王文杰

摘 要：焦炭是冶金行业重要的生产原料，在高炉炼铁生产中起到了发热剂、增炭剂、还原剂和材料骨架的作用，对于高炉生产的经济技术指标以及钢铁产品的质量都具有重要的影响。随着市场对钢铁产品品质要求的不断提高和高炉大型化的发展，钢铁企业兑焦炭质量的要求也越来越高，如何采取技术措施，不断提高焦炭质量，满足高炉炼铁用焦需求便成为了钢铁企业生产技术部门需要重点研究的问题。本文主要对提高焦炭质量的相关技术措施进行了探讨和分析。

关键词：焦炭质量；高炉炼铁；技术措施；研究分析

焦炭生产的过程实质就是煤高温蒸馏焦化的过程，煤在隔绝空气的高温环境下，会发生一系列的物理、化学反应，在一定的时间内经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等几个阶段，最终成为高炉炼铁生产所需要的焦炭。评价焦炭质量的技术指标有很多，包括裂纹度、气孔率、抗碎强度以及硫分、磷分、挥发分等等，炼铁生产中使用的冶金焦炭对于这些质量指标都有严格的要求。为保证高炉铁水的质量，达到节焦增炭、降本增效的生产目的，我们必须要采取技术手段，对焦炭的生产过程加以严格的控制，才能使焦炭达到相应的技术指标，从而满足高炉炼铁生产对冶金用焦的质量要求。

1 焦炭质量的影响因素分析

1.1 配煤结构

不同的煤种的成分和理化性质是有一定区别的，其焦化反应特性也是不同的，因此，不同的煤种配比对于焦炭的质量是有决定性影响的。配煤理论认为炼焦配煤中惰性组分与活性组分应有一定的比例，煤配比中的惰性组分有利于使煤形成致密的焦炭，不易塌碎；合理的煤配比可以使煤相应的理化性质，如结焦性、粘结性、灰分、硫分等达到炼焦煤要求。

1.2 煤粉碎细度

煤的粉碎可以减小煤块，促进煤的充分反应，利于结焦，但粉碎应有一定的原则，不是越细越好，对于煤中的活性组分和惰性组分应区别对待。一般对于煤料中的活性组分不应粉碎过细，惰性组分则应粉碎到合适程度，以减少消除焦炭裂纹。

1.3 入炉煤水分

入炉煤水分过多的话最直接的影响就是增加炼焦过程的耗热量，使升温速度变慢，焦炭不易成熟，结焦时间延长；此外，入炉煤水分对焦炭的体积大小、成焦形貌以及焦炭的热性能等都有影响，入炉煤水分过多还会造成焦质疏松，焦饼中心泡焦过多。

1.4 结焦时间和温度

煤焦化的过程主要受时间和温度的影响，而这两方面因素也是炼焦生产中需要严格控制的，只有在一定的标准温度范围内，经过相应的时间，才能使煤变为成熟的焦炭。如果结焦时间或温度不够的话，容易造成焦炭的不成熟；而时间过长、温度过高或是波动较大的话，则容易造成焦炭过碎或是出现夹生焦。

1.5 熄焦方式

在目前的炼焦生产工艺中，主要有湿法熄焦和干法熄焦兩种熄焦方式，从对于焦炭的质量影响相比而言，干法熄焦要优于湿法熄焦。首先，红焦在干熄炉内停留相当于增加了闷炉时间，使焦炭的热性质和耐磨强度都得到改善，同时还提高了抗碎强度，减少了焦炭裂纹的产生；干熄的方式还避免了红焦与水的接触，没有水煤气反应的发生，保持了焦炭气孔结构的完好。

2 提高焦炭质量的技术措施

2.1 优化配煤，改善入炉煤配比

冶金焦炭的质量评价标准如灰分、硫分等都与焦炭质量有直接的关系，在煤的配比中，应在保证质量的前提下，适当考虑经济性，尽量减少高灰分煤及高价煤的配比，将惰性组分控制在20%～30%。可利用实验小焦炉，对煤种配比及其成焦质量进行分析，不断总结经验，达到煤种的优化配比，可在一定范围内调节入炉煤的流动性、热稳定性等，从而控制焦炭质量。

2.2 增加入炉煤的堆比重

增加入炉煤的堆比重可以减小煤的间隙，提高煤的密实度，成焦后使焦炭粘结性和机械强度提高，变得不易破碎，从而改善焦炭质量。增加入炉煤堆比重的办法有很多，主要有煤干燥、捣固、压实等。

2.3 煤料的合理粉碎和均匀混合

在煤破碎环节应对煤料进行合理粉碎，保持各煤种适宜的粒度大小。例如瘦煤、气煤应细粉碎，焦煤、肥煤应粉碎，使细度小于3mm的煤料占到总量的85%左右；同时还应在储存、运输、配煤等环节对煤焦均匀混合，使生产的焦炭质量均匀。

2.4 应用添加剂

为改善煤的结焦性和粘结性等性能，可以采取在煤中适当掺入添加剂的办法，常用的添加剂主要有瘦化剂和粘结剂两类。例如，当煤的收缩性很大时，可以适当添入焦粉；当煤料粘结性不足时，可适当加入沥青或油等粘结剂，以改善其粘结性能，提高焦炭质量。

2.5 加强对焦炉温度和结焦时间的控制

必须严格控制焦炉温度，保持其在标准温度范围内，避免温度过高或过低，并保持焦炉横排温度的均匀性，为焦炭成熟提供适宜的温度环境；严格控制并保证足够的结焦时间，根据焦炉温度和结焦时间合理安排推焦计划。

2.6 加强焦炉操作管理

装煤时应保证焦炉装满、装匀，并用平媒杆或捣固机等压实、压平；推焦时严格控制推焦时间和推焦系数，确保准时出焦，避免提前推焦和延迟推焦，如出现生产问题无法推焦时，则应立即采取措施控制加热，避免温度过高、时间过长而造成焦炭过火。

2.7 优化熄焦工艺

在湿法熄焦中，应对喷淋量和控制方式进行适当调整，力求在减少焦炭水分的同时保证熄焦彻底；加强对熄焦工艺的改进，干熄焦工艺是国家计委推广的节能专项，在促進能源高效利用的同时，还可以提高焦炭质量，有条件的企业应采取干熄工艺逐步替代过去的湿法熄焦。

3 结语

焦炭质量的影响因素有很多，我们在生产中必须对这些方面加以严格的控制，同时注重对炼焦技术的研究和改进，才能不断提高焦炭质量，为炼铁生产提供优质的冶金焦炭。

参考文献

[1]邢建通，李洪钧，宋英臣，等.焦化配煤和工艺控制的研究与生产实践[J].河南冶金，2008，16（6）：22-23.

[2]潘立慧.干熄焦技术[M].北京：冶金工业出版社，2005.

（作者单位：河北钢铁集团邯钢分公司技术中心）