偶看新闻工地医疗设施:热回收焦炉在优质铸造焦生产中的优势
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/28 22:52:23
铸造焦因其质量带来的燃烧特性与冶金焦的不同，而使熔炼时，产生温度高于1500℃的铁液，高温及高纯度的铁液是生产优质铸件的前提。国内铸铁件生产中，熔炼时铸造焦应用比例不足1%，出炉铁液温度大多为1400℃左右。由此引起铸造过程中产生浇不足、冷隔、气孔、缩孔等等铸造缺陷。使我国的铸件质量与国外先进水平相比有较大差距：
①铸件尺寸精度普遍低1～2 级, 表面粗糙度差1～2 级, 铸件壁厚也厚得多。
②中国的铸件材料仍以灰铸铁为主, 约占铸件总产量的61.9%, 球墨铸铁占16.7%, 比世界平均值20%低, 远低于日本 (30.8%)、美国(29.6%)。
因此优质铸造焦是影响我国铸造水平发展的主要因素。
几年来,我国整个铸造行业碰到了前所未有的大好发展机遇,铸件产量一直呈现快速增长的势头。2004年我国各类铸件总量达2242万吨，2005年达2442万吨，比2004年增长8.9%。经初步统计2006年我国的铸件产量年产量达2600万吨，铸造焦的理论消耗量为520万吨左右。以8%的增长速度估计，到2010年，我国的铸件产量将突破3500万吨，以目前我国1：5的焦铁比计，届时铸造用焦需求量为700万吨左右。
目前由于我国铸造焦贷源的不足以及价格等原因，我国铸造企业普遍用大块冶金焦替代，预计铸造焦用量不足10%。如果以每年铸造用焦中实际铸造焦的使用比例增加5%估计，初步估计到2010年国内铸造焦的消费量为210万吨/年。图2是国内5年铸造焦的需求估计发展趋势。
发达国家由于环境政策导致的焦炭生产成本增加，使焦炭生产规模逐渐萎缩，对中国焦炭的需求逐步增大，特别是对铸造焦的需求。2006焦炭出口量为1450万吨，其中铸造焦出口占到20%，估计量在290万吨。美国和欧盟对我国铸造焦的反倾销政策及山西部分无回收焦炉的关闭，使得近期内国内铸造焦出口量会减少。但是随着国际上对中国优质铸造焦的需求和由于铸造焦短缺引发的价格上涨，国内铸造焦的出口量还会进一步回升。
国内国外市场到2010年总的铸造焦年需求量将达到1200万吨，预计实际使用量达到600多万吨。
我国从上世纪80年代初就认识到铸造焦对铸件生产的重要性，并积极开展了铸造焦的生产研制工作。镇江铸造焦成为这一时期的重要成果。同时山西一批改良焦炉兴起，促进了铸造焦的生产，并且成为优质铸造焦的主要供应渠道。
在改良焦炉关闭后，使已经形成的铸造焦的供应市场出现短缺，需要有新的生产能力补充市场需求。其实也只有使铸造焦有了新的稳定的生产供应，才可能真正堵绝在一些僻远地区土焦生产的死灰复燃。
热回收焦炉保留了改良焦炉的大容积和捣固炼焦的特点，在实现生产操作机械化的同时，也使生产用煤质量发生了重大变化，即可以在大量利用非炼焦煤的基础上生产出优质铸造焦。这不仅可以弥补市场的短缺，而且由于其可以大量利用无烟煤等炼焦，在炼焦煤日益缺乏的未来，有可能成为铸造焦生产的主要炉型。
日前，山西批准并建成的热回收焦炉生产能力约为1200多万吨，即使全部满负荷生产，且平均大块焦率达50%，也只能生产600万吨，远不能满足铸造焦的实际需求。
①热回收焦炉的炭化室宽度大、容积大，有客观的条件生产大块焦炭。
②热回收焦炉能使焦炉在较低温度下操作，降低炼焦的温度和结焦的速率，从炼焦工艺上减少炼焦煤在结焦过程中产生的热应力，减少焦炭在结焦过程中产生的裂纹，从而使焦炭块度增大。
③热回收焦炉可以大比例配入高变质程度煤，在保证炼焦煤的结焦性能的同时，尽可能减少了炼焦时的收缩裂纹。
以上三点使热回收焦炉很适宜于大块铸造焦的生产。
