第４期（总第１３１期）
２００７年８月
煤化工
ＣｏａｌＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｎｏ．４（ＴｏｔａｌＮｏ．１３１）
Ａｕｇ．２００７
影响焦炭质量的因素及改进措施
赵丽树
张宝会
赵佳顺
宋香品
王瑞东
（唐钢炼焦制气厂，唐山０６３０００）
摘
要
分析了影响焦炭质量的因素，如炼焦煤料的煤化度、惰性组分含量、炼焦条件等，并提出了相应的
改进措施，如运用小焦炉试验确定最佳配煤比、提高加热速度、延长焖炉时间等，都可起到改善焦炭质量的作用。
关键词
焦炭
抗碎强度
耐磨强度
反应后强度
反应性
文章编号：１００５－９５９８（２００７）－０４－００２５－０２中图分类号：ＴＱ５２文献标识码：Ｂ
在高炉冶炼过程中，焦炭的骨架作用为三大作用之一，其核心指标是抗碎强度、耐磨强度、反应性及反应后强度，其中最重要的是反应性和反应后强度。只有降低焦炭的反应性，提高焦炭的反应后强度，才能够保证高炉顺行和各项指标的优化，从而使焦比降低、产能增大、铁成本降低，这对炼铁生产具有重要意义。
煤料的堆密度及均匀性增加、预热后装煤（２００℃）等均能使焦炭的气孔率降低（实验已证明焦炭的气孔率能降低３％左右），使焦炭的比表面积减少，进而降低焦炭的反应性。
１．４炼焦条件
提高炼焦速度与延长焖炉时间，也能降低焦炭的
气孔率，从而改善焦炭的反应后强度。
１
１．１
影响焦炭质量的因素
炼焦煤料的煤化度
大量的科学及生产实验结果表明，中等变质程度
２
改进焦炭质量的措施
为了不断改善焦炭的质量，在条件允许的情况
下，根据唐钢炼焦制气厂的实际情况，对焦炭的抗碎强度与反应后强度、热反应性的相关性进行分析和试验。
的煤（焦煤、肥煤）炼出的焦炭气孔率低，与ＣＯ２反应后气孔率的增值较小，即反应性降低。但是单独炼焦时，不仅不能充分利用炼焦煤资源，而且容易造成推焦困难，损坏炉体。
２．１单种煤结焦性能试验
到目前为止，对煤的研究还没有一种成型的理
１．２炼焦煤料的惰性组分含量
按煤岩学理论，结焦过程中并非煤粒互熔成均
论，而且，由于不同矿点的同一煤种质量差异较大，只能通过科学试验，不断摸索、不断完善。为此，我们从北京煤化所购置了４０ｋｇ小焦炉，对进厂的３３个矿点的洗精煤分别进行小焦炉试验，对所得焦炭进行质量分析，寻找单种煤的结焦特性以及焦炭抗碎、反应后强度、热反应性的对应关系（见图１），从而为优化配煤比提供依据。
从图１中可以看出，焦炭的抗碎强度与反应后强度、热反应性虽不存在一一对应的关系，但在大趋势上基本统一，特别是强黏结性煤存在着较好的对应关系。
一的焦块，而是活性物和惰性物之间进行界面反应。因此，焦炭的强度既决定于活性物的组型和各种组型的含量，又决定于惰性物相对含量。适宜的惰性物含量可以获得气孔率低的焦炭，而且焦炭与ＣＯ２的反应速率也低。因此，应使炼焦煤料的惰性物含量达到适宜值，以获得反应性低、反应后强度高的优质焦炭。
１．３煤料的预处理
收稿日期：２００７－０６－２３
作者简介：赵丽树（１９６６－），男，１９８９年毕业于东北大学，高程现从事焦制气术作２．２提高炼焦速度
我国焦炉加热的管理方法通常用“标准温度”法，
采用“理”法由“火落饼仍
－２６－煤化工２００７年第４期
图１单种煤焦炭抗碎强度、反应性、反应后强度的对比
从图２、图３中看出，１＃焦炉加热速度提高后，耐磨强度Ｍ１０降低了６．３１％－５．９７％＝０．３４％，变化明显，而且具备一一对应的关系。焦炭的反应性ＣＲＩ降低了２７．８４％－２７．５２％＝０．３２％，虽有４个点与理论不符，但整体趋势还是有好的转变。试验表明，提高加热速度，延长焖炉时间，对改善焦炭质量有一定的好处。
常进行加热，在经过一段不低于技术要求的“焖炉时间”置时间”（亦称为“）才可以推焦，使焦饼在结焦后期的热分解与热缩聚程度提高，焦炭的挥发分降低，碳结构中氢含量减少，焦质更加致密，从而能够提高焦炭的耐磨强度和反应后强度，降低了焦炭的反应性。这与我们传统的提高炼焦速度、延长焖炉时间，使焦炭的气孔率降低，从而提高焦炭的耐磨强度和反应后强度的观点基本一致。为此，我们在１＃炉进行了半个月的试验，将１＃炉的标准温度提高３０℃（机侧１３１０℃、焦侧１３６０℃），结焦末期焖炉时间１ｈ（温度不低于技术要求）；２＃炉保持不变（机侧１２８０℃、焦侧１３３０℃），在配煤比相同的情况下，对１＃炉、２＃炉所得焦炭的耐磨强度和反应性进行比较，分别示于图图３。２、
２．３开展焦炭钝化技术的研究
采用硼酸作为钝化剂，在熄焦池内配入硼酸，用
