气中的O2进行化学反应而生成较多的水蒸汽。
其露点温度较高且烟尘多为不完全燃烧而产生的较轻的碳黑飞灰，给捣固炼焦装煤的烟气净化增加了难度。
捣固焦炉的烟尘污染控制有几种方式，其中以炉顶消烟车为主体控制方式和导烟车与地面站相结合的控制方式两种形式最为多见。
1.1 炉顶消烟车湿法除尘工艺。
炉顶消烟车由燃烧室、洗涤塔、风机、供水槽、排水槽、水泵及车体等部分组成。
装煤饼时，烟尘净化车在炉顶上通过活动套筒与焦炉炭化室顶孔接通，启动水泵及风机，吸走装炉时产生的烟气，烟气先进入具有自动点火的燃烧室与2次空气进行燃烧，燃烧后的高温烟气被吸入旋流板洗涤塔内，经水洗涤净化后含尘量降至150~250mg/m3,然后由风机抽至烟囱排入大气。
大连化工厂、镇江焦化厂及德国菲尔斯特豪森炼焦厂等采用这种方式，这种方式已达不到现行国家要求的排放标准。
炉顶消烟车的另一种形式就是“跨越管”式消烟技术。
目前国内外都有使用，由于导烟量还不能满足对烟尘捕集的要求，所以现阶段还不能推广普及。
1.2炉顶导烟车配合干式除尘地面站除尘工艺。
捣固焦炉和顶装焦炉区别
项 目捣 固 炼 焦 顶 装 炼 焦入炉煤水分 严格控制在8％～13％。
Dilli n gen 要求10％～12％、Tata 要求9％～10％才能得到具有最理想的抗压强度和抗剪强度的煤饼。
需配置煤棚或煤干燥、煤加湿装置。
当煤水分接近14％时，煤饼倒塌率大大增加相对不严格 8%～14％配煤的煤种 必须依据所需的焦炭质量，对原料煤的资源情况和经济性进行综合评估，通过配煤试验选择适宜的配煤比相对不严格 入炉煤粒度 捣固焦炉越高，对入炉煤粒度和粒级分布的要求越严格。
为了得到足够强度的煤饼，必须将煤料细度粉碎至＜3mm 级含量为90％左右，同时细粒级的含量（＜0.5 mm ）在45％～50％ 相对不严格。
一般＜3mm 的占73％～82％装煤操作 当出现煤饼掉角、倒塌等事故时，处理复杂，影响焦炭产量。
国外某厂捣固焦炉投产初期时，煤饼倒塌率为万分之一，生产22年后的现在，每天装煤98孔，总有1～2孔的煤饼出现问题，煤饼倒塌率为1～2％ 。
国外某厂4座共230孔4.5m 的捣固焦炉，每天装煤251孔，平均有10孔左右出现掉角和局部倒塌现象，煤饼倒塌率为3.98％。
为此，在机侧操作台设置刮板机和胶带机，以将机侧操作台上的余煤输送至煤塔。
当煤饼掉角或倒塌时，将有部分煤饼推不进去，故特设了煤饼切割机简单焦炉机械 重量大(5.5米炉CP 机740t /台；6.25米炉S C P 机1350t/台，需引进)，结构复杂，备品车几乎无法设置，维修费用高；捣固机出现问题会影响装煤操作和焦炭产量重量小，简单，维修费用低装煤环保 敞开机侧炉门推送煤饼，产生大量烟尘，其中又含大量荒煤气、焦油和炭黑等可燃物，给烟尘治理带来极大困难基本解决 炉体寿命 短（一般20多年） 长（可达35年以上）多用弱粘煤 可多用20％～25％弱粘煤；当为大型高炉生产高质量焦炭时，弱粘煤的配入量不能太多 必须增加型煤、煤调湿等煤预处理措施，才可多用10％～15％弱粘煤同配比时，焦炭质量 M40提高3～5个百分点，M10改善2～4个百分点，CSR 提高1～6个百分点不变 入炉煤成本低（吨焦入炉煤成本可低20～45元） 高 吨焦投资 对于5.5m 捣固焦炉，国产捣固机630元，进口捣固机680～750元 600元（6米顶装）捣固炼焦配煤入炉挥发34%都能保证焦炭质量，顶装炼焦配煤入炉挥发要在29%以内。
顶装焦与捣固焦
顶装焦与捣固焦公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]顶装焦与捣固焦目前，一铁在用的焦炭属于顶装焦的有三家，中润、阳光和兖矿。
其他都是捣固焦。
捣固炼焦是为了节约紧俏焦煤资源，扩大炼焦用煤范围而开发的技术。
捣固炼焦可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，对煤种要求比顶装炼焦宽松。
