大型焦炉生产技术优化

焦炉加热系统的调节与优化1. 引言1.1 背景介绍焦炉是冶金生产过程中的重要设备，其加热系统的调节与优化对生产效率、能源消耗和安全性都起着至关重要的作用。

传统的焦炉加热系统调节方法已经无法满足现代冶金生产的需求，因此需要引入更先进的优化技术来提高生产效率、降低能耗、并提高系统的安全性。

焦炉加热系统的优化不仅能够带来经济效益，还能提高企业的竞争力，因此引起了业界的广泛关注和研究。

本文将深入探讨传统和现代焦炉加热系统调节与优化的技术，探讨节能降耗的关键措施、生产效率提升的方法以及安全性改进的策略，旨在为相关行业提供参考和借鉴。

1.2 研究意义焦炉加热系统是焦化生产中的核心系统之一，其调节与优化直接影响到焦炉生产的效率和产品质量。

研究焦炉加热系统的调节与优化具有重要的意义：焦炉加热系统的调节与优化可以提高生产效率，减少能耗和原料消耗，从而降低生产成本，提高生产效益；通过优化加热系统，可以提高焦炭的质量和产量，保证焦炉生产的稳定性和连续性；加热系统的优化还能提高设备利用率，延长设备使用寿命，减少设备维护成本，提高设备的运行稳定性和可靠性。

研究焦炉加热系统的调节与优化对于提高焦炭生产效率，降低生产成本，保证产品质量具有重要的意义。

随着我国焦化行业的不断发展和环保要求的提高，对焦炉加热系统进行调节与优化也是促进行业升级和转型的重要途径。

深入研究焦炉加热系统的调节与优化具有重要的理论和实践意义。

1.3 研究方法研究方法是本文的重要组成部分，它将指导整个研究过程的进行，并确保研究结果的科学性和可靠性。

在进行焦炉加热系统调节与优化的研究过程中，本文将采用多种研究方法来推动研究目标的实现。

本文将通过文献综述的方式，对焦炉加热系统调节与优化领域的现有研究成果进行归纳总结，从而明确当前研究的发展现状和存在的问题。

本文将开展数值模拟实验，通过建立相应的数学模型，分析焦炉加热系统中的关键参数对系统运行的影响，为系统调节与优化提供科学依据。

大型焦炉和热风炉绿色生产用关键功能耐火材料集成技术应用与示范材料在工业生产中起到至关重要的作用，而在大型焦炉和热风炉绿色生产中，关键功能耐火材料的选用和应用更是必不可少。

