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二、炼焦类《炼焦化学产品回收与加工》《炼焦热工管理》 《现代焦化生产技术手册》《炼焦设备检修与维护》《煤制合成天然气技术与应用》

三、化产深加工类《煤化工基础》 《煤的综合利用基本知识问答》 《甲醇生产技术》《硝酸铵生产工》《焦化厂化产生产问答》《粗苯加氢精制-应用技术》

四、干熄焦类《干熄焦技术问答》《干熄焦生产操作与设备维护》

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一、【知识】焦化工艺篇

炼焦是将配合煤在焦炉内通过高温干馏（隔绝空气加热到950～1050℃），经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段，最终产生焦炭和荒煤气的一种生产工艺。

按照生产工艺的不同，焦化厂分为备煤、炼焦和化产三个车间。

一、备煤工艺

1.工艺流程图

2.煤的性质和分类

2.1煤的化学组成与性质

2.1.1煤的基准：在煤质分析中得到的煤质指标，根据不同的基准来表示。煤质分析中常用的“基”有空气干燥基、干燥基、收到基、干燥无灰基。

2.1.2煤的分类

表1 中国烟煤分类

类别

符号

数码

分类指标

Vdaf(%)

G

Y(mm)

b(%)**

贫煤

PM

11

>10.0—20.0

≥5

贫瘦煤

PS

12

>10.0—20.0

>5－20

瘦煤

SM

13

>10.0—20.0

>20－50

14

>10.0－20.0

>50—65

焦煤

JM

15

>10.0－20.0

>65*

≤25.0

(≤150)

24

>20.0－28.0

>50－65

25

>20.0－28.0

>65*

≤25.0

(≤150)

肥煤

FM

16

>10.0－20.0

(>85)*

>25.0

(>150)

26

>20.0－28.0

(>85)*

>25.0

(>150)

36

>28.0－37.0

(>85)*

>25.0

(>220)

1/3焦煤

1/3JM

35

>28.0－37.0

>65*

≤25.0

(≤220)

气肥煤

QF

46

>37.0

(>85)*

>25

(>220)

气煤

QM

34

>28.0－37.0

>50－65

43

>37.0

>35－50

44

>37.0

>50－65

45

>37.0

>65*

≤25.0

(≤220)

1/2中粘煤

1/2ZN

23

>20.0－28.0

>30－50

33

>28.0－37.0

>30－50

弱粘煤

RN

22

>20.0－28.0

>5－30

>28.0－37.0

>5－30

不粘煤

BN

21

>20.0－28.0

≤5

31

>28.0－37.0

≤5

长焰煤

CY

41

>37.0

≤5

42

>37.0

＞5－35

2.1.3炼焦煤的性质

气煤(QM)：属于煤化程度较低、挥发份较高的烟煤。气煤分为四组，其中以45#、34#气煤较好，45#是Vdaf大于37%，G大于65，Y值不大于25mm，其特点是挥发份特别高，而粘结性较强；34#气煤的Vdaf大于28%到37%，G大于50到65，其特点是粘结性中等而挥发份稍高。气煤单独炼焦时炼出的焦炭呈细长形，有较多的纵裂纹，易碎，其强度和耐磨性均较差，但炼焦时能产生较多的煤气、焦油与其它化工产品，多数作配合煤用于炼焦。

气肥煤(QF)：是煤化程度和气煤相近、挥发份高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时能产生大量的胶质体和煤气，因为析出的气体多，不能生成致密、高强度的焦炭，通常用作炼焦配煤。

1/3焦煤：属煤化程度中等，性质介于气煤、肥煤与焦煤之间的过渡煤种，是中等或较高挥发份的较强粘结性煤。单独炼焦时炼出的焦炭强度较高，是配煤炼焦的好原料。

肥煤：肥煤是煤化度中等的烟煤。受热到一定温度能产生较多的胶质体，且有极强的粘结性。单独炼焦时，能产生熔融良好的焦炭，焦炭耐磨性特别好。但焦炭有较多的横裂纹，焦根部分有蜂焦，其抗碎强度比焦煤炼得的焦炭要差，是配煤炼焦的重要煤种。

焦煤：是烟煤中煤化程度中等或偏高的一类煤，中等挥发份和有较好的粘结性。受热后能产生热稳定性好的胶质体。单独炼焦时，可炼成熔融性好，块度大、裂纹少、抗碎强度高、耐磨性好的焦炭，是一种优质的炼焦用煤。15、25号焦煤结焦性特别好，可单独炼出合格的冶金焦。

瘦煤：瘦煤是烟煤中煤化程度较高、挥发份较低的一类煤。受热后能产生一定数量的胶质体，单独炼焦时，炼出的焦炭熔融性差、耐磨性不好、裂纹少、块度较大的焦炭。我国的瘦煤资源很少，一般作为配煤炼焦的原料。

2.1.4影响炼焦工艺的煤的主要参数指标

灰分：灰分在焦炭中是一个非常有害的组分。煤的灰分全部转化到焦炭中去，使焦炭的含炭量减少，致使高炉中铁水温度下降，渣量增多，为了使渣量易于排出，要添加更多的助溶剂，同时增加焦比，降低高炉的生产效率。另外，焦炭的灰分中含有一些矿物质，如Na2O、K2O等，对焦炭与CO2反应具有催化作用，对焦炭的反应性和反应后强度有很大影响。

硫分：煤中的硫大约有80－85%黑心化到 焦炭中去，焦炭的硫会严重影响生铁的质量。在高炉中，硫要靠炉渣排出，这就要增加溶剂，使炉渣的碱度和渣量提高，同时降低高炉的生产效率。而且硫对环境还有很大影响。

