|
顶装焦，故名思义，是从焦炉顶端装入炼焦煤的一种炼焦方式。早期生产的焦炭都是顶装焦炭，它是从焦炉顶部装入炼焦煤，然后压制成型，焦煤堆密度一般在0.77t/m3左右，这种炼焦方式的焦炉利用率不高，而且仅适合单单用一种煤作主焦煤炼焦，浪费资源，产焦率也不高。环境污染严重，工人操作环境恶劣。 捣固焦是随着焦煤资源日益紧缺而逐步发展起来的一种炼焦方法，它可以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，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏，从而得到化学成分、物理性质和冶金性能都符合生产要求的焦炭。 捣固焦的应用始于小高炉，实践证明小高炉使用捣固焦完全能够满足高炉生产需求，目前，捣固焦已逐步被一些大中型高炉选用，用以部分或全部替代顶装焦，国内已有诸多中型高炉以捣固焦完全取代顶装焦的成功实例。相信，随着对捣固焦特性的不断研究和认知，以及捣固焦生产技术的不断进步，捣固焦在大型高炉上的应用也会不断取得新的进展。因此，认识和研究捣固焦的冶金特性，成为摆在我们面前的一个迫在眉捷的课题。 应该说，通过合理配煤与捣固技术，能够得到化学成分、物理性质及冶金性能相同于或更优于顶装焦的捣固焦，这也为捣固焦替代顶装焦提供了最基本的条件，但是，部分高炉在捣固焦替代顶装焦的实践过程中，仍然是一波三折，亦或失败，究其原因，应该还是对捣固焦的一些特性认识不足或不够重视所导致的。我们知道，影响焦炭质量的因素除了受制焦工艺、熄焦方式的影响外，主要受制焦用煤的影响。严格意义上说，当釆用相同的制焦配煤时，捣固焦的质量要远优于顶装焦，这是由捣固焦的捣固生产工艺决定的。无奈的是，实际生产中捣固焦都无一例外的添加了较大比例的肥煤、气煤、廋煤等不利成焦的煤种，使得虽然经过捣固工艺的强化，也能够得到化学成分、机械强度等指标都不低于顶裝焦的捣固焦，但其冶金性能或在高炉内的具体表现却又与同类别顶装焦有一定差别，也因此有必要了解一下顶装焦与捣固焦的一些区别。 一、顶装焦与捣固焦的区别 1、堆密度不同，顶装焦焦煤在焦炉内压制成型后，焦煤密度一般在0.74－0.77t/m3，而捣固焦是先预压成型后再装入焦炉，其煤饼密度可达到1. 1 t/ m3 。一方面，煤饼堆比重增加，煤料颗粒间距减小,,有利于多配入高挥发性煤和弱黏结性煤。另一方面，扩大了适于炼焦的煤种范围，节约了大量不可再生的优质炼焦煤,从而降低了炼焦生产成本。由于焦煤堆密度的不同，使得顶装焦与捣固焦的堆密度也相差较大，捣固焦堆密度已可达到700kg/m3或更高。 2、灰分增高，灰分中碱性氧化物含量增高。由于捣固焦扩大了煤种使用范围，配入了较多的气煤、肥煤、瘦煤等煤种，增加了焦炭灰分波动的因素，当灰分较高的煤种配比较高时，使焦炭灰分升高，而且，其焦炭灰分中的碱性氧化物含量也相应升高，所以，釆用捣固焦应更加关注其灰分含量。 3、焦炭的各向同性组分增加，各向异性组分减少。焦炭是由各向同性炭和各向异性炭的显微结构组成的。各向同性炭是光学非旋光的。各向异性炭是光学旋光的。焦炭光学结构的尺寸随着煤变质程度的降低而减小，各向异性组分降低。低阶高挥发分煤生成的焦炭以各向同性为主，略带小尺寸的细粒镶嵌各向异性结构。中等变质程度的主焦煤得到的焦炭光学结构从细粒镶嵌到流动状.高阶低挥发分煤生成的焦炭的光学结构尺寸最大，在各向同性炭中，脆性裂纹能引起贝壳状断面。焦炭的镶嵌结构易于阻止裂纹的发展，使焦炭强度提高，不同的光学组织对CO2的反应性影响是不同的。