本文将介绍一种集成技术，用于应用和示范大型焦炉和热风炉绿色生产中的关键功能耐火材料。

首先，我们需要了解大型焦炉和热风炉的工作原理和生产过程。

大型焦炉是冶金、化工等行业中常用的设备，其主要功能是将原料煅烧成焦炭，并同时产生高温高压热风。

热风炉则是为炼钢等过程提供高温热风的设备。

在这两种设备中，耐火材料的性能至关重要。

关键功能耐火材料集成技术是一种将各种功能耐火材料综合利用的技术。

通过将不同的耐火材料有机地结合在一起，可以充分发挥各种材料的特点和优势，提高整体性能。

在大型焦炉和热风炉绿色生产中，集成技术可以应用于耐火衬里、渣铁线区等关键部位。

在耐火衬里方面，集成技术可以将高温耐火材料和耐磨材料结合起来。

高温耐火材料可以承受高温和热震的冲击，而耐磨材料可以承受物料的磨损。

通过集成这两种材料，可以延长耐火衬里的使用寿命，减少维修和更换的频率，提高设备的运行效率。

在渣铁线区方面，集成技术可以将耐火砖和隔热材料结合起来。

耐火砖可以承受高温和渣铁的腐蚀，而隔热材料可以减少热损失和能耗。

通过集成这两种材料，可以提高渣铁线区的耐火性能，减少能源消耗，降低生产成本。

为了实现大型焦炉和热风炉的绿色生产，上述集成技术已在实际应用中得到验证。

通过在焦炉和热风炉的关键部位应用集成技术，可以有效提高设备的性能和稳定性，降低能源消耗和环境污染。

同时，这种技术的应用也为其他行业的耐火材料集成提供了借鉴和参考。

总结起来，大型焦炉和热风炉绿色生产用关键功能耐火材料集成技术是一种具有广泛应用前景的技术。

通过集成不同功能的耐火材料，可以提高设备的性能和稳定性，降低能源消耗和环境污染。

我们相信，随着该技术的不断发展和完善，大型焦炉和热风炉的绿色生产将迎来更加美好的未来。

炼焦新技术—煤调湿技术我国现有焦炉生产能力较大，占世界第一位，炼焦煤水分偏高，而且优质炼焦煤日益短缺，围绕现有焦炉和炼焦生产工艺，开发提高焦炭质量和利用炼焦余热的新工艺、新技术是适应企业发展，提高企业经济效益的有效途径。

煤调湿技术可降低入炉煤水分，降低炼焦耗热量，增加入炉煤堆密度，提高焦炭质量。

近几年来，煤调湿技术在国内外炼焦行业异军突起，得到了广泛的应用，究其原因是煤调湿技术具有其独特的优越性：可使焦炭和化工产品增产11%，提高经济效益；焦炉加热用燃料降低，减少耗热量；焦炭质量得到提高；充分利用了焦炉余热，取得了明显的经济和社会效益。

一、煤调湿（Coal Moisture Control ,简称“ CMC ”）技术简述煤调湿技术是通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤的水分，该技术不追求最大限度地去除入炉煤的水分，而只把水分稳定在相对低的水平，既可达到增加效益的目的，又不因水分过低而引起焦炉和回收系统操作的困难，使入炉煤密度增大、焦炭及化工产品增产、焦炉加热用煤气量减少、焦炭质量提高和焦炉操作稳定等效果。

二、煤调湿的基本原理利用外界热能将入炉煤在焦炉外干燥，控制入炉煤的水分，从而控制炼焦耗热量、改善焦炉操作、提高焦炭产量或扩大弱粘结性煤的用量。

三、工艺流程及发展煤调湿技术通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤水分，并不追求最大限度地去除入炉煤气的水分，而只是把水分稳定在相对较低的水平，就可以达到增加效益的目的，又不会因水分过低而引起焦炉和回收系统操作困难。

煤调湿技术于20世纪80年代初在日本开始应用，历经了3 种工艺技术的变革：第一代是热媒油干燥方式；第二代是蒸汽干燥方式；第三代是最新一代的流化床装置，设有热风炉，采用焦炉烟道废气或焦炉煤气对其进行加热的干燥方式。

1、第一代煤调湿技术第一代CMC是热煤油干燥方式，其工艺见下图。

热媒油式煤调湿工艺流程图利用热油回收焦炉上升管煤气显热和焦炉烟道气的余热，温度升高到195℃的热油通过干燥机将常温的煤预热到80℃，煤的水分由9%左右降到5.7%，调湿后的煤在运输过程中水分还将降低0.7%，装入煤水分保持在5%±0.7%。

鞍钢炼焦全流程智能化关键技术应用实践王超①１，２　甘秀石１，２　赵锋３　程学科３　张其峰３（１：海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室院　辽宁鞍山１１４００９；２：鞍钢集团钢铁研究院　辽宁鞍山１１４００９；３：鞍钢股份有限公司炼焦总厂　辽宁鞍山１１４０２１）摘　要　结合炼焦过程分析对智能炼焦关键模块进行了简要归纳。

阐述了鞍钢炼焦智能化在配合煤制备，焦炉加热，焦炉车辆控制，干熄焦系统、煤料和焦炭物料输送等炼焦生产单元及其附属模块等智能炼焦关键技术开发应用情况。

展望了炼焦智能化发展方向。

４关键词　炼焦　配合煤制备　焦炉加热　干熄焦　焦炉机车　煤和焦炭输送　智能化中图法分类号　ＴＧ１５５．４ 文献标识码　ＢＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２２ Ｚ２ ０３９１　前言《中国制造２０２５》行动纲要明确要加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向。

传统制造业向智能制造转型升级已成为全球先进制造业发展的突出趋势。

作为现代钢铁工业的重要一环，炼焦工业正向着高质量智能化发展升级迈进。

２０２１年，我国焦炭产量已达４ ６４亿ｔ，占世界焦炭产量的６８％以上，强有力地支撑了我国粗钢产量长期保持世界第一，并且初步构建起面向炼焦生产全流程制造集成技术体系［１－３］。

