顶装焦炉改捣固焦炉分析1

顶装焦炉改捣固焦炉分析

1 捣固炼焦机理及发展状况

将配合煤在捣固箱内捣实成体积略小于炭化室的煤饼后。由托板从焦炉的机侧推入炭化室内高温干馏。称为捣固炼焦。其工艺流程见图l 。

图1

捣固炼焦工艺流程示意图

捣固炼焦技术特点是将装炉煤在炉外通过机械力提高其堆密度。煤料捣成煤饼后。一般堆密度可由顶装工艺散装煤的0．75t ／m3提高到1．00t ／m3—1．15t ／m3，因煤料颗粒间距缩小，接触致密，堆密度大，有利于多配入高挥发分煤和弱黏结性煤，并改善和提高焦炭质量。

2 顶装焦炉改捣固炼焦的分析

2．1 顶装炼焦工艺与捣固炼焦工艺对比

常规顶装炼焦工艺与捣固炼焦工艺各有特点[1]。具体见下页表1。

表l 顶装与捣固炼焦工艺对比

2．2 改造内容

以炭化室平均宽450mm、高4．3m的焦炉为例。一般需改造以下项

目【2】。

2．2．1 配合煤粉碎系统改造

捣固炼焦配合煤细度要求控制在90％一93％(至少要>85％)，其

中粒度<0．5mm的应在40％一50％；而顶装煤炼焦配合煤细度要求75％一80％。

因此。顶装焦炉改捣固炼焦配合煤的粉碎系统需要进行相应改造，确保煤料细度满足捣固炼焦要求。

2．2．2煤塔改造

在旧煤塔旁向机侧延伸增设侧装煤塔，上部一体，下部设2×9个

水平漏嘴(2座焦炉共用l煤塔)。同时配套安装摇动给料器和捣固设备；也可不建侧装煤塔，利用原顶装煤塔进行捣固炼焦：以机侧原煤塔

的基础框架为捣固站内侧支撑架。以推焦车、侧装煤车可自由走行为

基准。与推焦道平行建造混凝土基础框架为捣固站外侧支撑架，两支架间通过桥架梁相连，上面铺轨道，形成一横跨推焦道的桥架作为捣固机、接料抛料小车的工作台。横跨推焦道设双层桥架梁，底层与炉顶在同一平面，以便接料抛料小车走行(2座焦炉共用1煤塔时，一般平行布置2台接料抛料小车)，接料抛料小车的抛料溜槽与侧装煤车的固定壁相切，确保抛料时不撒煤。同时，平行布置2台捣固机，捣固锤中心线与侧装煤车煤箱中心线重合，确保捣固机连续、稳定捣固。2．2．3 焦炉机侧平台整体下移

顶装焦炉机侧平台比捣同焦炉机侧平台走行高出700mm～800mm，为配合新增侧装煤车的正常运行，机侧操作平台(包括平台下水、暖、电、气等管线，部分管线可改到焦侧)需整体调整．采用螺栓导引法或重新制作钢结构，在正常生产情况下将平台整体下移。

2．2．4 推焦车摩电道改造

原推焦车摩电道在机侧平台下移后，需要相应下移或改到推焦车外侧。

2．2．5 配套改造或增设的设备

保留现有推焦车(每座焦炉l台)、熄焦车、电机车，新增捣同装煤车、摇动给料机、捣固机。按环保要求新建装煤、出焦地面除尘站，新上导尘车。并对现有的拦焦车、电机车、熄焦车进行改造(已有配套的除尘设备时只需改造装煤除尘)。

2．3捣固炼焦投资和效益估算

仍以炭化室平均宽450mm、高4．3m的焦炉为例，其投资估算和效

益分析估算如下。

2．3．1 顶装改捣同炼焦投资的粗略估算

顶装改为捣固工艺过程中。涉及到的主体改造项目及费用见表2。

表2 每组(2座)焦炉投资估算

2．3．2 捣固炼焦效益估算

采用捣固焦炉。捣固焦的配煤成本比顶装焦炉降低20元／t～30元／t煤，焦粉少2％，由于增加高挥发分炼焦煤(如气煤)，焦炉煤气发生量提高约lOm3／t干煤。改造后每组焦炉的直接年经济效益2 000万元左右，投资回收期为一年半。由于价格多变性，以上分析仅供参

考。

3 捣固炼焦改造存在的问题及改进措施

3．1 膨胀压力大

捣固炼焦时，由于煤料堆密度大，炼焦时炉体膨胀压力大。

在新设计捣固焦炉时，应选择适宜的炭化室中心距、炉顶厚度、炭化室墙厚度、立火道隔墙厚度等，增大炉体强度．提高炉墙极限侧负荷(SUGA值)，使其能承受煤饼的膨胀压力，延长炉体寿命。改造时，由于顶装焦炉机焦侧锥度比捣固焦炉大，装煤后焦侧空间较大．对缓解膨胀压力有一定作用。

3．2环保

捣固焦炉从机侧推入煤饼，会造成机侧炉头大量冒烟。目前国内对这一问题已有成熟的解决方案，如临汾同世达煤气化公司的大炉门密封侧导技术。可解决装煤环保问题。

对焦炉顶部的消烟问题，目前国内大部分厂家采用消烟除尘车或消烟除尘车与地面除尘站相结合的除尘设备。德国Dillingen焦化和印度塔塔钢铁公司焦化厂使用的烟气转换车，使焦炉顶部消烟问题得到解决。

3．3 煤饼高宽比大。对机械的要求更加严格

现有焦炉与新建捣固焦炉相比．机焦侧锥度较大．且改造时有些焦炉已经使用多年，炉体存在变形情况．煤饼宽度要依据机侧最小的炉门宽度进行设计。预计煤饼宽度为380mm，而煤饼高度达4m，高宽比为10．53。对捣固机械性能和工人操作水平要求较高。

德国Dillingen焦化厂捣固焦炉高宽比为13．33，运行22年后，煤饼倒塌率为1％。当煤饼前面掉角或局部倒塌，使用手动切煤饼机将多余的煤饼切掉。由工人迅速铲至炉门下的刮板机和操作台外侧的皮带机上，总共需3min，较好地解决了捣固机械的性能问题和煤饼倒塌对炼焦生产的影响问题。

3．4 对炭化室底部砖的磨损

由于新建捣固焦炉的炭化室底部砖比顶装焦炉厚50mm，捣固煤饼靠托煤板送入炭化室，有人认为，对炭化室底层炉墙磨损比顶装焦炉高[3]。但根据我国已实施捣固炼焦改造的焦炉的生产经验看。这一问题对生产没有产生显著的影响。

4 结论

在当前炼焦煤资源趋于紧张和高炉大型化的情况下，捣固炼焦是扩大炼焦煤资源、降低炼焦成本、改善焦炭质量的有效途径。捣固炼焦技术的发展，解决了煤饼倒塌、装煤环保等影响其发展的因素。在现有顶装焦炉上进行捣固炼焦的改造，特别是在高宽比较小的焦炉如JN43—80型焦炉上进行改造，具有可行性，经济效益显著，是炼焦工业的发展方向之一。