炼焦及其工艺流程.docx

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炼焦及其工艺流程

炼焦工艺流程介绍之公保含烟创作

----冶金自动化系列专题

[导读]:

高炉生产前的准备除了准备铁矿石（烧结矿和球团矿）外，还需要准备好必需的燃料--焦炭.焦炭是高炉冶炼的主要燃料，焦炭在风口前燃烧放出少量热量并发作煤气，煤气在上升进程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反响得以停止.本专题将详细介绍焦炭生产的工艺流程，主要工艺设备的任务原理以及控制要求等信息.由于时间的匆促和编纂水平有限，专题中难免呈现遗漏或毛病的中央，欢送年夜家弥补指正.　【宣布建议】

　　焦炭在高炉冶炼中的作用:

　　　1.发热剂.焦炭在风口前燃烧放出少量热量并发作煤气，煤气在上升进程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反响得以停止.

　　　2.复原剂.焦炭燃烧发作的C0及焦炭中的固定碳是铁矿石的复原剂.

　　　3.料柱骨架.焦炭在料柱中占1/3～1/2的体积，尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在，它对料柱起骨架作用，高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持.

　　　4.渗碳剂.

　　　5.炉料下降提供自由空间.

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　　炼焦生产工艺流程:

　　现代焦炭生产进程分为洗煤、配煤、炼焦和产物处置等工序.工艺流程图如下：

　　1.洗煤

　　　　◆原煤在炼焦之前，先停止洗选.

　　　　◆目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质.

　　2.配煤

　　　　◆将各种结焦性能分歧的煤按一定比例配合炼焦.

　　　　◆目的是在担保焦炭质量的前提下，扩展炼焦用煤的使用范围，合理地应用国度资源，并尽能够地多失掉一些化工产物.

　　3.炼焦

　　　　◆将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭.

　　　　◆炭化室内成焦进程如图所示.

结焦进程示意图

　　4.炼焦的产物处置

　　　　◆将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后停止破碎、筛分、分级、取得分歧粒度的焦炭产物，辨别送往高炉及烧结等用户.

　　　　◆熄焦办法有干法和湿法两种.

　　　　　　湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s.

　　　　　　干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h.

　　　　◆在炼焦进程中还会发作炼焦煤气及多种化学产物.焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料.

炼焦及其工艺流程

炼焦

coking

装炉煤经过高温干馏转化为焦炭、焦炉煤气和化学产物的工艺进程.即煤炭焦化.

指主要从硬煤和褐煤中生产焦炭、煤气、干馏炭及煤焦油或沥青等副产物的炼焦炉的把持活动.

依据最终温度，有高温炼焦（900～1100℃）、中温炼焦（660～750℃）和高温炼焦（500～580℃）.通常指高温炼焦.

现代炼焦生产在焦化厂炼焦车间停止.炼焦车间一般由一座或几座焦炉及其辅佐设施组成，焦炉的装煤、推焦、熄焦和筛焦组成了焦炉把持的全进程，每个炉组都配备有装煤车、推焦车、拦焦机、熄焦车和电机车，一侧还应设有焦台和筛焦站.近来开发的炼焦新工艺还有：

配入局部型煤炼焦的配型煤工艺、用捣固法装煤的煤捣固工艺、煤预热工艺等. 

产物包括：

（1）焦炭.炼焦最重要的产物，年夜少数国度的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色金属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等.在钢铁结合企业中，焦粉还用作烧结的燃料.焦炭也可作为制备水煤气的原料制取分解用的原料气.

（2）煤焦油.焦化工业的重要产物，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，少数情况下是由煤焦油工业专门停止别离、提纯后加以应用

（3）煤气和化学产物.氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%,常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形试作为最终产物.粗苯回收率约占煤的1%左右.其中苯、甲苯、二甲苯都是有机分解工业的原料.硫及硫氰化合物的回收，不单为了经济效益，也是为了环境呵护的需要.经过污染的煤气属中热值煤气，发热量为17500kj/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300~400m3，其质量约占装炉煤的16%~20%，是钢铁结合企业中的重要气体燃料，其主要成分是氢和甲烷，可别离出供化学分解用的氢气和替代天然气的甲烷.

高炉用燃料

焦炭是高炉冶炼的主要燃料.

