焦会强

摘要：高炉大型化的不断发展与富氧喷煤科技的日益升级，要求全面改善焦炭的质量。为实现高炉的稳步、优良运转，所用焦炭的块度应满足要求，热态性能要突出。笔者将以焦炭质量为研究对象，探讨装炉煤堆密度对其产生的具体影响。

关键词：装炉煤堆密度；焦炭质量；影响

对焦炭而言，影响其结焦性的因素较多，除和煤干蒸馏环节形成的胶质体的实际质量存在关联外，黏结成焦环节的煤粒间距也会对焦炭的结焦性产生影响。因此，可利用装炉煤堆密度调整来强化结焦性能，进而提升焦炭的质量。

1装炉煤堆密度在焦炭质量中的具体影响

装炉煤堆密度也被称作煤的散密度，主要指代焦炉碳化室中单位体积装煤实际质量。若装炉煤堆密度有所提升，则各煤粒将紧密接触，热解环节形成的气相产物将面临较大的逸出阻力，增加胶质体自身的膨胀压力。若煤粒软化膨胀扩大的体积超出煤粒间空隙，则会拓展各个煤粒的实际接触面积，让煤粒变得更加紧密，增强焦炭的强度。另外，提升装炉煤堆密度可促进界面位置的煤粒反应，致使热解析小分子有效缩合，形成液相物质，具有不易挥发性，提升焦炭的黏结性。若从气孔结构角度来说，堆密度的提升改变了逸出阻力，致使热解气体无法轻易散出，降低煤炭气孔率，缩减表面积，削弱焦炭的反应性。由此可知，提升装炉煤堆密度能够改善焦炭质量。

2提升装炉煤堆密度，改善焦炭质量

2.1减少装炉煤的水分

利用载热介质换热，可有效蒸发煤料内部的水分，使其满足规定标准。现阶段，煤调湿以及煤预热最为常用。待煤料水分有所下降后，其表面张力所产生的作用也会降低，减小滑动影响，让煤料进一步接触，促进堆密度的提升，并顺着碳化室高度不断减小，控制炼焦工序中因上下堆密度存在差异而引发质量下降问题。通过有关实验发现，对于含水1%干煤与含水12%湿煤而言，前者的堆密度较大，而含水6%干煤以及含水12%湿煤在堆密度方面并不存在显著差异。这是因为水分偏高时，经由上层煤料自身重力的作用，使得堆密度与水分呈现正相关，水的表面张力仅仅是次要因素。某些探索活动还指出，对于不同煤种，当预热温度日渐提升时，相应的堆密度会表现出近似等同的变化，温度达到200℃时，水分大约为2%，在这一状态下，堆密度最大，若继续提升温度，则堆密度提高幅度将不会十分明显，有时还会有所下降。另外，预热温度不允许偏高，当上升至煤热解温度将可能产生许多气体，导致煤粒软化，制约堆密度的提升。

2.2对装炉煤进行物理压实

利用物理压实可提升装炉煤堆密度，主要包含捣固炼焦与配型煤这两种技术。其中捣固炼焦指代在正式入炉之前，借助捣固机对配合煤进行捣实操作，使其变成煤饼，再从机侧着手将其推向碳化室，开展炼焦工艺，经由捣固操作后，堆密度有所提高，因该技术具有一定局限性，主要将其应用在小型焦炉中；配型煤炼焦指代在部分煤料中添加粘结剂，通过压制，变成型煤，将其与散煤以适宜比例混合推入碳化室进行炼焦，该技术产生的型煤密度与散煤相比，其密度显著提升。

经由物理压实操作，装炉煤堆密度有所提升，在炼焦环节，胶质体自身的膨胀压力显著提升，可促进焦炭粘结性的提升，降低气孔率，减小比表面积，优化焦炭气孔的基本结构，改善冷态强度，增强热态强度。因捣固炼焦与配型煤炼焦可改善装炉煤堆密度，在炼焦煤固定的条件下，可加大弱黏性煤的实际配入量、提高非炼焦煤配入，拓展煤源选择领域，节省优质资源。在我国，因气煤灰分含量主要为5%左右，优质炼焦煤内部的灰分含量偏高，由此可知，多配气煤能够缩减焦炭灰分，优化焦炭质量。

2.3改变煤料粉碎粒度

改变煤料粉碎粒度是一种装炉煤堆密度调控手段，主要选择顶装煤料内部的焦炉煤料，将其细度大约调控在80%；实施捣固炼焦，能够增加煤料细度，使其提升至90%左右，促进煤粒接触，改善结焦性能。由于煤料细度以及粒度分布将会影响焦炭质量，若煤料粒度偏大，则煤粒间空隙随之变大，致使堆密度变小、降低配合煤自身的均匀性、缩减胶质体，干扰焦炭质量；若煤料粒度偏小，将会提高装炉难度，致使热解过程形成的液相产物无法完全浸润颗粒表层，煤料自身的热解气体非常易分解析出，缩短结合时间，阻碍液相产物生成，降低焦炭质量。

进入新世纪后，人们开始大力研究大型焦炉，具有微粉成型、高效加热等基本特性，可优化煤料预处理，进而获得适宜的膨胀压力，提高弱粘煤以及不黏煤的实际配入，拓展用煤范围。这一技术已应用到了工业生产活动中，利用煤高效预热，借助粉煤压块来调整堆密度，当弱粘煤配比超出一半，焦炭质量依然有提高，其焦炭强度明显优于传统焦炉。

3结语

装炉煤堆密度与焦炭质量密切相关，提升装炉煤堆密度能够显著改善焦炭质量，这将成为当下乃至未来的主要研究领域。炼焦行业具有耗能高、排放量大的特点，为实现环境保护与资源的永久利用，我们应不断降低能源消耗，控制环境破坏，增加用煤的选择。