挥发份：煤的挥发份是表征煤的变质程度的一个重要指标，炼焦配合煤的挥发份最好在28%左右。

水份：装炉煤的水份对炼焦生产和焦炭的质量有一定影响。例如，水份含量会影响装炉煤的堆密度，从而影响焦炭的强度。另外，影响焦炉的耗热 量及生产操作等。

粘结指数(G)：它是表征煤的粘结能力的指标。它对焦炭的冷、热强度均有很大影响。是炼焦配煤的主要参考指标。

胶质层厚度(Y)。它是指煤在加热过程中，形成胶质体过程中瞬间所产生胶质体的最大量。它也是指导炼焦配煤的一个主要指标。

除上述几个主要指标外，奥亚膨胀度(b)、基氏流动度、坩埚膨胀序数(CSN)、煤的岩相组成及镜质组最大反射率等。

煤的粉碎细度：粉碎细度主要影响到装炉煤的堆密度，另外，对配合煤的粘结性也有一定影响，粒度细，煤的比表面积大，粘结性变差。但如果粒度太粗，大颗粒的惰性物质易在焦炭中形成裂纹中心，影响焦炭的强度。

3.备煤工艺质量控制中应注意的几个问题：

3.1、煤场管理

单种煤的贮存期限如表3所示。

表2 单种煤的贮存期限

牌号

一季度

二季度

三季度

四季度

气煤

60天

50天

50天

60天

肥煤

80天

70天

70天

80天

焦煤

100天

90天

90天

100天

瘦煤

100天

90天

90天

100天

煤要尽可能单独堆放，避免混堆; 煤堆与煤堆之间要保持2米以上的间距；每一个煤种煤至少应堆两堆，且不位与同一跨内；堆取煤要采用平铺直取；煤的存放时间不宜过长；在夏季，对存放时间较长的煤，经常检查煤堆温度，避免煤的氧化变质和自燃。

3.2、配煤：①尽可能保证焦炭质量达到规定的指标；②不会产生对炉墙有危险的膨胀压力和引起推焦因难；③在满足焦炭质量的前提下，尽可能多配高挥发份的气煤，降低配合煤成本；④在保证焦炭质量的前提下，尽可能节约焦煤、肥煤等优质资源，合理利用我国的煤炭资源；⑤尽可能降低配煤中的灰分和硫分；⑥力求达到配煤质量稳定，有利于生产和操作。⑦配煤要准确，按规定频次跑盘检查。

3.3、煤的破碎。要保证煤的细度达标。

二、炼焦工艺

1、炼焦工艺流程图

2.炉体的结构

炼焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区和炉顶区组成。炭化室是煤隔绝空气干馏的地方；燃烧室是煤气燃烧的地方，每一个燃烧室有32个火道组成；斜道区位于蓄热室与燃烧室之间，是连接两者的通道。蓄热室位于炉体的下部，其上经斜道同燃烧室相连，其下经废气盘分别同烟道、贫煤气管道和大气相同。蓄热室用来回收焦炉燃烧废气的热量并预热贫煤气和空气。炉顶区是指炭化室盖顶砖以上的部位，设有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔及拉条沟等。

3、装煤和出焦

装煤要求装满、装实、装平和装匀。装煤不满不仅影响焦炭产量，且使炉顶空间温度升高，加速粗煤气的裂解和沉积炭的形成，易造成推焦困难和堵塞上升管。但装煤也不宜过满，以防堵塞装煤孔，使粗煤气导出困难而大量冒烟冒火，装煤过满还会使上部供热不足而产生生焦，这两种情况都 会影响焦炭质量。装实不但可以增加装煤量，还有利于改善焦炭质量。装平，以利于粗煤气的畅通导出。装匀，以保证焦炭产量和炉温稳定。

出焦，出焦前要先观察焦饼收缩和成熟情况，推焦过程中时刻注意推焦电流的变化，出现推焦困难后要组织原因分析。

装煤和出焦要严格按计划进行。为评定推焦操作的均匀性，用推焦计划系数K1和推焦执行系数K2。

K1=(M－A1)/M M------班计划推焦炉数； A1-------计划与规定结焦时间相差大于±5min的炉数。

K2=(N－A2)/N N------班实际推焦炉数； A2-------计划与规定结焦时间相差大于±5min的炉数。

反应整个焦炉操作管理水平的指标：K3系数。K3=K1×K2

每次推焦后，应清扫炉门、炉框、保护板、小炉门等上的积炭和焦油渣，以确保炉门严密。

4、熄焦

分干法熄焦和湿法熄焦。湿法熄焦主要要注意控制焦炭水份。接焦要均匀，喷洒要均匀，熄焦时间要严格按规定执行，熄焦后熄焦车应停留30s，在焦台上应尽可能多停留一段时间。

干法熄焦是用惰性气体氮气来将焦炭熄灭并冷却，同时将惰性气体回收的热量传给蒸汽锅炉用于发电。干法熄焦可大大改善焦炭质量。这是由于焦炭在干熄过程中缓慢冷却，降低了内部的热应力，网状裂纹减少，气孔率低，因而机械强度提高，真密度也增大。此外，干熄焦过程不发生水煤气反应，焦炭表面有球状组织覆盖，内部闭气孔多，故耐磨性改善，反应性降低。干熄过程中料层相对运动，增加了焦块间的相互摩擦和碰撞，起到了焦炭的整粒作用，故块度均匀性提高。焦炭在预存室中保温相当于在焦炉中的焖炉，进一步提高了焦炭成熟度，使其结构致密化，也有利于降低焦炭的反应性，提高强度。

5、筛焦

要保证筛分效率，供料连续均匀，筛板经常检查，不堵眼、筛板不损坏。炉前焦库、筛焦楼保持高料位。

6、焦炉温度制度

6.1 标准温度与直行温度

焦炉燃烧室的火道数量较多，为了均匀加热和便于检查、控制，每一个燃烧室的机、焦侧各选择一个火道作为测温火道，其温度分别代表机、焦两侧温度，这两个火道称为测温火道和标准火道。其所测得的实际温度称为直行温度。为保证全炉各燃烧室温度均匀，各测温火道温度与同侧直行温度的平均值不应超过±20℃，边炉相差不超过±30℃，超过此值的测温火道为温度不合格火道，并以均匀系数K均表示：

