煉焦配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化的探討

0優(yōu)質(zhì)煉焦煤與優(yōu)質(zhì)煉焦煤的相互作用作為鋼鐵公司和冶金聯(lián)合企業(yè)的重要組成部分，優(yōu)質(zhì)焦化工生產(chǎn)是我國(guó)現(xiàn)階段精煉過(guò)程的主要目標(biāo)，也是確保高焦運(yùn)行的重要條件。同時(shí)，高質(zhì)量焦的來(lái)源是優(yōu)質(zhì)焦洗劑?，F(xiàn)在，優(yōu)質(zhì)焦洗劑的數(shù)量越來(lái)越少。要解決這兩個(gè)問(wèn)題的相互適應(yīng)問(wèn)題是大型鋼鐵公司面臨的主要問(wèn)題。1煉焦工藝發(fā)展情況結(jié)合我國(guó)國(guó)情,現(xiàn)有的煤炭根據(jù)煤化程度分為以下幾類:無(wú)煙煤、煙煤、褐煤。煙煤中有貧瘦煤、瘦煤、肥煤、焦煤、1/3焦煤、氣煤、氣肥煤及1/2黏煤等在傳統(tǒng)煉焦中廣泛應(yīng)用的煤種,即所謂的煉焦煤,而在室式焦?fàn)t中得到的就是不能結(jié)焦的弱、非黏結(jié)煤等統(tǒng)稱為非焦煤。隨著時(shí)間的推移,煉焦工藝不斷得到提升,通過(guò)焦?fàn)t大型化、煤調(diào)濕、搗固等技術(shù)的進(jìn)步,傳統(tǒng)煉焦工藝經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展已經(jīng)逐步成熟,在擴(kuò)展煉焦煤資源方面也產(chǎn)生了重大作用,尤其在搗固、配型煤的方式上,現(xiàn)在已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。事實(shí)上,搗固煉焦和型煤煉焦最多只能配入10%~20%的弱、非黏結(jié)煤,配入量相當(dāng)有限。在日本和美國(guó)等國(guó)外的鋼鐵公司為了應(yīng)對(duì)焦煤短缺的情況,在很久以前就開(kāi)始對(duì)非焦煤煉焦技術(shù)進(jìn)行研究,在型焦技術(shù)飛速發(fā)展的今天,也是很大程度地使用非焦煤資源。2促進(jìn)了煉焦資源進(jìn)一步擴(kuò)展經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展,我國(guó)傳統(tǒng)的煉焦技術(shù)取得了很大的進(jìn)步,從而促進(jìn)了對(duì)煉焦資源進(jìn)一步擴(kuò)展,例如國(guó)內(nèi)外很多鋼廠或者焦炭單位采用搗固、配型煤等方式。為了應(yīng)對(duì)煤炭相對(duì)短缺的問(wèn)題,在很早之前就在非焦煤煉焦技術(shù)上進(jìn)行了研究。2.1型焦的煉焦工藝近年來(lái)型焦技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。通過(guò)用焦粉或?qū)⑷?、非黏結(jié)煤和少量黏合劑相互結(jié)合,再利用冷壓或者熱壓的方式將混合后的材料制作成為型煤,最后經(jīng)過(guò)炭化將型煤轉(zhuǎn)變成型焦。型焦技術(shù)的發(fā)展歷史不是很長(zhǎng),只有幾十年的歷史,世界各國(guó)中歐洲國(guó)家以及日本對(duì)于型焦技術(shù)的研究比較早,我國(guó)近年來(lái)對(duì)于型焦技術(shù)也有了一定的研究。相對(duì)于常規(guī)的煉焦技術(shù)來(lái)講,型焦的煉焦技藝有選擇廣泛、能夠連續(xù)生產(chǎn)、對(duì)環(huán)境污染較小的特點(diǎn)。型焦的煉焦技術(shù)按照成型方式,型焦工藝分為熱壓和冷壓兩種。