在两化融合政策指导下，鞍钢炼焦生产单元积极落实“信息化、智能化”总体要求，以高效、经济、智能、绿色炼焦为总体目标，结合炼焦生产工艺特点与需要，借助５Ｇ＋、大数据等手段，全面提升炼焦装备自动化、信息化水平，夯实炼焦生产的数字化基础，全面向炼焦品控需求全流程控制转变升级，智能炼焦格局初步显现。

２　炼焦过程与智能炼焦概况炼焦是将不同变质程度的炼焦煤经粉碎混合，输送到焦炉，经高温干馏，形成焦炭、荒煤气等产品的过程。

其中焦炭经熄焦筛分输送给用户（主要是高炉），荒煤气用于化工原料或燃料，炼焦废烟气经净化处理排放。

过这些调质阶段后，冷COG 与其他碳氢化合物以小比例共同组成：H 2(约55%～60%)、 CH 4(约23%～27%)、 CO (约5%～8%)、 N 2(约3%～6%)、CO 2(小于2%)。

目前焦炉生产的焦炭中有20%～40%通常用作焦炉的燃料。

余下的焦炉煤气一般用于钢铁厂的替代工艺，但目前大多数剩余煤气用火把烧掉，有时甚至直接排放到空气中。

这些变化是由于炼钢过程的高度动态性造成的。

1 焦化与燃烧耦合燃烧室内传输现象的三维模型1.1 物理模型所述的燃烧室包括系列烟道和焦化室，在焦炉的上部平行交替设置。

空气和高炉煤气或焦炉煤气被供应到燃烧室的烟道中并燃烧掉。

高温烟气沿烟道上升，经转向口下降。

在燃烧室的底部，一些烟气通过循环口与新鲜气体混合再循环，另一些则直接从燃烧室中流出。

高温烟气(1 400～1 600 ℃)通过辐射和对流将热量传递到燃烧室和焦化室之间的内壁。

然后通过墙壁传热到焦化室，在那里，从空气中分离出来的煤被逐渐加热，直到与碳焦分层。

本文中的三维模型由燃烧室中的一对烟道和两个1/2焦化室组成，如图1所示。

与传统的焦炉不同，大容量焦炉经常沿炉膛高度分级燃烧，以保证焦床温度的均匀性。

高炉煤气和空气分级燃烧的通道在烟道之间的壁面上平行设置，如图1 (b)的燃烧室所示。

0 引言钢铁工业是世界上最耗能的制造业。

因此，它们相关的二氧化碳排放量约占人为二氧化碳排放总量的5%～7%。

考虑到钢铁产量预计在未来几十年内将会增加，能源消耗和二氧化碳排放量的显著增加预计也将跟随。

自20世纪60年代以来，钢铁工业一直致力于可持续发展，在一些国家(如法国) ，每生产1 t 钢，这些工业已经分别减少了60%和50%的二氧化碳排放量和能源消耗量。