K均=［(M－A机)+(M－A焦)］/2M M---焦炉燃烧室数 A机、A焦-----机、焦侧测温火道温度不合格数。

直行温度不但要求均匀，还要求直行温度的平均值保持稳定，并用安定系数K安考核。

K安=〔2N－(A＇机+A＇焦)〕/2N N----直行温度的测量次数 A＇机、A＇焦-----全炉机、焦测直行平均温度与加热制度规定的该测标准温度相差超过±7℃的测量次数。

6.2 橫排温度

同一燃烧室的各火道温度，称为横排温度。每一个燃烧室各火道温度，应当由机侧向焦侧逐渐增高，要求从机侧第2火道至焦侧第2火道的温度均匀上升。横排温度均匀系数=(考核火道数-不合格火道数)/考核火道数

6.3 边火道温度

燃烧室两端的炉头火道，由于散热量大，温度较低。为防止炉头焦炭不熟，以及装煤后炭化室头部降温过多，引起炉砖开裂变形，一般要求边火道温度低于标准温度的值在100℃以内。为评定炉头温度的好坏，要求每一个炉头温度与该侧炉头平均温度差不超过±50℃。

6.4 蓄热室顶部温度

为防止因蓄热室高温而将格子砖烧熔，应严格控制蓄热室温度。对于硅砖蓄热室，其顶部温度应控制在1320℃以下。在一般情况下，蓄热室的高温事故应不容易发生，但是，当炭化室窜漏，荒煤气被抽到蓄热室内燃烧，砖煤气道煤气漏入蓄热室内燃烧，立火道煤气燃烧不充分，继续到蓄热室燃烧以及废气循环发生短路等等，仍可能引起蓄热室高温事故，特别是当炉体衰老时容易出现上述情况。故应加强对蓄热室温度及串漏忣况的检查监督。(一般低于立火道温度150℃)

6.5 小烟道温度

小烟道温度即废气排出温度，它决定于蓄热室格子砖型 式、蓄热面积、炉体状态和调火操作等。

6.6 炉顶空间温度

炉顶空间温度是指炭化室顶部空间荒煤气温度。顶空间温度应控制在800±30℃，且不应超过850℃。炉顶空间温度与装煤、平煤、调火操作以及配煤比有关。它对化产品产量与产率以及炉顶石墨的生长有直接关系。

6.7 焦饼中心温度

焦饼中心温度是焦炭成熟的指标。焦饼中心温度要达到1000±50℃时焦饼已成熟。

7、焦炉压力制度

7.1 集气管压力：是根据吸气管正下方炭化室底部压力在结焦未期不低于5Pa来确定的。

7.2 看火孔压力：看火孔压力应保持在-5Pa～+5Pa。如果看火孔压力过大，不便于观察火焰和测量温度，而且炉顶散热也多；如果压力过小即负压过大时，冷空气被吸入燃烧系统，使得火焰燃烧不正常。

7.3 蓄热室顶部吸力

蓄热室顶部吸力大于30Pa。

7.4 分烟道吸力

分烟道吸力的波动会直接影响蓄热室顶部吸力，因此，控制的分烟道吸力大小应尽量使蓄热室顶部吸力稳定。

8。焦炭质量要求

8.1焦炭水分（Mt）

作为冶金焦炭供给高炉炼铁生产，焦炭水分波动主要是给高炉入炉焦炭重量的称量造成误差，带来炉况波动，焦炭水分过大还会将焦粉带入高炉使高炉冶炼时透气性不好，所以保持焦炭水分稳定能为高炉炉温稳定创造条件，一般湿熄焦要求焦炭水分控制在4—6%。

8.2焦炭灰分（Ad）

焦炭主要组成是碳和灰分，焦炭含碳愈高则含灰就愈少，在高炉冶炼中灰分是有害物质，吸收热量变成炉渣排出。也就是说焦炭中的灰分越高，炼铁的焦比就越高。一般焦炭灰分波动1%，高炉的焦比要波动2.5—3.0%，焦炭灰分的高低，主要取决于原料煤的灰分，煤的灰分在炼焦过程中也是完全转入焦炭中，另外在炼焦生产过程中混入杂质和炼焦不良操作，也会增加焦炭中灰分，炼铁要求焦炭中灰分愈少愈好。

8.3焦炭挥发分（Vdaf）

焦炭挥发分是焦炭被二次加热后，气态析出物的含量，这种含量取决于煤料的变质程度和焦饼最终温度，一般将焦炭挥发分视作焦炭成熟程度的标志。但也不能完全作成熟标志，就是焦饼完全成熟时焦炭的挥发分也含有1.0%左右，这是因为成熟的焦炭它可以吸附CO和O2，在试样干燥后，仍会吸收空气中水气，这些少量水气也是挥发分。在炼焦过程中，未被挥发出来的C、H化合物是极少的，因为在一定温度下，C、H化合物各种形态必然以挥发分析出，冶金焦新国标规定：Vd≤1.8%。

8.4焦炭的固定碳（Fc）

焦炭的固定碳是煤经过高温干馏后残留的固态可燃物质，它是焦炭中的主要可燃成分，含碳（C）愈高就表明焦炭热值愈高，使用价值就愈大，它的工业分析计算方法：Fc=100-（Vd+Ad）%