不同浓度的硼酸溶液熄焦，在配煤比不变的情况下，焦炭的热反应性降低５％左右，反应后强度提高５％左右，但是焦炭的成本上升１５元／ｔ以上，对于焦化厂来说，成本压力增加。因此，焦炭钝化以及钝化剂的选择还需要进一步研究。
２．４添加黏结剂的研究
目前，根据我厂的煤源结构特点，我们正在运用
４０ｋｇ小焦炉进行添加黏结剂对焦炭质量影响的研
究，但煤调湿技术由于受我厂生产、技术条件的限制，还无法进行试验。
３
结论
对影响焦炭质量因素的分析及改进措施的研究，可为炼焦煤资源的开发提供技术依据，并对炼焦行业科学配煤以及提高焦炭质量，都有较大的参考价值。
ＦａｃｔｏｒｓｔｏＡｆｆｅｃｔＣｏｋｅＱｕａｌｉｔｙａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｓＺｈａｏＬｉｓｈｕ，ＺｈａｎｇＢａｏｈｕｉ，ＺｈａｏＪｉａｓｈｕｎ，ＳｕｎＸｉａｎｇｐｉｎａｎｄＷａｎｇＲｕｉｄｏｎｇ
（ＣｏｋｉｎｇａｎｄＧａｓＰｌａｎｔｏｆＴａｎｇｇａｎｇ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３０００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｋｅｑｕａｌｉｔｙ，ｆａｃｔｏｒｓｔｏａｆｆｅｃｔｃｏｋｅｐｏｒｅａｎｄｉｔｓｗａｌｌｔｈｉｃｋ－
ｎｅｓｓ，ａｎｄｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｃｏｋｅｑｕａｌｉｔｙｗｅｒｅｆｏｕｎｄ．Ｒｅｌａｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓｗｅｒｅｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｏｐｔｉｍｕｍｂｌｅｎｄｒａｔｉｏ，ｉｎｃｒｅａｓｅｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅ，ａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｔｈｅｃｏｋｉｎｇｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｋｅｑｕａｌｉｔｙ．
第４期（总第１３１期）
２００７年８月
煤化工
ＣｏａｌＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｎｏ．４（ＴｏｔａｌＮｏ．１３１）
Ａｕｇ．２００７
影响焦炭质量的因素及改进措施
赵丽树
张宝会
赵佳顺
宋香品
王瑞东
（唐钢炼焦制气厂，唐山０６３０００）
摘
要
分析了影响焦炭质量的因素，如炼焦煤料的煤化度、惰性组分含量、炼焦条件等，并提出了相应的
改进措施，如运用小焦炉试验确定最佳配煤比、提高加热速度、延长焖炉时间等，都可起到改善焦炭质量的作用。
关键词
焦炭
抗碎强度
耐磨强度
反应后强度
反应性
文章编号：１００５－９５９８（２００７）－０４－００２５－０２中图分类号：ＴＱ５２文献标识码：Ｂ
在高炉冶炼过程中，焦炭的骨架作用为三大作用之一，其核心指标是抗碎强度、耐磨强度、反应性及反应后强度，其中最重要的是反应性和反应后强度。只有降低焦炭的反应性，提高焦炭的反应后强度，才能够保证高炉顺行和各项指标的优化，从而使焦比降低、产能增大、铁成本降低，这对炼铁生产具有重要意义。
煤料的堆密度及均匀性增加、预热后装煤（２００℃）等均能使焦炭的气孔率降低（实验已证明焦炭的气孔率能降低３％左右），使焦炭的比表面积减少，进而降低焦炭的反应性。
１．４炼焦条件
提高炼焦速度与延长焖炉时间，也能降低焦炭的
气孔率，从而改善焦炭的反应后强度。
１
１．１
影响焦炭质量的因素
炼焦煤料的煤化度
大量的科学及生产实验结果表明，中等变质程度
２
改进焦炭质量的措施
为了不断改善焦炭的质量，在条件允许的情况
下，根据唐钢炼焦制气厂的实际情况，对焦炭的抗碎强度与反应后强度、热反应性的相关性进行分析和试验。
的煤（焦煤、肥煤）炼出的焦炭气孔率低，与ＣＯ２反应后气孔率的增值较小，即反应性降低。但是单独炼焦时，不仅不能充分利用炼焦煤资源，而且容易造成推焦困难，损坏炉体。
２．１单种煤结焦性能试验
到目前为止，对煤的研究还没有一种成型的理
１．２炼焦煤料的惰性组分含量
按煤岩学理论，结焦过程中并非煤粒互熔成均
论，而且，由于不同矿点的同一煤种质量差异较大，只能通过科学试验，不断摸索、不断完善。为此，我们从北京煤化所购置了４０ｋｇ小焦炉，对进厂的３３个矿点的洗精煤分别进行小焦炉试验，对所得焦炭进行质量分析，寻找单种煤的结焦特性以及焦炭抗碎、反应后强度、热反应性的对应关系（见图１），从而为优化配煤比提供依据。
