配黏结剂工艺适用于低流动度的弱黏结性煤料,有改善焦炭机械强度和焦炭反应性的功效。配抗裂剂工艺适用于高流动度的高挥发性煤料,可增大焦炭块度、提高焦炭机械强度、改善焦炭气孔结构。 1.2.2 改善煤的结焦工艺 1.2.2.1 焦炉容积大型化 焦炉的大型化,是实现我国炼焦行业协调、健康、可持续发展的一条重要途径,炭化室加宽加高、提高单孔炭化室产焦量,是炼焦技术的长远发展方向[31] 。增大焦炉炭化室的容积,在同等生产规模及外部环境下,由于炭化室高度和宽度 第一章 文献综述 8 的增大,使得结焦时间延长,可以大大减少出炉次数,减少装煤和推焦的阵发性污染,改善炼焦生产操作环境条件,大容积焦炉的自动化水平较高,炼焦工序能耗大大降低,劳动生产率也显著提高;大型焦炉的装炉煤密度得到提高,降低了结焦速率,使焦炭成熟均匀,冶金焦炭的质量便得到改善[32] 。 详情请见本文 1.3焦炉大型化及其对焦炭质量的影响。 1.2.2.2 焦炉加热自动控制系统 在传统炼焦生产管理中,一旦加热制度制定后,一般不会轻易改变[33] 。但因装煤不足,煤的水分发生波动、煤气的压力波动、天气发生变化、个别炉号因某种原因延长或缩短结焦时间等,均对煤的炭化过程有一定的影响,如不及时调整,可使焦炉炉温产生波动,或供热过量、或供热不足。 采用加热控制模型后,可实时测量炉组的各种参数,从而达到:第一,使炉组的加热永远处于平衡状态,使炉组的需热量和能源的供给平衡;第二,燃烧室的供热有可能不一致或炉组在某一段时间供热产生波动,动态调度模型和加热控制模型可以逐渐使全炉组的加热情况保持一致;第三,如果所测的各种参数与加热制度和规程规定的参数出现较大的偏差,将提示操作人员检查原因,及时给予处理[34] 。 到目前为止,已经研制和开发了十多种不同类型的焦炉加热最优化控制系统和生产操作指导系统,旨在降低炼焦总成本和提高焦炭质量。实践表明这些控制系统在稳定加热、降低炼焦耗热量、提高焦炭质量和劳动生产率、改善操作环境以及延长焦炉寿命等方面起到了重要作用[35] 。 1.2.3 采用新型熄焦工艺 1.2.3.1 低水分熄焦技术 在正常条件下,低水分熄焦与传统的湿法熄焦相比,焦炭水分可减少 20%~40%,水分可控制在 2%~4%且均匀[36] 。低水分熄焦工艺的应用表明:虽然低水分熄焦工艺取样为全焦,可其含水在粗调阶段也比传统熄焦工艺的冶金焦含水还低约 0.65%~1%。而在细调后,低水分熄焦的全焦含水,就比传统熄焦的冶金焦含水要低 2.5%~2.9%,可见其降低焦炭水分效果是很明显的。 采用低水分熄焦工艺后,冶金焦水分明显降低,直接给炼铁高炉的操作和节能带来非常可观的效益,按焦炭含水分每降低 1%,可降低炼铁焦比 1%~1.5%来计算,该工艺生产的焦炭可降低焦比 3%~4.5%[37] 。 1.2.3.2 稳定态熄焦技术 稳定态熄焦工艺通过熄焦时焦粒强烈的涡旋流动使其均匀冷却,水分可调整到 2%~4%之间,标准偏差为 0.5%~1%,与低水分熄焦工艺接近[38] 。稳定态熄 第一章 文献综述 9 焦时,焦炭处于跳动状态,因此其具有整粒功能,可以使焦炭的潜在缺陷提前释放,使焦炭的块度均匀,给高炉生产创造好的条件[39] 。抗碎强度 M40 、耐磨强度M 10 均明显优于传统湿法熄焦。CSR 和 CRI 数值在稳定态熄焦过程中不受影响。 1.2.3.3 干熄焦技术 干熄焦技术,是针对湿熄焦而言的,是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦工艺[40] 。由于干熄焦能提高焦炭强度和降低焦炭反应性,对高炉操作十分有利,因而在强结焦性煤缺乏的情况下炼焦时可多配些弱黏结性煤,尤其对质量要求严格的大型高炉用焦炭,干熄焦更有意义。详情请见本文 1.4 干熄焦工艺技术。 1.2.4 加强焦炉生产过程管理 1.2.4.1 加强生产过程管理,保证焦炭质量 在我国的煤焦行业内的一些老牌焦化企业,在生产过程管理方面都有它独特的模式,比如:“炉炉装满煤,一炉也不扔”、贯彻“精料”方针、确保正点推焦等等,都说明生产过程的管理对炼焦的重要性。随着新工艺、新技术的不断涌现和应用,进一步加强生产过程管理是确保焦炭质量和系统护炉的重要途径[41] 。