在煤料成型前先進(jìn)行預(yù)熱處理的熱壓工藝,先是快速加熱到400℃~500℃,在塑型溫度范圍內(nèi)使煤料成型。利用煤料本身的黏結(jié)性,而且熱壓工藝成型溫度較高,對(duì)工藝控制和設(shè)備材質(zhì)有較高要求。而冷壓一般是在較低溫度(100℃)下就能成型,不用預(yù)熱處理,同時(shí)型煤經(jīng)過(guò)1000℃以上高溫炭化和熱燜處理得到型焦,或者經(jīng)過(guò)氧化處理、先氧化再炭化等處理方式進(jìn)行處理。冷壓設(shè)備一般采用豎式爐、砂浴爐、隧道窯和斜底炭化等。型焦技術(shù)最主要的特點(diǎn)在于可以大量使用非煉焦煤和能夠連續(xù)生產(chǎn),現(xiàn)在我國(guó)對(duì)于型焦技術(shù)的基礎(chǔ)研究還處于起步階段,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,生產(chǎn)的型焦冷、熱強(qiáng)度較低,在成型工藝、黏結(jié)劑選擇、炭化控制等方面仍然不夠成熟,還有待深化。2.2粘結(jié)煤的應(yīng)用在日本,由于能源比較匱乏,所以對(duì)非常規(guī)資源的重視程度相當(dāng)之大,在技術(shù)上比較成熟。1994~2003年,在使用弱、非黏結(jié)煤煉焦方面進(jìn)行了新一代的煉焦技術(shù)開(kāi)發(fā),是日本煤炭利用中心和日本鐵鋼聯(lián)盟用了10年的時(shí)間完成的。目的在于利用優(yōu)化和改進(jìn)將弱、非黏結(jié)煤配比提高30%,這達(dá)到了傳統(tǒng)焦?fàn)t的極限,同時(shí)也是需要一半的強(qiáng)黏結(jié)焦煤。隨著煉焦煤資源的稀缺,新型的煉焦技術(shù)越來(lái)越受到人們重視,利用更大量弱、非黏結(jié)煤代替強(qiáng)黏結(jié)煤生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)焦炭的技術(shù)日益發(fā)展和推廣,神戶制鋼公司開(kāi)發(fā)的超級(jí)煤(HPC)就充分證明了其可行性。超級(jí)煤就是日常所說(shuō)的無(wú)灰煤,從弱、非黏結(jié)煤中通過(guò)溶劑熱萃取提出而來(lái),幾乎不含灰分,并且具有較好的軟化熔融性質(zhì),現(xiàn)已成為改善焦炭強(qiáng)度的高效粘結(jié)劑。無(wú)灰煤的大致提取過(guò)程主要有四大步驟,主要是調(diào)漿、萃取、固液分離和溶劑回收。神戶制鋼的試驗(yàn),在常規(guī)煉焦配煤時(shí)配入0.5%HPC,可以大幅度提高焦炭強(qiáng)度,在配用一半非黏結(jié)煤時(shí)配入10%的HPC,足以提高焦炭強(qiáng)度,全部使用弱、非黏結(jié)煤時(shí)配入HPC,同樣提高產(chǎn)品強(qiáng)度,從而說(shuō)明使用弱、非黏結(jié)煤是可行的。HPC之所以能夠改善焦炭質(zhì)量,主要是因?yàn)槠湓谳^大溫度范圍內(nèi)具有較高的熱塑性,可以促進(jìn)液相炭化,從而改善配合煤的軟化熔融性,在焦炭各向異性組織變得發(fā)達(dá)的同時(shí)達(dá)到提高焦炭強(qiáng)度的目的。2.3型焦炭質(zhì)量碳合金技術(shù)隨著全球經(jīng)濟(jì)的提高,美國(guó)也在焦炭技術(shù)方面開(kāi)辟了新的道路。美國(guó)鋼鐵公司現(xiàn)在正在建設(shè)一個(gè)新型焦炭替代品項(xiàng)目(CASP),即碳合金技術(shù)。