从图１中可以看出，焦炭的抗碎强度与反应后强度、热反应性虽不存在一一对应的关系，但在大趋势上基本统一，特别是强黏结性煤存在着较好的对应关系。
一的焦块，而是活性物和惰性物之间进行界面反应。因此，焦炭的强度既决定于活性物的组型和各种组型的含量，又决定于惰性物相对含量。适宜的惰性物含量可以获得气孔率低的焦炭，而且焦炭与ＣＯ２的反应速率也低。因此，应使炼焦煤料的惰性物含量达到适宜值，以获得反应性低、反应后强度高的优质焦炭。
１．３煤料的预处理
收稿日期：２００７－０６－２３
作者简介：赵丽树（１９６６－），男，１９８９年毕业于东北大学，高程现从事焦制气术作２．２提高炼焦速度
我国焦炉加热的管理方法通常用“标准温度”法，
采用“理”法由“火落饼仍
－２６－煤化工２００７年第４期
图１单种煤焦炭抗碎强度、反应性、反应后强度的对比
从图２、图３中看出，１＃焦炉加热速度提高后，耐磨强度Ｍ１０降低了６．３１％－５．９７％＝０．３４％，变化明显，而且具备一一对应的关系。焦炭的反应性ＣＲＩ降低了２７．８４％－２７．５２％＝０．３２％，虽有４个点与理论不符，但整体趋势还是有好的转变。试验表明，提高加热速度，延长焖炉时间，对改善焦炭质量有一定的好处。
常进行加热，在经过一段不低于技术要求的“焖炉时间”置时间”（亦称为“）才可以推焦，使焦饼在结焦后期的热分解与热缩聚程度提高，焦炭的挥发分降低，碳结构中氢含量减少，焦质更加致密，从而能够提高焦炭的耐磨强度和反应后强度，降低了焦炭的反应性。这与我们传统的提高炼焦速度、延长焖炉时间，使焦炭的气孔率降低，从而提高焦炭的耐磨强度和反应后强度的观点基本一致。为此，我们在１＃炉进行了半个月的试验，将１＃炉的标准温度提高３０℃（机侧１３１０℃、焦侧１３６０℃），结焦末期焖炉时间１ｈ（温度不低于技术要求）；２＃炉保持不变（机侧１２８０℃、焦侧１３３０℃），在配煤比相同的情况下，对１＃炉、２＃炉所得焦炭的耐磨强度和反应性进行比较，分别示于图图３。２、
２．３开展焦炭钝化技术的研究
采用硼酸作为钝化剂，在熄焦池内配入硼酸，用
不同浓度的硼酸溶液熄焦，在配煤比不变的情况下，焦炭的热反应性降低５％左右，反应后强度提高５％左右，但是焦炭的成本上升１５元／ｔ以上，对于焦化厂来说，成本压力增加。因此，焦炭钝化以及钝化剂的选择还需要进一步研究。
２．４添加黏结剂的研究
目前，根据我厂的煤源结构特点，我们正在运用
４０ｋｇ小焦炉进行添加黏结剂对焦炭质量影响的研
究，但煤调湿技术由于受我厂生产、技术条件的限制，还无法进行试验。
３
结论
对影响焦炭质量因素的分析及改进措施的研究，可为炼焦煤资源的开发提供技术依据，并对炼焦行业科学配煤以及提高焦炭质量，都有较大的参考价值。
ＦａｃｔｏｒｓｔｏＡｆｆｅｃｔＣｏｋｅＱｕａｌｉｔｙａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｓＺｈａｏＬｉｓｈｕ，ＺｈａｎｇＢａｏｈｕｉ，ＺｈａｏＪｉａｓｈｕｎ，ＳｕｎＸｉａｎｇｐｉｎａｎｄＷａｎｇＲｕｉｄｏｎｇ
（ＣｏｋｉｎｇａｎｄＧａｓＰｌａｎｔｏｆＴａｎｇｇａｎｇ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３０００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｋｅｑｕａｌｉｔｙ，ｆａｃｔｏｒｓｔｏａｆｆｅｃｔｃｏｋｅｐｏｒｅａｎｄｉｔｓｗａｌｌｔｈｉｃｋ－
ｎｅｓｓ，ａｎｄｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｃｏｋｅｑｕａｌｉｔｙｗｅｒｅｆｏｕｎｄ．Ｒｅｌａｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓｗｅｒｅｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｏｐｔｉｍｕｍｂｌｅｎｄｒａｔｉｏ，ｉｎｃｒｅａｓｅｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅ，ａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｔｈｅｃｏｋｉｎｇｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｋｅｑｕａｌｉｔｙ．