提高焦炭1500 ℃高温强度生产实践

韩风国

(河钢宣钢焦化厂，河北 宣化 075100)

现行焦炭热强度指标，只能评估焦炭在1100 ℃以下温度区域性能变化，而表征焦炭在1100 ℃以上高温区域强度性能的技术指标目前还没有。为此宣钢和北京科技大学对焦炭质量评价指标特别是高温强度指标进行研究，共同提出 “焦炭1500 ℃高温强度” 概念和检测方法[1]。认为，高炉下部高温区温度基本在1500 ℃以上，焦炭强度、粒级在此部位受温度等影响出现剧烈变化，焦炭具有较好的高温强度对于炉内焦炭骨架作用、炉缸透气透液性、死焦堆的置换更新都有重要作用。经检测，宣钢焦炭高温热强度只有36.2%，水平较低，因此进行了在保证焦炭目前指标稳定的基础上，提高焦炭1500 ℃高温强度的生产实践。

1 优化炼焦煤资源，提高焦炭1500 ℃高温强度

1.1 优化现有资源，提高焦炭高温强度

从源头对现用主焦煤13个矿点全部进行40 kg小焦炉单种煤炼焦，按照检测方法[1]对焦炭全部进行1500 ℃高温强度检测，根据检测结果对炼焦煤资源进行优化，逐步淘汰高温强度较差的西海峰、高硫平遥、鑫飞、浩博；将高温强度一般的离石、屯兰、兴无逐步减量，离石由每月6列降至4列；屯兰由每月3列降至1列；兴无由每月2列降至1列，资源充足时不采购。

1.2 开发应用新资源，提高焦炭高温强度

为提高焦炭高温强度，到山西进行资源考察，通过成分分析、结焦性试验、高温强度试验，性价比评价，优化配煤试验，确定了3个可用新资源，即解决了资源瓶颈问题，又为提高焦炭高温强度提供了原料保障。

资源优化后，在配煤结构不变情况下，焦炭1500 ℃高温强度由36.2%提高至41.6%新资源，提高焦炭高温强度。

2 优化配煤结构，提高焦炭高温强度

在资源优化基础上，根据各品种、各矿点炼焦煤质量，不同焦炉周转时间，制定了焦炭高温强度提升配煤方案。利用试验焦炉，确定了焦炭各强度进一步提升配煤结构。停配气煤4%，1/3焦煤由12%增配至14%，瘦煤、焦煤各增加1%。方案实施后焦炭M40干焦：87.9%、湿焦：85.7%；M10干熄、6.0湿焦6.2%；CSR干焦：67.8%、湿焦：67.0%；高温强度由41.6%提升至45.8%。

表1 单种煤高温(1500 ℃)强度检测数据

表3 配煤结构优化方案

3 降低焦炭灰分，提高焦炭高温强度

焦炭中灰分，本身会弱化焦炭孔壁强度尤其在到达1500 ℃以后，焦炭本身所含碳会与焦炭灰分中SiO2等发生还原反应，还原出[SiO]气体在高温下散逸，会进一步降低焦炭孔壁强度，使焦炭更易在物理摩擦和碰撞中碎化；随着焦炭灰分增加，1500 ℃高温条件下焦炭灰分和碳的反应量越大，焦炭的劣化加剧。焦炭灰分与高温强度有较强的相关性[1]。

3.1 修订炼焦煤合同标准，降低焦炭灰分

为降低炼焦煤灰分，对所用炼焦煤矿点进行梳理，对产地质量情况摸底，对灰分有降低空间的3个煤种6个矿点的资源重新修订灰分合同标准，达到降低焦炭灰分目的。

3.2 开发应用低灰进口煤新资源，降低焦炭灰分

为进一步降低焦炭灰分，对低灰澳洲进口煤进行性能研究。该资源灰分小于8.50%，硫份小于0.50%，配用后可以起到降低焦炭灰分、硫分作用。单种煤结焦性M40：78.0%较差，但1500 ℃高达56.08%。因此，进行配加进口煤，降低焦炭灰分，提高高温强度生产实践。通过多次优化各矿点配入比例，确定进口煤极限配比，澳洲进口煤配入比例控制在6%之内，焦炭冷、热强度全部满足要求。

通过修订采购合同，开发应用低灰进口焦煤新资源，焦炭灰分由12.92%降至12.40%，焦炭1500 ℃高温强度由36.2%提高至48.8%。

表4 灰分修订前后对比

表5 进口煤性能试验及配煤试验结果

表6 进口煤配煤试验情况

表7 实施前后焦炭质量对比

4 实施效果

实施后，冶金焦质量全部达到攻关目标要求，且较实施前均有不同程度的改善，尤其是灰分改善明显，较实施前改善0.52个百分点。高温强度完成48.8%，较实施前提高12.6个百分点。

5 结语

从源头优化现有资源，开发应用新资源，提高主焦煤单种煤1500 ℃高温强度，能提高焦炭高温强度；开发应用低灰资源，通过合同管理降低炼焦煤灰分，提高焦炭高温强度显著。