CASP工藝所采用的都是成熟的通用的設(shè)備,和常規(guī)煉焦不同,在對(duì)原煤進(jìn)行干燥和破碎后按照比例搭配,再裝上料強(qiáng)反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)反應(yīng),繼而壓成塊送往顆粒熔融反應(yīng)器,在這一系列的反應(yīng)后混料快轉(zhuǎn)變成為半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的炭質(zhì)終產(chǎn)品。3在焦洗劑和煤炭技術(shù)的發(fā)展方面3.1冷卻炭焦的目干法熄焦主要是利用冷的惰性氣體在干熄爐內(nèi)和紅焦直接換熱,達(dá)到冷卻炭焦的目的。隨著技術(shù)的不斷成熟和設(shè)備的完善,經(jīng)過(guò)不斷的調(diào)試和改進(jìn),在回收紅焦熱量、節(jié)約水資源、消除濕熄焦產(chǎn)生的污染、緩解煉焦煤短缺方面取得成效,改善了焦炭的質(zhì)量。3.2蒸汽風(fēng)壓焦?fàn)t煙道氣的回收利用技術(shù)煤調(diào)濕技術(shù)采用間接傳熱和煙氣攜濕降氧相結(jié)合的蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥技術(shù),在干熄焦發(fā)電后將蒸汽作為干燥熱源,同時(shí)將焦?fàn)t煙道所產(chǎn)生的廢氣引入蒸汽管回轉(zhuǎn)筒干燥機(jī),以此作為載氣和部分熱源,這一工藝技術(shù),大大提高了我國(guó)煉焦工藝技術(shù)水平,這一實(shí)質(zhì)性的突破,在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)提高了經(jīng)濟(jì)效益,獲得了良好的社會(huì)回報(bào)。3.3脫硫脫氫技術(shù)我國(guó)現(xiàn)有的煤氣脫硫脫氫工藝種類繁多,比如AS法脫硫脫氫技術(shù),HPF氨法脫硫等,這其中也不乏脫硫效率底、廢液處理難、設(shè)備腐蝕等問(wèn)題的存在。4開(kāi)發(fā)資源,強(qiáng)化管理首先要開(kāi)發(fā)新的煤資源,從我國(guó)的長(zhǎng)久發(fā)展來(lái)看,雖然目前總的煉焦煤資源還可以供應(yīng),但是也存在某一煤種資源短缺的問(wèn)題,我國(guó)曾用過(guò)的不少礦點(diǎn)煤到現(xiàn)在很多甚至已經(jīng)枯竭,所以急需開(kāi)發(fā)新資源。其次要強(qiáng)化地方煤的管理和應(yīng)用,來(lái)煤質(zhì)量的好壞直接影響著焦炭的質(zhì)量,隨著我國(guó)煉焦煤質(zhì)量的不斷下滑,應(yīng)該加大對(duì)來(lái)煤質(zhì)量的監(jiān)督和檢查的重視程度,掌握來(lái)煤的質(zhì)量變化情況,對(duì)保障焦炭質(zhì)量穩(wěn)定具有重要作用。最后,要完善煉焦和備煤工藝,在積極努力要求好外部資源支持的同時(shí),更要完善自身的工藝水平,這是焦煤生產(chǎn)行業(yè)的重中之重,就現(xiàn)在形勢(shì)來(lái)講,在提高焦炭質(zhì)量、降低優(yōu)質(zhì)焦煤、肥煤用量方面主要是采取煤調(diào)濕、配型煤、搗固煉焦等措施。5優(yōu)化工藝,爭(zhēng)取先進(jìn)技術(shù)煉焦技術(shù)是保障我國(guó)鋼鐵業(yè)持續(xù)長(zhǎng)久發(fā)展的重要前提,焦炭是高爐冶煉不能替代的原燃料,我國(guó)的煉焦煤資源越來(lái)越匱乏,對(duì)我國(guó)未來(lái)煉焦產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定有著深遠(yuǎn)影響,也對(duì)我國(guó)鋼鐵業(yè)的整體發(fā)展形成一定阻礙。想要改變這一現(xiàn)狀,