各向同性炭对C02的反应性比各向异性炭大得多，反应性随着各向异性组织的发达而明显降低。捣固焦中由于配入较多的低阶或中等变质程度的煤种，使得炭的各向同性组分增加，各向异性组分减少，使其反应性提高。另一方面，由于捣固特性使焦炭堆密度增加，焦炭气孔率减少，又有利于降低其反应性。 4、裂纹多。捣固焦各向同性组分增加，使得焦炭内部细小裂纹增加，并且，反应后的焦炭存在大的贯穿气孔和细小裂纹，且气孔不均匀度要大于顶装焦。 二、使用捣固焦应注意的一些问题。 1、捣固焦对焦层厚度及冶炼周期的影响。 由于捣固焦堆密度要远大于顶装焦，对于相同重量的焦炭批重，捣固焦的体积要小很多，这使得捣固焦在高炉内的焦层厚度变薄。对于煤比低，焦炭负荷不太重的中小高炉而言，焦层厚度的改变可能影响不大，但对于大煤比、高富氧且焦炭负荷重的大型高炉而言，可能导致焦层过薄而对高炉的顺行产生影响。其次，焦层变薄，使批料体积缩小，冶炼周期延长，炉料在炉内的有效重量增加，这应该有利于高炉冶炼，但在调剂时应注意冶炼周期延长造成的影响。最后，使用捣固焦开炉时，应充分考虑净焦空焦体积的影响，准确计算其装入位置，防止负荷料过早进入软融带，引起炉凉或冻结，使开炉失败。 2、捣固焦对回旋区的影响。 影响回旋区的因素除了鼓风参数以外，焦炭的质量指标也是对回旋区影响较大的因素之一，因此，无论是捣固焦堆密度的增加或者粒度变化（一般情况下捣固焦粒度要大于顶装焦），亦或是反应性的变化，都不可避免的对回旋区的工作状态产生影响，虽然，到目前为之，要定量的研究其对回旋区的影响存在一定的困难，但可以肯定的是，由顶装焦改为捣固焦，必然会使回旋区工作状态发生改变，其改变的幅度或方向视所用捣固焦质量指标的不同也可能存在较大差异，对煤气流分布的影响程度也可能各不相同，也许，这也可能是影响试验捣固焦成败的关键因素之一。 3、捣固焦的抗碱性缺陷。 捣固焦经过捣固工艺，可以有效改善或提高焦炭的冷热态强度，降低其反应性，得到实验指标较好的焦炭。但需要指出的是，焦炭的各项指标都是在实验室条件下测得的，和实际高炉恶劣的生产条件有较大差异，因此，实验指标相同的顶装焦与捣固焦，在实际高炉环境下的表现也存在较大差异。有实验表明，在富碱条件下,捣固焦的开始反应温度降低较多,在900℃和1200℃时,失重率明显高于顶装焦，反应性迅速提高。表明相比于顶装焦而言，捣固焦的抗碱性较差。因此，实际冶炼中，当碱金属含量较高时，容易使捣固焦反应性大幅提高，对炉况造成影响。 4、捣固焦的反应性。 一方面，捣固焦的微观结构中存在较多的各向同性组分，使得其有较好的与二氧化碳结合发生气化反应的基础，提高其反应性。另一方面，捣固后的焦炭堆比重大，结构密实，气孔率减少，又使得其强度增加反应性降低，实际生产中捣固焦的反应性受多方面影响，是各种因素影响的合力。实验室测得的捣固焦的反应性与实际生产中捣固焦表现出来的反应性可能存在较大差异，生产中不应死搬数据，应以实际炉况表现为准。 小结:1、捣固焦逐步替代顶装焦是冶金用焦发展的趋势，研究认识捣固焦的冶金特性并不断提高捣固焦生产技术水平是持续发展的需要。 2、捣固焦有不同于顶装焦的冶金特性，以捣固焦替代顶装焦也必然会对冶炼行程产生影响，摸索合理的调剂方法是替代是否成功的关键。 3、捣固焦的捣固工艺可能使得捣固焦的实验数据特别是冷热态强度及反应性等在实验室条件下有较高的指标，可能与实际生产条件下表现出来的特性存在较大差异，因此，以捣固焦代替顶装焦还应充分考虑其在实际生产中的表现。 |
|
|