8.5焦炭的粒度

焦炉生产出的焦炭，经过筛焦系统分级后，应达到GB1996—2003标准，焦炭块度种类要求即：

>60mm 大块焦， >40mm 大中块焦，25—40mm中块焦

各级产品具有不同粒度组成。高炉用主要是>25mm的冶金焦，所谓冶金焦率就是>25mm粒度焦炭占焦炭试样总重的百分数为冶金焦率，余下的为冶金的焦末含量指标。

8.6焦炭的机械强度

焦炭的机械强度是冶金焦物理性能的最重要指标，评定焦炭机械性能多种试验方法，目前大都选择转鼓试验。采用米库姆焦炭在转鼓内破坏的机理：

米库姆转鼓测定得到的两个指标：M10、M40（或M25）确能很好地表示焦炭的耐磨强度和抗碎强度，也就是我们称之为焦炭机械强度。M10、和M40两个指标既是两个互不相干的因素过程造成的，又是有相关联的，因为一方面是因存的裂纹而破碎成小块时可能产生小于10mm的，也就作为M10考核了。另一方面，因转鼓试验结果得到各粒级的焦炭总和必须等于100%，则M10的波动大了，必然会影响M40指标。

影响米库姆转鼓测定的准确性的因素：

（1）焦炭水份过大能使焦粉粘在大块焦上，影响M10、和M40指数失真，所以要求试验应将焦样水份控制在5%以下。

（2）转鼓检验焦炭质量是一种经验性的方法，从试验取样、称量、入鼓、出鼓、筛分等操作方法都应在严格规定的条件下进行结果才真实可靠，所以存在着不同操作人员是有误差的。

（3）对块度相对较小，耐磨性又差的焦炭M10、和M40指标也会失真。

8.7焦炭的物理化学性质

焦炭的物理化学性质有两项指标表示，即：焦炭的反应性和焦炭的反应后强度，这两项指标都影响高炉生产，在冶金焦炭质量新标准中规定：一级冶金焦CRI≤30%，CSR≥55%。

焦炭的反应性（CRI）

焦炭在高温条件下与CO2和水蒸气相作用的能力称焦炭的反应性，用CRI表示。

C+CO2 = 2CO C+H2O = CO+H2

通常用焦炭和CO2反应一定时间后焦炭消耗量占焦炭试样的百分比表示。

目前高炉冶炼对焦炭的反应性十分关注，故在《冶金焦炭》新国标中列为其中，要求：CRI%Ⅰ级焦为≤30%，Ⅱ≤35%。

焦炭在高炉冶炼过程中的几点：

（1）焦炭反应性愈低，在风口回旋区与鼓风反应愈慢，回旋区断面积就增大，炉料下降更均匀。

（2）焦炭反应性愈高，在较低温度下就与CO2反应，得不到有效利用。（3）焦炭反应性高最主要的是在高炉中，下部焦炭要经受CO2以及铁氧化物等作用，即产生碳熔反应和焦炭龟裂，结果耐磨性大大降低，形成焦粉进入炉渣中，降低炉渣流动性，使炉内料柱的透气性降低，这就说明：高炉容积愈大，对焦炭的反应性要求愈低，一般要求CRI<30%。

焦炭的反应后强度（CSR）

焦炭的反应后强度是高炉下部焦炭反应后性能的要求，通常将反应后强度指标称之为热强度。

从生产实践证明：焦炭的反应性与反应后强度有着较好的相关关系是：反应性高的焦炭孔孢壁碳熔损大，其反应后强度低；通俗的说：就是焦炭的反应性愈高，则反应后强度就愈低。

焦炭反应后强度与高炉内处于软融带强度相一致，它在与高炉下部的透气性有着良好的相关性，一般来说反应性高的焦炭其冷态转鼓指数M10就差，反之，反应性低的焦炭M10就好。若反应性相近似值的焦炭，冷态转鼓强度高，反应后强度也高。

9、高炉冶炼对焦炭质量的要求

焦炭在高炉冶炼过程中，起着发热剂、还原剂和支撑炉料的三大作用，故此对焦炭的质量要求是：

(1)、固定碳（C）含量要高，即灰分和挥发份要低。

(2)、有害的杂质硫、磷含量要低。

(3)、耐磨和抗碎强度要好。

(4)、反应性要低，反应后强度要高。

(5)、水份要低而稳定。

(6)、焦炭块度要均匀，40～80mm级含量要高，<25mm级含量要低。

满足上述要求，可以保证高炉生产达到高产、优质、低耗，还可有效提高利用系数，冶炼强度高，焦比低，得到低硫、磷的优质的生铁。

冶金焦炭的质量标准（GB1996—2003）

种类

大块（>40mm）

大中块（>25mm）

中块（25—40mm）

灰份Ad%

Ⅰ

≤12.0

Ⅱ

≤13.5

Ⅲ

≤15.0

硫份Sed%

Ⅰ

≤0.60

Ⅱ

≤0.8

Ⅲ

≤1.0

机

械

抗

碎

M40

M25

Ⅰ

≥80.0

≥92

Ⅱ

≮76.0

≮88

Ⅲ

≮72.0

≮83

强

度

耐

磨

M10

Ⅰ

≤7.5

≤7.0

Ⅱ

≤8.5

≤8.5

Ⅲ

≤10.5

≤10.5

反应性CRI

%

Ⅰ≤30 Ⅱ≤35 Ⅲ/

反应后强度CSR

%

Ⅰ≥55 Ⅱ≥50 Ⅲ/

挥发份Vdaf

%

≤1.8

水份Mt

%

4.0±1 5.0±2 ≯12

焦末含量

%

≯4.0 ≯5.0 ≯12

该标准是冶金焦国家最新标准，其中增加了CRI和CRS两项指标；水份指标作参考指标，企业内部可制订内控指标。

10、对焦炭的质量控制

对焦炭的质量控制，这里主要是针对冶金焦炭的质量控制。这对钢铁企业中的高炉炼铁是非常重要的，因为钢铁企业中的焦化厂所进行煤干馏得到的焦炭主要是供给高炉炼铁用的。

对焦炭的质量控制，也就是对不利焦炭质量的因素的控制，深层研究也就是对作为炼焦炭的煤和炼焦工艺过程有关因素的控制。

10.1影响冶金焦炭质量的因素

（1）配合煤的成份和性质对焦炭质量的影响

配合煤的成份和性质决定了焦炭中的固定（C）、灰份（Adt）、硫份（Sed）和磷份（P）的含量。而焦炭的块度和强度在很大程度上也是取决于原料煤的成份和性质。配合煤是由各种单种煤配制而成，也就是说原料煤的成份和性质决定了配合煤的成份和性质。如：配合煤中的硫份和灰份低，说明单种煤的硫份和灰份低，所炼出的焦炭的硫份和灰份也低。比如：在配合煤中增加高挥发份，低变质程度的气煤所炼出的焦炭细长，块度小，若在配合煤中增加焦煤和瘦煤，炼出的焦炭就会使收缩裂纹减少，块度增大。