捣固焦目前只在中小型高炉使用，在2000m3级高炉使用较少，在2500m3以上高炉未见过使用报道。
1、顶装焦与捣固焦质量对比目前一铁在用的三家顶装焦炭（中润、阳光和兖矿）。
中润是一级焦炭，阳光和兖矿是二级焦炭。
具体质量见表1-1所示：表1-1一铁顶装焦炭质量除上述三家顶装焦炭外，其余全部为捣固焦炭。
目前一铁在用的捣固焦炭质量见表1-2所示：表1-2一铁捣固焦炭质量焦炭成分与焦炭配煤有关，焦炭质量与炼焦工艺有关。
从以上两表我们不难看出。
一铁顶装焦炭灰分在～，挥发分在～，硫分在～；捣固焦炭灰分～，挥发分在～，硫分在～。
捣固焦炭成分分布范围比顶装焦大，这与其炼焦使用的煤种范围相一致。
顶装焦炭CRI（反应性）在～，CSR在～；捣固焦炭CRI（反应性）在～，CSR在～。
通过反应性和反应后强度范围比较，可以发现，顶装焦炭和捣固焦没有本质上的差距。
这也是为什么现在许多文献提倡使用捣固焦炭的一个原因。
下面我们来比较两类焦炭的粒度差别。
表1-3、1-4给出了目前一铁在用的焦炭粒度分级情况。
表1-3顶装焦炭粒度分级顶装焦炭小于25mm的占%～%，25～40mm的占%～%，40～60mm的占%～%，大于60的占%～%。
表1-4捣固焦炭粒度分级捣固焦炭小于25mm的占%～%，25～40mm的占%～%，40～60mm的占%～%，大于60的占%～%。
通过范围比较，我们能够看出，捣固焦整体粒度比顶装焦小。
考虑到一铁采用的顶装焦炭较少，下面我们可以参考一下鞍钢鲅鱼圈7 m焦炉和武钢顶装焦炭质量。
见表1-5、1-6所示：表1-5鞍钢顶装焦炭质量表1-6鞍钢顶装焦炭质量2、顶装焦与捣固焦实际冶炼效果成分和强度指标相同的焦炭，其实际冶炼效果并不一定相同。
顶装焦炉改为捣固焦生产后的问题及改进
４ ） 其 他 改 造 。对 集气 管 压 力 自动 调 节 系 统进
行 了 改造 ， 以确保 加 煤 期 间压 力 的稳定 ； 对 加 热 系 统进 行 部分 改造 ， 以满足 捣 固焦 高炉 煤气 加热 的需 要； 对 原 顶 装 加煤 车进 行 改造 ， 以保证 应 急 状 况下
的生 产需要 。
２ ） 增 加 捣 固生 产 设 备 。改 造 新 增 两套 捣 固生 产设 备 ， 主要有 侧装 加煤 车 、 １ ８ 锤 微移 动式 捣 固机 、 炉顶 侧导 烟车等 。
３ ） 除尘 改造 。加煤 除尘 以炉顶 导 烟车 为 主 ， 这
顶侧导烟 车外 ， 另 外 在 机 侧 炉 头 上 部 增 加 了 吸 尘
时为 １ １ ０ Ａ左 右 。正常 生产 时大部 分 时 间推 焦 电流
在１ ４ ０ Ａ， 约有 １ ／ ５ 的时 间推 焦 电流偏 大 。 ２ ） 炉体 窜漏 严 重 。改 为捣 固焦 生产 半年 后 ， 焦
炉炭 化 室 两侧 炉墙 在 中间 部位 出现 一 条 贯 通机 焦
２ 主要 改造项 目
量 了炭化室炉底标高 ， 对 比 改造 前 后 的 测 量 数 据
看， 炉 底砖磨 损相 对严重 ， 机侧 平均 降低 了 ３ ｍ ｍ， 焦
投产 已达 １ ０ ａ 以上 ， 由于捣 固焦生 产 与顶 装煤 生 产 在工 艺 布局 及结 构 上有很 大 不 同 ， 整 个 改造项 目较
多 。主要有 以下 内容 ：
１ ） 煤塔 改造 。使 用钢 结构 在机 侧新 建 １ 个储 煤 塔， 储量 ３ ０ ０ ｔ ， 整个 改造 与生 产交叉 进 行 ， 通 过优 化
焦炉于２ ０ １ ２ 年１ １ 月至 ２ ０ １ ３ 年１ 月先 后 改为 捣 固焦 生产 ， 到 目前为 止 已运 行 １ ａ 多 的时间 。通过一 段时
焦炉炉体的结构简介
焦炉炉体的结构简介现代焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。
烟道设在焦炉基础内或基础两侧，烟道末端通向烟囱。
燃烧室和炭化室燃烧室是煤气燃烧的地方，通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室的提供热量。