  一、焦炭在高炉冶炼中的作用

1.发热剂.焦炭在风口前燃烧放出少量热量并发作煤气，煤气在上升进程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反响得以停止.

2.复原剂.焦炭燃烧发作的C0及焦炭中的固定碳是铁矿石的复原剂.

3.料柱骨架.焦炭在料柱中占1/3～1/2的体积，尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在，它对料柱起骨架作用，高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持.

4.渗碳剂.

5.炉料下降提供自由空间.

  二、高炉冶炼对焦炭质量的要求

  1．焦炭的化学成分

焦炭的化学成分常以焦炭的工业剖析来暗示.工业剖析项目包括固定碳、灰分、硫分、挥发分和水分的含量.

  ◆固定碳含量尽量高，灰分尽量低.我国冶金焦炭灰分一般为11％～l4％.

  ◆硫含量低.

◆挥发分一般在0．7％～l．2％.

焦炭中的挥发分是指在炼焦进程中未分解挥发完的H2、CH4、N2等物质.

挥发分含量过高，说明焦炭的结焦水平差，生焦多，强度差；含量过低，则说明结焦程渡过高，易碎.

◆水分含量稳定.

焦炭中的水分是湿法熄焦时渗入的，通常为2％～6％.

  2．焦炭的物感性质

◆机械强度高.

 焦炭的机械强度是指焦炭的耐磨性和抗撞击能力.

机械强度欠好的焦炭，在转运进程中和高炉内下降进程中破裂发作少量的粉末，进入初渣，使炉渣的黏度增加，增加煤气阻力，造成炉况不顺.

目前我国一般用小转鼓测定焦炭强度.

小转鼓是用钢板焊成的无穿心轴的密封圆筒，鼓内径和宽均为1000mm，内壁每隔90°焊角钢一块，合计4块.试验时，取粒度年夜于60mm的焦炭30kg，放人转鼓内，转鼓以25r／min的速度旋转100转，即4min，倒出试样，用φ40mm和φl0mm的圆孔筛筛分，以年夜于40mm的焦炭占试样总量的百分比（以M40暗示）作为破碎强度指标，以小于l0mm的焦炭占试样总量的百分比（以M10暗示）作为耐磨强度指标.

M40愈年夜，Ml0愈小，标明焦炭的强度愈高.

一般要求M40≥72％，Ml0≤10％.

◆粒度平均、粉末少.

年夜型高炉焦炭粒度范围为20～60mm，中小高炉用焦炭，其粒度辨别以20～40mm和年夜于15mm为宜.

  3．焦炭的化学性质

  焦炭的化学性质包括焦炭的燃烧性和反响性两方面.

◆  燃烧性好.

燃烧性是指焦炭在一定温度下与氧反响生成C02的速度，即燃烧速度.其反响式为：

C+02=C02

◆  反响性好.

反响性是指焦炭在一定温度下和C02作用生成C0的速度.反响式为：

C+C02=2CO

为了提高炉顶煤气中的CO2含量，改善煤气应用水平，希望焦炭的反响性差些为好.

为了扩展燃烧带，使炉缸温度及煤气流散布更为合理，使炉料顺利下降，希望焦炭的燃烧性差些为好.

  三、炼焦生产工艺流程

  炼焦生产工艺流程如图2-2所示.

图2-2　炼焦生产工艺流程

炼焦工艺

炼焦炉

现代焦炭生产进程分为洗煤、配煤、炼焦和产物处置等工序.

  1.洗煤

◆原煤在炼焦之前，先停止洗选.

◆目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质.

  2.配煤

◆将各种结焦性能分歧的煤按一定比例配合炼焦.

◆目的是在担保焦炭质量的前提下，扩展炼焦用煤的使用范围，合理地应用国度资源，并尽能够地多失掉一些化工产物.

  3.炼焦

◆将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭.

◆炭化室内成焦进程如图2—3所示.

图2-3 结焦进程示意图

4.炼焦的产物处置

◆将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后停止破碎、筛分、分级、取得分歧粒度的焦炭产物，辨别送往高炉及烧结等用户.

◆熄焦办法有干法和湿法两种.

湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s.

干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h.

  ◆在炼焦进程中还会发作炼焦煤气及多种化学产物.焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料.