然而，钢铁工业的制造工艺已经达到了高效率的水平，并且在碳使用量方面非常接近其物理极限[1]。

能源和温室气体(GHG)排放问题使人们有必要寻找替代方法，以提高钢铁厂的能源效率，减少(如果可能的话)二氧化碳的排放。

提高焦炉α值合格率在焦化生产过程中，焦炉α值合格率是一个非常重要的指标，也是影响焦炭质量的关键因素之一。

高α值意味着焦炭中的灰分和硫分含量较高，这会直接影响到钢铁生产的质量和成本。

提高焦炉α值合格率，不仅是保证钢铁生产质量的关键，也是降低生产成本，提升企业竞争力的重要举措。

为了提高焦炉α值合格率，需要从以下几个方面入手：1. 落实科学管理在焦化生产现场，首先要增强科学管理意识，将科学管理贯穿于整个生产过程。

建立健全的生产管理体系，加强对焦炉生产过程中各项指标的监控和管理。

通过制定科学完善的生产计划，合理安排生产工艺和工艺参数，提高生产效率和产品质量。

2. 优化生产工艺焦炉生产过程中，各种工艺参数的合理设置对焦炉α值合格率有着直接的影响。

通过对生产工艺进行优化，提高焦炉内煤焦化的温度和速度，合理控制焦炭的质量和成分，可以有效降低焦炭中的灰分和硫分含量，从而提高α值合格率。

3. 加强设备维护焦炉生产设备的正常运行对于焦炉α值合格率也有着重要的影响。

加强设备的维护保养工作，及时发现并排除设备故障，确保设备处于良好的工作状态，可以有效提高焦炉的生产效率和产品质量。

4. 优化原料配比合理的原料配比是保证焦炉α值合格率的重要因素之一。

通过优化原料配比，选择质量好、成分合理的原料，合理控制各种原料的投入比例，可以有效降低焦炭中的灰分和硫分含量，提高α值合格率。

5. 加强技术培训生产人员的素质和技术水平直接关系到焦炉α值合格率的提高。

加强生产人员的技术培训，提高其对焦炉生产过程及设备操作的掌握程度，增强其责任心和使命感，可以有效提高焦炉α值合格率。

在提高焦炉α值合格率的过程中，需要注重技术创新，不断探索和引入新的生产技术和管理方法。

建立科学的评价指标体系，加强质量监控和数据统计分析，及时发现问题，及时采取措施，确保焦炉α值合格率稳定在较高水平。

还要加强与相关部门的沟通协作，形成合力，共同努力，推动焦炉α值合格率的提高。

浅谈如何提高配煤炼焦技术近年来，我国国民经济的持续、高速发展，极大地刺激了对钢铁的需求，也拉动了炼焦生产的高速发展。

焦炭产能的快速扩张，导致了炼焦煤供应紧张，此外，由于当前高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求也越来越高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，这一矛盾在我国尤为突出。

如何合理利用煤资源，满足焦化生产需求是我们长期面临的任务。

一、配煤炼焦技术目前世界各国的焦化行业为稳定提高焦炭质量，合理利用炼焦煤资源降低生产成本，主要采取以下几种配煤炼焦技术：1、捣固炼焦技术，根据中国炼焦行业协会焦炭资源专业委员会的调研，捣固焦炉可以大量配用价格低的气煤、三分之一焦煤、瘦煤，明显降低了炼焦配煤成本，合理利用了煤炭资源，为企业带来了明显的经济效益并产生了良好的社会效益。

2、配型煤炼焦技术：将炼焦装炉煤的一部分从备煤系统切出配加粘结剂后压制成型煤，再与其余散装煤料混合装炉炼焦，此技术由于煤料堆积密度的提高和粘结剂对煤料的改制作用，开显著改善焦炭质量。

3、煤调湿工艺：煤调湿工艺是上世纪80年代开发的技术，旨在降低装炉煤的水分，减少由于洗煤厂脱水工艺及气候影响造成的装炉煤水分波动。

经煤调湿后，配煤水分控制在6%左右。

用此工艺技术有助于提高焦炭质量（包括冷态强度和热态强度）、增加焦炉生产能力、降低炼焦耗能、稳定焦炉操作、减少炼焦污水、延长焦炉寿命。

其缺点是运煤过程易扬尘、炭化室易结石墨、焦油渣量增大。

二、配煤煉焦技术的应用（一）粘结剂添加的技术控制根据相关实验和实际生产经验表明，粘结添加剂的添加，确实可以很好的弥补炼焦煤的粘结性，因此可以通过添加粘结剂和低廉的弱粘煤来代替部分高粘结性煤，同样可以达到很好的效果，炼出优质的焦煤。

实验证明配煤炼焦过程中粘结剂的添加可以提高炼焦过程中的配煤流动度，改善焦炭的结晶组织，提高配煤的粘结性。

实际应用时，可以采用改质沥青作为炼焦添加剂，并适当增加配煤中瘦煤和弱粘煤的比例，这样炼出的焦炭，不但质量不低于高粘结性煤所炼的焦炭，相比之下其冷强度与热性质也有一定的改善。