若在配合煤中配有含无机物矿物质增多（也就是所说的灰份）也就会影响焦炭的强度。这说明配合煤的成份和性质是由各单种煤的成份和性质决定的，除此外，配合煤的粉碎细度也会影响焦炭的强度，粉碎细度影响堆比重，由于煤的结构复杂，所粉碎的细度也不一定一样，故此对细度的要求不能一概而论（一般要粉碎粒度小于3mm的要控制在80±3%为好）。

（2）炼焦加热制度对焦炭质量的影响

炼焦加热制度是影响焦炭质量因素之一，而影响焦炉的加热制度的主要因素是炼焦的加热速度和结焦末期的温度，加热速度和结焦末期的温度都与结焦时间有关，结焦时间愈短则加热速度愈快，标准温度就愈高，而结焦末期温度也就高。

通过生产实践研究表明：当加快结焦速度时，可使煤在干馏过程中使胶质体的流动性增加，炼出块度小的坚固焦炭，这是好的一面，但是加快结焦速度，也会使焦炭收缩裂纹增加，焦炭的块度变小，强度降低，这又是不利的一面。我公司的55孔大型6米焦炉设计的结焦时间为19小时，若结焦时间小于设计结焦时间1小时，则大块焦（>40mm粒度）就降低约6%左右，当然不同的配煤比也有所不同。加快加热速度时，中块冶金焦（25—40mm）就会增加，但平均焦炭的块度也下降了。

我公司6米焦炉设计结焦时间为19小时，而宝钢炼焦工艺，同样6米大容积焦炉是采用结焦时间21小时，火落温度控制实际上就是控制炼焦加热速度和结焦末期的温度方法。

通过提高结焦末期的温度，可以增加焦炭的耐磨强度（M10）同时也可以减少小于10mm的焦末的产率，但是必须要考虑到在此同时也会减小焦炭的块度，因此造成焦炭最终收缩增加，小裂纹增多，块度变小，整个抗碎强度M40降低。

因此，炼焦工艺要求必须要制定合理的加热制度，执行过程中必须要稳定，不可以波动太大，使成熟的焦炭有尽可能小的磨损和得到尽可能大的块度，来保证焦炭强度的质量指标。

（3）煤料在焦炉炭化室内的堆比重对焦炭质量的影响

影响炭化室内煤料的堆比重，也是影响焦炭质量因素之一，其因素很多，如：堆比重是取决于设计炭化室的高度，装煤操作方式，煤料在炭化室里的形状，配煤的细度和水等都能影响堆比重。对影响焦炭质量而言，增加炭化室内煤料的堆比重，可以使煤料在干馏过程紧密结合，由此获得机械强度较高的焦炭，使M40%上升M10%下降。

当今，国内外炼焦工艺增加装煤的堆比重的方式有：进行煤干燥预热或增设煤调湿工艺，增加配型煤工艺，捣固炼焦，采用高炭化室大容积焦炉，提高加煤速度等都能增加装炉煤的堆比重，达到改善和提高焦炭质量的目的。

从上述分析三大因素影响冶金焦炭质量的原因，针对不利焦炭质量的因素是作为炼焦生产工艺控制焦炭质量的原则和手段，以达到提高焦炭质量目的。

(4)提高焦炭质量的其它途径

提高焦炭质量除了主要从炼焦工艺的主要因素着手，还要从其它方面来保证焦炭质量进一步提高。

焦炭整粒

对焦炭进行整粒，使经进一步整粒的冶金焦块度趋于均匀，转鼓强度也相应的提高，进入高炉后，可以改善炉料的透气性，有利于高炉增产和降低焦比。

实践证明冶金焦的粒度并不是愈大愈好，在国外和国内的一些厂家反复试验应用粒度大于80mm或100mm普通焦炭高炉生产焦比要上升，采用小于80mm的冶金焦，焦比就下降，若高炉采用经整粒后的25—75mm的冶金焦，使高炉焦比大大降低。所采用整粒方法就是用切焦机对大于80mm以上的焦块进行破碎。经切焦机破碎的焦炭机械强度明显得到提高。

干熄焦

我公司已采实现全干熄。干熄焦与湿熄焦相比，通过比对，干熄焦可使M40提高3—5%，M10降低0.5—0.8%，粒度更均匀，这样的粒度有利于高炉反应和降低焦比。

装满红焦的焦罐车由电机车牵引至提升井架底部。提升机将焦罐提升并送至干熄炉炉顶，通过带布料料钟的装入装置将焦炭装入到干熄炉内。在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却至200℃以下，经排焦装置卸到带式输送机上，然后送到焦处理系统。

循环风机将冷却焦炭的惰性气体从干熄炉底部的供气装置鼓入干熄炉内，与红热的焦炭逆流换热。自干熄炉排出的热循环气体的温度约为819℃，经一次除尘器除尘及引入空气将可燃组分燃烧一部分后进入干熄焦余热锅炉换热，温度降至173℃。由锅炉出来的冷循环气体经二次除尘后，由循环风机加压，再经气体冷却器冷却至140℃后进入干熄炉循环使用。

一、二次除尘器分离出来的焦粉，由专门的输送设备将其收集在贮槽内，以备外运。干熄焦装置的装料、排料、风机后的放散等处的烟尘均进入干熄焦地面除尘系统，进行除尘后放散。

