中冶焦耐新开发的7m大容积焦炉介绍
作者：佚名发布时间：1970-01-01
1 开发背景
随着中国高炉大型化的迅速发展和喷煤比例的提高，高炉炼铁对焦炭质量的要求也随之提高。同时，钢铁企业对焦炉大型化后的生产能力、焦炭质量、节能降耗、环境保护和自动控制等方面也提出了越来越高的要求。原有的6m焦炉技术已不能满足上述要求。为适应市场需求，中冶焦耐工程技术有限公司在2006年决定开发7m高的大容积焦炉。
2 7m焦炉的特点
（1）基于ACRE多年的焦炉设计经验和8m试验焦炉的试验成果，同时吸收了国际上大容积焦炉先进的设计思想，新开发成功的7m焦炉的技术成熟，性能可靠。
（2）能满足强粘结性煤缺乏的国家和地区生产大型高炉用焦炭的质量要求。
（3）工艺装备先进、适用，能保证生产运行稳定可靠。
（4）降低了污染物的排放量，能显著改善焦炉生产的环保水平。
新设计的7m焦炉已成功地应用于鞍钢新建的鱿鱼圈项目中。4座52孔的7m焦炉可年产焦炭255万吨，配备2套160t/h的干熄焦装置。整个工程由中冶焦耐以EPC方式进行，计划于2007年11月投产。另外，邯郸钢铁公司将新建4座42孔7m焦炉，年产焦炭200万吨。本溪钢铁公司也将新建2座60孔7m焦炉，年产焦炭150t，配备1套190t/h干熄焦装置。整个工程由中冶焦耐以EPC方式进行，计划2009年6月投产。
3 焦炉炉体结构
焦炉炉体是焦炉的核心，7m焦炉炉体是在总结国内JN型系列焦炉的生产操作经验、8m试验焦炉的试验数据以及大型焦炉的优点和技术发展的要求基础上设计出来的。
（1）7m焦炉炉体的主要尺寸
炭化室高度 6980 mm
炭化室中心距 1400 mm
炭化室宽度（平均） 450 mm
焦侧 475mm
机侧 425 mm
炭化室锥度 50mm
炭化室长度 16960mm
炭化室墙厚度 95mm
炭化室容积 48m3
加热水平高度 1050 mm
立火道中心距 480mm
炉顶厚度 1650 mm
立火道个数 34
结焦时间 19h
（2）焦炉结构。7m焦炉的结构为双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的复热式下调焦炉。具有结构严密、合理、加热均匀、热工效率高、投资省、寿命长等优点，是适合中国国情的新一代大容积焦炉。
1）为保证7m焦炉高向和长向加热的均匀性，采取了以下几项措施：
① 采用了双联火道、废气循环的加热方式，在总结JN60型焦炉、8m试验焦炉以及国外大容积焦炉高向加热经验的基础上，不仅加大了废气循环量，而且还设置了焦炉煤气高灯头，保证了高向加热的均匀性。
② 在总结国外大容积焦炉的斜道口大小及其排列方式和国内下调焦炉生产经验的基础上，计算确定了斜道口的开度和排列，保证了焦炉长向加热的均匀性。
③ 蓄热室采用分格和篦子砖可调的结构，可使气流在蓄热室内合理地分配，大大减少了气流的偏析，增加了格子砖的冲刷系数，降低了废气的温度，提高了焦炉的热工效率。
④ 为了确保边火道的加热符合要求，边蓄热室、蓄热室封墙、炉头斜道出口和炉头立火道都采取了特殊的结构，以确保焦饼的均匀成熟。
⑤ 蓄热室设有可调节的篦子砖，斜道口设置了可更换的调节砖，焦炉的调节简单易行、准确可靠，保证了高向加热的均匀性。
2）为延长焦炉炉龄，提高环保水平，在焦炉结构上采取了如下的改进措施：
① 改进了蓄热室主墙、单墙、隔墙和封墙的结构，保证了墙的严密性和整体性，减少了一氧化碳的排放量，提高了焦炉的热工效率。