装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。
燃烧室墙面温度高达1300--1400 'C,而炭化室墙面温度约1000--1150 'C,装煤和出焦时炭化室墙面温度变化剧烈，且装煤中的盐类对炉墙有腐蚀性。
现代焦炉均采用硅砖砌筑炭化室墙。
硅砖具有荷重软化点高、导热性能好、抗酸性渣侵蚀能力强、高温热稳定性能好和无残余收缩等优良性能。
砌筑炭化室的硅砖采用沟舌结构,以减少荒煤气窜漏和增加砌体强度；所用的砖型有：丁字砖、酒瓶砖和宝塔砖。
中国焦炉的炭化室墙多采用丁字砖, 20 世纪80 年代以后则多采用宝塔砖。
炭化室墙厚一般为90—100mm ,中国多为95—105mm 。
为防止焦炉炉头砖产生裂缝,有的焦炉的炉头采用高铝砖或粘土砖砌筑,并设置直缝以消除应力,中国焦炉多采用这种结构。
燃烧室分成许多立火道,立火道的形式因焦炉炉型不同而异。
立火道由立火道本体和立火道顶部两部分组成。
煤气在立火道本体内燃烧。
立火道顶是立火道盖顶以上部分。
从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表之间的距离,称加热水平高度,它是炉体结构中的一个重要尺寸。
如果该尺寸太小,炉顶空间温度就会过高,致使炉顶产生过多的沉积碳；反之,则炉顶空间温度过低,将出现焦饼上部受热不足,因而影响焦炭质量。
另外,炉顶空间温度过高或过低,都会对炼焦化学产品质量产生不利影响。
炭化室的主要尺寸有长、宽、高、锥度和中心距。
焦炉的生产能力随炭化室长度和高度的增加而成比例的增加。
捣固焦炉与顶装炉不同,其锥度较小,只有0—200mm 。
蓄热室为了回收利用焦炉燃烧废气的热量预热贫煤气和空气,在焦炉炉体下部设置蓄热室。
捣固和顶装对比
配煤比（％）
5％，对250万t/a焦化厂，一年节约优质炼焦煤12.5 万吨。
在焦炭质量相同的情况下，可比顶装焦 炉多配弱粘结性煤10～15％。
焦炭质量
当配煤比与6米炉相同时，因其堆密度较大，焦炭质 量略好：M25提高1～3％；M10降低1～2％。
入炉煤质量相同情况下，一般捣固焦炉 生产的焦炭质量要好于顶装
焦炉采用自动加热控制系统；集气系统采用自动放散
自动化特点 点火；熄焦自动控制；地下室煤气管道低压采用自动 焦炉采用自动加热控制系统；集气系统
充氮；装煤量自动称量。
采用自动放散点火装置；熄焦自动控制
每天出炉次数
219.4 次/天
203.8次/天
泄漏口数量
1344
1248
焦炉烟囱排放 采用多段加热与废气循环，焦炉烟囱排放废气中NOx 废气中NOx 含量显著降低。COG：≤500；MG：≤350
17.5元，吨焦成本降23.5元。对250万t/a焦化厂，一 焦炭时节约20～30元），年节约成本
年节约成本5863万元。
2510～5020万元。
熄焦除尘 熄焦塔上设水雾捕集装置及粉尘捕集装置。
熄焦塔上设水雾捕集装置及粉尘捕集装 置。
全厂占地
～30 公顷
～30 公顷
投资元662元/吨710元/吨入炉煤成本
在焦炭质量相同时，可比6m炉多配弱粘结性煤～
当焦炭质量相同时，多用弱粘结煤，吨
5％，强弱粘煤差价350元/吨，吨入炉煤成本下降 焦入炉煤成本节约10～20元（生产普通
几种炉型对比
项目
机械特点
工艺特点
7m顶装
6.25m捣固
一次对位、2－1串序、炉号识别与自动对位相配合、 5－2串序；设单元程序控制、单元手动
顶装与捣固焦炉化学产率比较分析
顶装与捣固焦炉化学产率比较分析影响化学产品产率的因素很多，有原料煤的影响，包括煤化程度、岩相组成、煤粒度等，还有外界条件的影响，包括加热条件（升温速度、热解最终温度、压力）。
装煤调节（散装、型煤、捣固、预热等），添加剂和预处理（氧化、加氢、水解和溶剂抽提）等。
1、唐山佳华煤化有限公司化学产率比较：顶装6米2X55孔焦炉，配煤挥发分26%时，焦油产率3.3%,粗苯产率0.96%。
捣固4X46孔6.25米焦炉，配煤挥发分26%时，焦油产率2.43%,粗苯产率0.81%。