主要技术参数与指标

项目

指 标

基　准

温 度

焦炭排出温度

200℃以下

预存室顶部温度

950～1050℃

干熄炉入口气体温度

130～140℃

干熄炉出口气体温度

800～900℃

锅炉入口气体温度

900～1000℃

锅炉出口气体温度

170～180℃

气体冷却器入口气体温度

170～180℃

气体冷却器出口气体温度

130～140℃

焦粉冷却器排出温度

50～150℃

主蒸汽温度

450℃

炉项压力

±50Pa

系统内压力

（干熄炉出口）

（锅炉入口）

（锅炉出口）

（干熄炉入口）

-20~-50mmH20

-50~-80mmH20

-150～-180mmH20

500～700 mmH20

主蒸汽压力

128kg/cm2

循环气体组成

气体组成

Vol.％（干熄炉入口）

H2 CO CO2 O2CO CO2 O2

0.4 5.6 10.4 _5.610.4－

液位

预存室

焦炭料位

HH93％

LL　 0％

汽包水位

0±150mm

除氧器水位

0±150mm

膨胀扩容器水位

0±150mm

炉口水封高度（冷态）

炉盖约130mm

装入溜槽约60mm

流

量

锅炉循环水量

622T/H

干熄炉入口吹入N2量

1000 Nm3/H

循环风量

风料比（1300～1500 Nm3/T.焦炭）

吹入空气量

120 Nm3/T.焦炭

主蒸汽流量

78～91.3 T/H

配型煤炼焦

通过配30—40%型煤可以提高堆比重，型煤的导热性比粉煤好，型煤先在高温下软化熔融，使胶质体流入粉煤，由于型煤的膨胀压力大，挤压周围的粉煤，均使整体煤料粘结性进一步改善，另外，由于制取型煤时所添加粘合剂，又对弱粘结性煤起到改质作用。配一定量型煤（30—40%），可以改善焦炭的冷、热态性能，也可以使焦炭质量逐步提高。

二、焦化工艺流程简介

焦化厂主工艺流程和车间配置：备煤：来煤的卸车和倒运至煤场储存，通过皮带将不同煤种的煤送配煤盘按一定配煤比混合，再送粉碎机粉碎后通过皮带送往焦炉煤塔。炼焦：装煤车从煤塔取煤装入焦炉，生成焦炭和荒煤气，焦炭熄灭后筛除焦粉通过皮带送往炼铁；荒煤气送回收车间。回收：经煤气鼓风机将荒煤气抽入系统，通过除油、脱硫脱氰、脱氨、脱苯等，生成比较洁净的焦炉煤气外送，同时得到不同的化学产品。精制：（目前已拆除）对回收分离出的粗焦油进行深加工，得到不同的化工产品。干熄焦（目前只针对3、4#焦炉）：将焦炉推出的赤热红焦通过冷惰性气体（氮气）冷却至200度以下，转运至筛焦。焦炭与炼焦用煤的准备焦炭什么是焦炭：由烟煤、沥青或其他液体碳氢化合物为原料，在隔绝空气的条件下干馏得到的固体产物都可称为焦炭。根据焦炭的用途分类：（根据原料煤的性质，干馏的条件不同）用于高炉炼铁的称为高炉焦，用于冲天炉熔铁的称为铸造焦；用于铁合金生产的称铁合金用焦，以及气化用焦、电石用焦等。焦碳的一般性质：焦炭是一种质地坚硬，多孔、呈银灰色并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料，其相对真密度为1.8～1.95，堆积密度为400～520kg/m3焦炭的化学组成及高炉焦质量指标工业分析：水分、灰分、挥发分和固定碳（主要元素：C、H、O、N、P、S）水分： 焦炭的水分与炼焦煤料的水分无关，也不取决于炼焦工艺条件，主要受熄焦方式的影响。灰分： 主要成分是SiO2和Al2O3。挥发分：焦炭的挥发分是焦炭成熟程度的标志，与炼焦煤料和炼焦最终温度有关。硫分： 受炼焦煤料影响，使生铁的主要有害杂质。磷分： 含量较少，主要受炼焦煤料影响。B、机械强度：我国采用米库姆转鼓实验方法测定焦炭的机械强度。抗碎强度（俗称M40）：焦炭在外力冲击下抵抗碎裂的能力称为焦炭的抗碎强度。耐磨强度（M10）：焦炭抵抗摩擦力破坏的能力，称为焦炭的耐磨强度。C、筛分组成：焦炭块度＞80mm、80～60mm、60～40mm、40～25mm各粒级百分比。D、焦炭的热性质：反应性（CRI）：焦炭在1100℃时与CO2的反应能力。反应后强度（CSR）：高温转鼓试验反映出焦炭在 高温下的热破坏比常温转鼓试验更接近于高炉内的情况。

炼焦用煤　　　我国煤的分类根据半工业和实验室的试验基础上，对无烟煤、烟煤、褐煤进行分类，共14类，烟煤分为12类单种煤的结焦特性：（分别介绍气、肥、焦、瘦、1/3焦、气肥煤）气煤：变质程度低，挥发分含量较高，粘结性低，容易形成纵裂纹，焦炭碎，强度低。可提高煤气和化学产品产率。肥煤：中等变质程度的煤，粘结性高，容易形成横裂纹，强度高，耐磨性差。焦煤：是单独成焦最好的炼焦煤，焦炭块度大、裂纹少，耐磨性好，在配煤中起到提高焦炭强度的作用。瘦煤：粘结性不高，适当配入瘦煤可加大焦炭块度，配入量过多，则降低配煤粘结性，使焦炭耐磨性下降，质量不好。1/3焦煤：是过渡性煤种，介于焦煤、肥煤、气煤之间，有较高的粘结性，是配煤炼焦的骨架煤之一。气肥煤：是挥发分和粘结性都较高的特殊煤种。

