长结焦时间下焦炉工艺管理及焦炭质量的探讨

刘学慧

(宜昌焦化煤气公司，湖北 宜昌 443001)

2012 年以来，受国际金融危机的影响，国内钢铁企业盈利能力急剧下降，纷纷减产。作为钢铁厂的上游企业——焦化厂更是呈现大幅度的亏损，国内焦化厂均采取大幅减产措施以减少焦炭产量。我厂焦炉为JN43 -80 型42 孔焦炉，于1991 年10 月投产，设计结焦时间18 h。近年来由于市场等诸多因素的影响，我厂焦炉长期处于超低负荷生产状态，最长周转时间达到56 h(每班6 炉)，仅为设计能力的1/3。

1 长结焦时间焦炉工艺管理的特点

客观上讲，长结焦时间下焦炉操作管理是行业的难题，长时间低负荷生产在全国比较少见。经过长时间的生产实践得知，长结焦时间下焦炉生产主要有以下特点:①检修时间远远大于操作时间，导致集气管压力波动大，炭化室压力不稳定;②直行温度起伏较大，初装煤号与出炉号温度相差150 ℃以上，直行系数低，调节困难;③横墙曲线呈馒头型，炉头温度提升困难;④沿炭化室高向温差加大，下部焦炭过火，上部焦炭成熟困难;⑤由于上下温差大，初装煤与结焦末期温差大的叠加，初装煤号相邻燃烧室窜漏严重，横墙温度调节难度加大;⑥主管压力长期在低位运行(600 Pa 左右)，安全性降低;⑦炉长涨幅加快，炭化室炉头上部剥蚀加剧。

2 长结焦时间焦炉生产对焦炭质量的影响

由于结焦时间的延长，产能下降，标准温度势必降低，回炉煤气流量减少，主管压力也随之下降，这就会造成横管压力不足，煤气喷射力不够，高向加热、边火道供热差。同时为了确保主管不低于490 Pa 安全底线，就必须更换较小的流量孔板以提高主管压力，这样就加剧了边火道供热和高向加热差的情况。因此，炭化室中上部及炉头部的煤料在炭化室内接受传热的速度变缓，煤料装入后炉温急剧下降，后续传热能力不足，煤料长时间处于干燥期和分解期，胶质体形成不充分，后期的固化和半焦收缩不良，纵横裂纹少，部分形成大块的蜂窝焦，耐磨度差，粉焦多。由于结焦时间长，火焰短小，炭化室中下部的焦炭又会过火，焦炭块度小且易碎。

3 解决的办法和措施

①在煤气消耗增加量不大的前提下，适当提高标准温度。我们先后将焦侧的标准温度由1 175 ℃分4 次提到1 210 ℃，流量维持在64 000～68 000 m3/d。②分段加热提前8 h 关闭出炉号的加减考克，既可以增大主管压力，保证焦炉的安全运行，亦可以减少回炉煤气的消耗。③增大流量孔板提高横管压力，将地下室的流量孔板由原来的27 mm 换成30 mm，以提高横管压力，改善边火道供热不足和增大煤气喷射力，以改善高向加热。④加强横墙温度的管理，着力提高横墙系数，横墙温度的均匀与稳定是其他工作的前提条件。为了实现横墙温度的均匀，我们加大测调频率，采取循环测量，每月至少循环4 次，横墙系数均在0.95 以上(边炉、病号炉除外)。⑤加强炉体的密封。长结焦时间，焦炭成熟后在炭化室内还要停留相当一段时间，空气进入炭化室使成熟后的焦炭在炭化室燃烧，其危害非常大:一是扰乱正常的加热，二是降低焦炭的产量，三是影响焦炭的质量，四是对护炉铁件及炉体的严密性产生不可逆转的损坏，因此加强炉体密封显得尤为重要。⑥集气管压力在出炉期与非出炉期实行区别管理。

4 结论

通过分析长结焦时间焦炉工艺的特点及对焦炭质量的影响，我们经过反复试验，基本探索出了一套适合长结焦时间焦炉工艺管理的办法和加热制度。经过一段时间的试运行，焦炉生产稳定，焦炭质量稳步提升，取得了预期的效果。