结论是捣固炼焦比顶装炼焦化学产品产率低。
2、影响化学产品产率重要因素（一）、原料煤影响（1）挥发分影响：在一定炼焦条件下，配煤挥发分越高，焦油、粗苯产率越高；在配煤挥发分相同条件下，焦炉操作温度越高，煤气发生量增加，特别是H2含量增加，焦油、粗苯产率越低。
（2）煤化程度煤化程度对煤的热解影响大，随着煤化程度程度的增加，煤中有机质热解温度逐渐升高。
由于顶装焦炉配煤中，煤化程度低的煤高于捣固焦炉，相应的焦油、粗苯产率高于捣固炼焦，符合公司的生产实际情况。
（3）岩相组成影响焦炭产率以丝质组最高，稳定组最低；煤气的产率以稳定组为最高，丝质组最低；焦油、粗苯产率以稳定组最高，丝质组最低。
（4）热解最终温度随着热解温度提高,焦油产率下降,煤气产率增加(H2增加,芳烃降低),煤气热值降低,700-800℃最适应生产芳烃.因此中心温度过高不利于化学品回收.不同温度干馏产品分布（5）炉顶空间温度和容积影响从化学产品质量产量来说,炉顶空间温度以750℃左右为宜,炉顶空间温度越高.二次热解越剧烈,化学产品越低;炉顶容积越大,煤气停留时间越长,易发生热解,化学产品产率降低.捣固焦炉炉顶容积大,易发生热解,化学产品产率低.（6）加热速度随着加热速度增加(结焦时间缩短),煤气、焦油、粗苯产率增加，所以结焦时间越长越不利于化学产品回收。
（7）最终热解压力（炭化室压力）热解压力增加，阻止化学物质的挥发，不利于化学产品回收。
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项 目 捣 固 炼 焦 顶 装 炼 焦
入炉煤水分 严格控制在8％～13％。
Dillingen 要求10％～12％、
Tata 要求9％～10％才能得到具有最理想的抗压强度和抗剪强度的煤饼。
需配置煤棚或煤干燥、煤加湿装置。
当煤水分接近14％时，煤饼倒塌率大大增加
相对不严格 8%～14％
配煤的煤种 必须依据所需的焦炭质量，对原料煤的资源情况和经济性进行综合评估，通过配煤试验选择适宜的配煤比
相对不严格 入炉煤粒度 捣固焦炉越高，对入炉煤粒度和粒级分布的要求越严格。
为了得到足够强度的煤饼，必须将煤料细度粉碎至＜3mm 级含量为90％左右，同时细粒级的含量（＜0.5 mm ）在45％～50％ 相对不严格。
一般＜3mm 的占73％～82％
装煤操作 当出现煤饼掉角、倒塌等事故时，处理复杂，影响
焦炭产量。
国外某厂捣固焦炉投产初期时，煤饼倒
塌率为万分之一，生产22年后的现在，每天装煤98
孔，总有1～2孔的煤饼出现问题，煤饼倒塌率为1～
2％ 。
国外某厂4座共230孔4.5m 的捣固焦炉，每天装煤251孔，平均有10孔左右出现掉角和局部倒塌现象，煤饼倒塌率为3.98％。
为此，在机侧操作
台设置刮板机和胶带机，以将机侧操作台上的余煤
输送至煤塔。
当煤饼掉角或倒塌时，将有部分煤饼
推不进去，故特设了煤饼切割机
简单
焦炉机械 重量大(5.5米炉CP 机740t/台；6.25米炉SCP 机
1350t/台，需引进)，结构复杂，备品车几乎无法设置，维修费用高；捣固机出现问题会影响装煤操作和焦炭产量
重量小，简单，维修费用低
装煤环保 敞开机侧炉门推送煤饼，产生大量烟尘，其中又含大量荒煤气、焦油和炭黑等可燃物，给烟尘治理带来极大困难
基本解决 炉体寿命 短（一般20多年） 长（可达35年以上）
多用弱粘煤 可多用20％～25％弱粘煤；当为大型高炉生产高质量焦炭时，弱粘煤的配入量不能太多 必须增加型煤、
煤调湿等煤预处理措施，才可多用10％～15％弱
粘煤
同配比时，焦炭质量 M40提高3～5个百分点，M10改善2～4个百分点，CSR 提高1～6个百分点
不变 入炉煤成本
低（吨焦入炉煤成本可低20～45元） 高 吨焦投资 对于5.5m 捣固焦炉，国产捣固机630元，进口捣固机680～750元 600元（6米顶装）
捣固炼焦配煤入炉挥发34%都能保证焦炭质量，顶装炼焦配煤入炉挥发要在29%以内。