清洁型热回收焦炉的主要特点之一是适宜生产大块铸造焦，兴高焦化厂，平均大块焦售价为1600元/吨，较同等质量的冶金焦高 220元/吨，目前兴高大块率为10.2% ，较一般机焦厂增加收益22元/吨。
优质铸造焦要灰分低、硫分低、反应性低、热强度高及块度大且均匀。热回收焦炉从炉体结构和结焦机理方面都有利于优质铸造焦的生产。
①降低气孔率和反应性。铸造焦最重要的性质之一是反应性，它影响焦炭在风口区域燃烧的速度和化铁炉中的温度分布。焦炭反应性主要受炼焦煤性质、炼焦工艺、所得焦炭的结构等因素的影响。
炼焦煤料的性质是影响焦炭反应性最主要的因素。用低煤化度炼制的焦炭，反应性高；随着煤化度的加深，所得焦炭的反应性逐渐降低。热回收焦炉可以大量利用高煤化度的煤炼焦，配合煤挥发分可降到20%以下，所以可以得到反应性低的焦炭。
热回收焦炉采用捣固装煤技术，增加了装炉煤的散密度，可使焦炭气孔分布均匀，也使焦炭反应性降低。
热回收焦炉使用捣固装煤和高煤化度炼焦，同时也使焦炭气孔率降低。低气孔率即焦炭比表面积小，从而也使焦炭的反应性降低。
②增大块度。大块铸造焦能使焦炭燃烧效率和铁水温度提高，也有利于铁水脱硫和渗碳。焦炭的块度主要与原料煤性质和央炭化室宽向不同部位的升温速度和温度梯度有关。相对于气、肥煤，瘦煤半焦收缩慢且结构松弛，焦块裂纹少、块度较大。热回收焦炉增大了配煤中的瘦化成分的比例，所以可以得到块度较大的焦炭。
焦块内裂纹的多少和深浅影响着焦炭的抗碎强度和块度。除了在配煤中增加瘦化成分外，可以通过降低炼焦速度来降低半焦层的温度梯度。热回收焦炉采用粘土砖砌筑炭化室时，可在较低的温度下炼焦，从而使炼焦速度降低，利于裂纹的减少。
在生产中还有一种减少裂纹的方法，即在捣固煤饼时，隔一定高度铺一层厚纸，作为水平滑动层，吸收沿炭化室垂直方向的收缩应力。该方法已在生产铸造焦中得到普遍应用，确实可以增大焦炭的块度。
③提高热强度。热强度反映焦炭在使用环境的温度和气氛下，受到外力作用时，抵抗破碎和磨损的能力。CO2反应后强度测量是热强度的一种表征方法。热回收焦炉的配合煤性质和入炉煤捣固，降低了焦炭的气孔率和反应性， 减少了在高温下焦炭与CO2的反应，则减少了焦炭气孔壁的剥蚀，避免了气孔率的增大，从而使焦炭表现出高温下的高机械强度。
另外热回收焦炉的加热方式也使焦炭热强度提高。在热回收焦炉的加热方式下，煤结焦过程中产生的气态产物全部从热侧逸出，而且行程长，二次分解多数在焦层内进行，并使二次分解中产生的带有活性键的碳充分在焦炭气孔壁上沉积，使焦炭冷态和热态强度增加。关于这一点，德国DMT的研究[6]得出相同的结论：在无回收焦炉的生产工艺中，热解碳在离开炉料进入炉顶空间前，必须强制通过炽热的焦炭层，对热解碳的沉积极为有利，这就是无回收焦炉生产的焦炭其Cr与Sar值均比室式焦炉焦炭好的主要原因。
综合以上几个方面，可以说热回收焦炉是生产优质铸造焦的理想炉型。
①铸件尺寸精度普遍低1～2 级, 表面粗糙度差1～2 级, 铸件壁厚也厚得多。
②中国的铸件材料仍以灰铸铁为主, 约占铸件总产量的61.9%, 球墨铸铁占16.7%, 比世界平均值20%低, 远低于日本 (30.8%)、美国(29.6%)。
因此优质铸造焦是影响我国铸造水平发展的主要因素。
几年来,我国整个铸造行业碰到了前所未有的大好发展机遇,铸件产量一直呈现快速增长的势头。2004年我国各类铸件总量达2242万吨，2005年达2442万吨，比2004年增长8.9%。经初步统计2006年我国的铸件产量年产量达2600万吨，铸造焦的理论消耗量为520万吨左右。以8%的增长速度估计，到2010年，我国的铸件产量将突破3500万吨，以目前我国1：5的焦铁比计，届时铸造用焦需求量为700万吨左右。