大型焦炉生产技术管理实践论文大型焦炉生产技术管理实践论文焦炉大型化是炼焦技术开展的总趋势，大型焦炉在稳定焦炭质量、节能环保等方面具有不可取代的优势。

十多年来，我国在大型焦炉运用和改造过程中，解决了诸多技术管理难题，积累了丰富的实践经验。

大型焦炉的定义是随着炼焦技术的进步、焦炉炭化室容积的增加而变化的，上世纪70年代攀钢建成投产的炭化室高5．5m顶装焦炉，是中国大焦炉的雏形;1985年宝钢引进炭化室高6m的焦炉，促进了焦炉大型化开展的进度。

我国自行设计建立的炭化室高6mJN60型焦炉在北焦投产后，6m焦炉逐步成为我国焦炉的主力炉型。

xx年6月山东兖矿国际焦化公司引进德国7．63m顶装焦炉投产，拉开了中国焦炉大型化开展的序幕。

此后中冶焦耐公司开发推出的7m顶装、唐山佳华的6．25m捣固焦炉，以及目前已研发出炭化室高8m特大型焦炉，实现沿燃烧室高度方向的贫氧低温均匀供热，到达均匀加热和降低NOx生成的目的，标志着我国大型焦炉炼焦技术的成熟。

xx年重新修订的《焦化行业准入条件》规定，顶装焦炉准入的最低门槛是炭化室高6m，捣固焦炉炭化室高5．5m。

业内人士普遍认为，把炭化室高6m以上的7m及7．63m顶装焦炉以及5．5m以上的捣固焦炉界定为大型焦炉。

截至xx年底，我国正常运行的7m顶装焦炉有66座，7．63m顶装焦炉有17座，6．0m及以上捣固焦炉有22座，其焦炭的总产能占xx年全国焦炭总产量的15．8%。

以炭化室高7．63m焦炉为例，从目前生产技术管理、四大机车运行状况来看，均不同程度的存在需要改良完善的技术难点:炉顶空间温度过高、局部热工及操作指标偏低、PROven系统不稳定、四大机车控制系统故障多、化产品收率低等。

2．1炉顶空间温度偏高武钢、马钢、太钢的7．63m焦炉燃烧室加热水平均为1210mm，可调节跨越孔导致炭化室炉顶空间温度偏高。

焦炉技术操作规程规定，炉顶空间温度为(800±30)℃，而7．63m焦炉普遍高达900℃。

炼焦配煤技术与方法（优化配煤，确保焦炭质量）一、配煤原理1、胶质层重叠原理：要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀。

其中典型的方法是“J法”配煤技术。

“J法”配煤技术是一种快速、准确、简单、经济、随机确定各种最佳（实用）配煤方案的新技术，以“煤的粘结能力测定法”为基础，以煤与焦相互统一变化规律为依据，准确预测焦炭强度，按Jb-Vdaf“米”字形配煤图及其原则进行操作，评估煤质，确定“主导煤”，辨明“添加剂煤”和“填充剂煤”，用简易“优选法”确定配煤比，定出配煤方案。

2、互换性配煤原理：焦炭质量取决于炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件。

单种煤的变质程度决定其活性组分的质量，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤的变质程度的最佳指标。

目前应用煤岩学指导配煤，很多焦化厂都有自己的配煤方案，但一般都是镜质组平均随机反射率、反射率直方图及镜惰比三个参数作为煤岩学配煤参数。

根据互换性配煤原理，当配煤有较强粘结性时，加入一定量焦粉或无烟煤有利于焦炭质量提高，回配3%～5%的焦粉代替瘦煤炼焦，技术上是可行的，但在同样煤质情况下不添加粘结剂，要保证焦炭质量，焦粉的细度至关重要。

3、共炭化原理：煤中加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。

共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论依据，也为加入有机渣油?塑料类?橡胶类?沥青等与煤共炭化提供了可能性，并且为解决当前世界的环境污染问题做出了很大的贡献。

在400℃下将废塑料与煤焦油沥青共热解，收集热解油和气体产物，反应所得的残余物与弱粘结煤共焦化能提高其结焦性。

二、配煤的意义和原则随着高炉的大型化对冶金焦质量要求的提高及我国煤炭资源分布的不均衡，用单种炼焦煤来生产焦炭已不可能，必须采用多种煤配合炼焦。

配煤就是将两种或两种以上的煤，均匀的、按适当的比例配合，使各种煤之间取长补短，生产出优质的冶金焦，并能合理的利用煤炭资源，增加炼焦化学产品。