配合煤概念、配合煤质量配合煤概念：由于单种煤的结焦特性不同,为了得到符合质量要求的焦炭,同时降低炼焦成本,必须把不同牌号的煤配合使用。配煤原则：满足焦碳质量要求；扩大炼焦煤资源；有利于增产化学产品、降低配合煤成本等。配煤比制定方法：通过对各单种特性参数进行加权计算，得到配煤比；再通过小焦炉试验确认配比是否合乎要求。配合煤质量水分：配合煤水分多少和稳定与否，对焦炭产量、质量以及焦炉寿命有很大影响。灰分：焦炭的灰分来自配合煤，因此要严格控制配合煤灰分。硫分：煤中硫分约60%～70%转入焦炭。挥发分：配合煤的挥发分高低，决定煤气和化学产品的产率，同时对焦炭强度也有影响。粘结性：是配合煤在炼焦时能形成塑性物的性能细度：是煤料经过粉碎后，小于3mm的煤料占全部煤料的质量百分数，一般要求控制在80%左右。

配合煤流程先配后粉流程：将参与炼焦的单种煤按配煤比例先配合好，然后进行粉碎。先粉后配流程：对参与炼焦的单种煤，按性质不同进行不同细度的粉碎，然后按配煤比混合均匀。选择性粉碎流程：将粉碎与筛分结合，煤料经过筛分装置，大颗粒的筛上物进入粉碎机在粉碎。