② 新设计焦炉的炭化室墙面砖在继承了JN系列焦炉优点的基础上，提高了炭化室墙面砖的抗剪强度，降低了炭化室墙面砖损坏的可能性, 提高了炭化室墙面砖的严密性，减少了炭化室和燃烧室之间的窜漏，尽可能地减少了炭化室墙面砖的砖型数量，以节省投资和便于维修。
③ 改善了燃烧室立火道隔墙的结构，以保证燃烧室的整体性和立火道之间的严密性。
④ 采用加大废气循环量和设置焦炉煤气高灯头的措施后，既可保证炭化室高向加热的均匀性，又可减少NOx的产生量。
⑤ 重新设计的炉顶结构可减少炉顶的散热，改善炉顶的操作环境。合理的装煤孔布置和装煤孔结构，既可减少装煤时阵发性污染物的排放量，又可保证均匀装煤，以达到减少平煤操作次数、减少污染物排放的目的。
⑥ 蓄热室采用两个火道为一格的结构，斜道高度增加到900mm，避免了立火道火焰对蓄热室顶部格子砖的直射，有效降低了蓄热室顶部格子砖的温度。
3）为提高煤的结焦性能，炭化室采用了宽度为450mm的窄炭化室，炉墙厚度也减薄到95mm ，以达到提高炭化室结焦速度、减少焦煤配比、降低炼焦煤成本和提高经济效益的目的。
4）燃烧室墙具有足够的稳定性和强度。计算表明，7m焦炉炉墙的极限侧负荷为9066Pa，比国内现有的6m焦炉有了较大的提高。
5）焦炉所用材料的选用和砖型图的设计都进行了精心的考虑，60孔的7m焦炉炉体用耐火材料见表1，且具有易采购、制砖成品率高、便于施工等特点，完全称得上是适合中国国情、技术先进的新型焦炉。
表1 60孔的7m焦炉炉体用耐火材料表
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序号 |
砖种类 |
重量 , t |
序号 |
砖种类 |
重量 , t |
|
1 |
硅砖 |
13550 |
2 |
粘土砖 |
2853 |
|
3 |
格子砖 |
2807 |
4 |
烟道用粘土砖 |
1521 |
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5 |
高铝砖 |
50 |
6 |
缸砖 |
240 |
|
7 |
堇青石砖 |
213 |
8 |
漂珠砖 |
348 |
|
9 |
高强隔热砖 |
340 |
10 |
膨胀珍珠岩砖 |
63 |
（2）装煤除尘及出焦除尘。与6m焦炉一样，7m焦炉的装煤除尘和出焦除尘均采用地面站干式除尘。但后者增设了对机侧炉门上方、焦侧炉门上方和导焦栅四周逸散烟尘的抽吸装置，从而大大提高了出焦除尘的捕集率。
（3）减少非阵发性粉尘和有害气体的排放量。通过采用加大废气循环量、减薄炉墙、加强炉体严密性和其他措施后，7m焦炉从烟囱排放的废气中的NOx量可以达到国际先进水平。当焦炉用贫煤气加热时，从烟囱外排的废气中NOx不会超过350mg/m3, 用焦炉煤气加热时，NOx在500 mg/m3左右。
（4）环保水平较高的新型湿法熄焦。7m焦炉备用的湿法熄焦装置是新开发的环保水平较高的湿法熄焦工艺，利用水雾捕集系统和设置在熄焦塔顶部的双层特殊结构的除尘装置，可大幅度降低熄焦塔外排的粉尘量，完全可达到50g/t焦的国际先进水平。而6m焦炉湿法熄焦外排的粉尘量大多＞100g/t焦。
总之，以上各项的分析对比数据表明，与6m焦炉相比，7m焦炉在焦炉炉体、焦炉机械、炼焦工艺和环保水平等方面已有了本质性的改变，各项指标均已达到了国际先进水平，且技术极为成熟可靠。
作者:于振东 蔡承祐 张长青