焦炉及其设备焦炉焦炉结构：炉顶区：位于炉体最上部，设有看火孔、装煤孔和从炭化室导出荒煤气的上升管孔。厚度按保证炉体强度和降低炉顶温度的要求确定。燃烧室：燃烧室是煤气燃烧的地方，经过与两侧炭化室的隔墙向炭化室提供热量。炭化室：装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。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。斜道区：位于燃烧室和蓄热室之间的通道。小烟道、烟道、烟囱：废气导出的通道。焦炉分类A 按装煤方式：顶装和侧装。B 按加热用煤气种类：复热式和单热式。C 按空气和加热用煤气供入方式：侧入式和下喷式。D 按气流调节方式：上部调节式和下部调节式。E 按拉长火焰方式：多段加热式、废气循环式和高低灯头式。焦炉炉型简介：我厂现有四座焦炉为两座2×42孔的JN43-58型焦炉，两座2×45孔JN43-80型焦炉，现有四座焦炉均为4.3m焦炉。设计总生产能力约110多万吨/年。以JN43-80型焦炉为例：设计生产能力：60万吨/年（2×42孔）。炭化室有效容积：23.9m3炭化室尺寸（mm）：全长14080；有效长13280；全高4300；有效高4000；平均宽450；锥度50；中心距1143。立火道：个数28；中心距480。加热水平（从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表面之间距离）：800mm。设计结焦时间：18h。在建的5号焦炉为1×60孔的JN60-6型6m焦炉，设计生产能力60万吨/年。焦炉用耐火材料：硅砖、粘土砖、高铝砖硅砖：主要用于燃烧室、斜道和蓄热室等焦炉重要部位，占全炉总量的80%左右。粘土砖：蓄热室封墙、小烟道衬砖、蓄热室格子砖及炉门衬砖、炉顶及上升管衬砖。高铝砖：燃烧室炉头及炭化室铺底砖的炉头部位。护炉设备：包括炉柱、小炉柱、保护板、纵横拉条、弹簧和机焦侧操作台。作用是对砌体施加保护性压力，使砌体在烘炉及生产过程保持整体性，避免在温度及机械力冲击下产生破损。煤气设备：我厂复热式焦炉配有两套加热系统。煤气总管：设有开闭器，调节和切断全炉煤气。焦炉煤气总管上有预热器。主管：设有煤气压力自动调节翻板，自动保持煤气压力的规定值。分管：煤气分管上有调节旋塞、交换旋塞和孔板盒、水封槽等。废气设备：交换开闭器：控制进入蓄热室的加热煤气、空气和排出燃烧室所生成的废气的设备。总、分烟道翻板：是用来调节和稳定烟道吸力的设备。交换设备：是用于切换焦炉加热系统气体流动方向的动力设备和传动机构，包括交换机和交换传动装置。每隔20分钟交换一次，每次动作所需时间46.6秒。交换机操作步骤：关煤气→交换废气和空气→开煤气荒煤气导出设备：上升管和桥管、水封阀、集气管、吸气管、氨水喷洒管。焦炉机械（四大车）装煤车：是顶装焦炉顶上往炭化室装煤的焦炉机械。新车功能：打开装煤孔盖、清扫装煤孔、除尘拦焦车：是把从炭化室推出的赤热焦炭导入熄焦车内的焦炉机械。熄焦车：接受焦炭，送往熄焦塔熄焦，然后送回焦台。（电机车和焦罐：送干熄焦）推焦车：开启和清扫机侧炉门、推焦、平煤。　　　四车定位系统和三车连锁系统　　　三、焦炉生产1、焦炉的三班操作① 、装煤：煤塔贮煤，从贮煤塔取煤，装煤与平煤。装煤注意事项a 设计贮煤塔容量一般尽量保证焦炉有16h用量b 取煤时，必须按车间规定的顺序进行，同一排放煤嘴，不准连续放几次煤。c 装煤车接煤前后进行称量，正确计量装入炭化室内实际煤量，保证炭化室煤量准确。d 装平煤原则：先两侧后中间，力求装满煤，平好煤，不缺角、少冒烟为原则。② 、推焦a 推焦计划的制定：周转时间：一个炭化室两次推焦相距的时间，即包括煤的干馏时间和推焦装煤的操作时间。对全炉来说，周转的时间也是全部炭化室进行一次推焦所需的时间。 （18h）操作时间：指某一炭化室从推焦、平煤、关上小炉门再至下一炉号开始摘门所需时间，即相邻两个特区炭化室推焦的间隔时间。（10~12min）检修时间：全炉所有炭化室都不出炉的间歇时间，周转时间分为总操作时间和检修时间。结焦时间：煤在炭化室内高温干馏后的时间，一般规定从平煤杆进入炭化室到推焦杆开始推焦的时间间隔。推焦顺序： 9—2顺序、5—2顺序、2—1顺序 9--2顺序：我国普遍采用的顺序。（数字代表炭化室号，9—2顺序不编0号炭化室）1 11 21 31 41 51 61 71 81 913 13 23 33 43 53 63 73 83 935 15 25 35 45 55 65 75 85 7 17 27 37 47 57 67 77 87 9 19 29 39 49 59 69 79 89 2 12 22 32 42 52 62 72 82 92 4 14 24 34 44 54 64 74 84 6 16 26 36 46 56 66 76 86 8 18 28 38 48 58 68 78 88b 推焦操作推焦一般注意事项：1、每次推焦打开炉门时间按推焦计划不允许提前 或落后5min，摘炉门后，应清扫炉门、炉门框等上的焦油和沉积炭。2、推焦机与拦焦机之间应有信号装置。3、推焦机司机要记录推焦时间、装煤时间和推焦最大电流。4、关闭炉门后，严禁炉门及小炉门冒烟、冒火。5、炭化室摘开炉门的敞开时间不应超过7分钟。6、脚饼推出到装煤开始的空炉时间不宜超过8分钟。7、禁止推生焦和相邻炭化室空炉时推焦。8、严禁用变形的推焦杆和变形杆头推焦。推焦电流监视：1、推焦电流因不同焦炉及炉体状况及不同推焦机而不同，应根据具体情况规定焦炉的最大推焦电流，防止造成炉墙损坏变形。2、当推焦杆启动时，焦炭首先被压缩，推焦阻力达到最大，此时指示的电流为推焦最大电流。3、炉墙石墨情况也影响推焦电流大小，推焦电流的变化对监视炉墙的石墨情况提供了一定的依据。难推焦的处理。焦炉推焦是推焦电流超过规定的最大电流时成为难推焦。焦饼一次推不动，再推第二次时一般称为二次焦事故。原因：加热制度不合理，炉墙石墨沉积过厚，炉墙变形，平煤不良，原料煤的收缩值过小以及推焦杆变形等。遇到难推焦号时，应立即停止推焦，严禁不查明原因延续推焦。查明原因并采取相应措施后方可在此推焦。推焦操作的考核指标（K1、K2、K3）。推焦计划系数K1：计划表中计划结焦时间与循环图表中规定结交时间的偏离。推焦执行系数K2：用以评定班推焦计划实际执行的情况。推焦总系数K3： K3=K1×K2，用以评定焦化厂和炼焦车间在遵守规定的结焦时间方面的管理水平，代表焦炉操作的总情况。③、熄焦由于煤干馏成焦的最终温度为950°~1050°C，所以从炭化室内推出的是赤热的焦炭，将它熄灭至300°C以下的过程，称熄焦。可分湿法熄焦和干法熄焦两种。湿法熄焦：直接向红焦洒水将其熄灭至300℃以下，包括接焦、熄焦、晾焦及放焦等操作。干法熄焦：干熄焦是利用冷的惰性气体（氮气）在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦，吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉内冷却红焦。干熄焦锅炉产生的高压蒸汽用于发电。2、焦炉加热系统加热用煤气：焦炉煤气和高炉煤气　　　焦炉煤气主要成分是H2和CH4，热值高有17600KJ/m3。焦炉煤气燃耗，可燃成分高，热值高，加热系统阻力小，煤焦耗热量低，增减煤气流量时，焦炉然是温度变化比较灵敏。高炉煤气主要成分是CO和N2，热值较低4000 KJ/m3，剧毒无味。　　　高炉煤气不可燃成分高，热值低，燃烧速度慢，高向加热均匀，耗热量高，加热系统阻力大，须经蓄热室加热，要求炉体严密，因毒性大，要求管道设备严密。空气系数：为了保证燃料完全燃烧，实际供给的空气量必须多与理论所需空气量，两者之比较空气系数a 3、温度与压力制度的确定焦炉加热制度包括：温度制度、压力制度与煤气流量和空气量的供给等。①温度制度：标准温度、横排温度。标准温度与直行温度：是指机、焦侧测温火道平均温度的控制值，是在规定结焦时间内保证焦饼成熟的主要温度指标。横排温度：同一燃烧室的各火道温度，称为横排温度。由于炭化室宽度由机侧往焦侧逐渐增加，装煤量也逐渐增加，为保证焦饼沿炭化室长向同时成熟，每个燃烧室各火道温度，应当由机侧向焦侧逐渐增高。边火道温度：焦炉机、焦侧两端火道的温度。一般要求边火道温度不低于1100℃。蓄热室顶部温度：为防止因蓄热室高温而将格子砖烧熔，应严格控制蓄热室温度。小烟道温度：即废气排出温度，为保持烟囱应有的吸力，小烟道温度不低于250℃。炉顶空间温度：是指炭化室顶部空间荒煤气温度，对化学产品的产率与质量以及炉顶石墨生长有直接影响。焦饼中心温度：焦饼中心温度是焦炭成熟的指标。压力制度：焦炉压力制度确定的原则：1、炭化室底部在任何情况下均应大于相邻同标高的燃烧系统压力和大气压力。2、在同一结焦时间内，燃烧系统沿高度方向的压力分布应保持稳定。　　　集气管压力：是根据吸气管正下方炭化室底部压力在结焦末期不低于5Pa来确定的。　　　看火孔压力：实际操作中，在控制看火孔压力为基准来确定燃烧系统的各点压力，在各种周转时间下，看火孔压力均应保持－5～5Pa。　　　蓄热室顶部吸力：与看火孔压力是相关的。　　　分烟道吸力：控制分烟道吸力大小应尽量使蓄热室顶部吸力稳定。