目前由于我国铸造焦贷源的不足以及价格等原因，我国铸造企业普遍用大块冶金焦替代，预计铸造焦用量不足10%。如果以每年铸造用焦中实际铸造焦的使用比例增加5%估计，初步估计到2010年国内铸造焦的消费量为210万吨/年。图2是国内5年铸造焦的需求估计发展趋势。
发达国家由于环境政策导致的焦炭生产成本增加，使焦炭生产规模逐渐萎缩，对中国焦炭的需求逐步增大，特别是对铸造焦的需求。2006焦炭出口量为1450万吨，其中铸造焦出口占到20%，估计量在290万吨。美国和欧盟对我国铸造焦的反倾销政策及山西部分无回收焦炉的关闭，使得近期内国内铸造焦出口量会减少。但是随着国际上对中国优质铸造焦的需求和由于铸造焦短缺引发的价格上涨，国内铸造焦的出口量还会进一步回升。
国内国外市场到2010年总的铸造焦年需求量将达到1200万吨，预计实际使用量达到600多万吨。
我国从上世纪80年代初就认识到铸造焦对铸件生产的重要性，并积极开展了铸造焦的生产研制工作。镇江铸造焦成为这一时期的重要成果。同时山西一批改良焦炉兴起，促进了铸造焦的生产，并且成为优质铸造焦的主要供应渠道。
在改良焦炉关闭后，使已经形成的铸造焦的供应市场出现短缺，需要有新的生产能力补充市场需求。其实也只有使铸造焦有了新的稳定的生产供应，才可能真正堵绝在一些僻远地区土焦生产的死灰复燃。
热回收焦炉保留了改良焦炉的大容积和捣固炼焦的特点，在实现生产操作机械化的同时，也使生产用煤质量发生了重大变化，即可以在大量利用非炼焦煤的基础上生产出优质铸造焦。这不仅可以弥补市场的短缺，而且由于其可以大量利用无烟煤等炼焦，在炼焦煤日益缺乏的未来，有可能成为铸造焦生产的主要炉型。
日前，山西批准并建成的热回收焦炉生产能力约为1200多万吨，即使全部满负荷生产，且平均大块焦率达50%，也只能生产600万吨，远不能满足铸造焦的实际需求。
①热回收焦炉的炭化室宽度大、容积大，有客观的条件生产大块焦炭。
②热回收焦炉能使焦炉在较低温度下操作，降低炼焦的温度和结焦的速率，从炼焦工艺上减少炼焦煤在结焦过程中产生的热应力，减少焦炭在结焦过程中产生的裂纹，从而使焦炭块度增大。
③热回收焦炉可以大比例配入高变质程度煤，在保证炼焦煤的结焦性能的同时，尽可能减少了炼焦时的收缩裂纹。
以上三点使热回收焦炉很适宜于大块铸造焦的生产。
清洁型热回收焦炉的主要特点之一是适宜生产大块铸造焦，兴高焦化厂，平均大块焦售价为1600元/吨，较同等质量的冶金焦高 220元/吨，目前兴高大块率为10.2% ，较一般机焦厂增加收益22元/吨。
优质铸造焦要灰分低、硫分低、反应性低、热强度高及块度大且均匀。热回收焦炉从炉体结构和结焦机理方面都有利于优质铸造焦的生产。
①降低气孔率和反应性。铸造焦最重要的性质之一是反应性，它影响焦炭在风口区域燃烧的速度和化铁炉中的温度分布。焦炭反应性主要受炼焦煤性质、炼焦工艺、所得焦炭的结构等因素的影响。
炼焦煤料的性质是影响焦炭反应性最主要的因素。用低煤化度炼制的焦炭，反应性高；随着煤化度的加深，所得焦炭的反应性逐渐降低。热回收焦炉可以大量利用高煤化度的煤炼焦，配合煤挥发分可降到20%以下，所以可以得到反应性低的焦炭。
热回收焦炉采用捣固装煤技术，增加了装炉煤的散密度，可使焦炭气孔分布均匀，也使焦炭反应性降低。
热回收焦炉使用捣固装煤和高煤化度炼焦，同时也使焦炭气孔率降低。低气孔率即焦炭比表面积小，从而也使焦炭的反应性降低。
②增大块度。大块铸造焦能使焦炭燃烧效率和铁水温度提高，也有利于铁水脱硫和渗碳。焦炭的块度主要与原料煤性质和央炭化室宽向不同部位的升温速度和温度梯度有关。相对于气、肥煤，瘦煤半焦收缩慢且结构松弛，焦块裂纹少、块度较大。热回收焦炉增大了配煤中的瘦化成分的比例，所以可以得到块度较大的焦炭。
焦块内裂纹的多少和深浅影响着焦炭的抗碎强度和块度。除了在配煤中增加瘦化成分外，可以通过降低炼焦速度来降低半焦层的温度梯度。热回收焦炉采用粘土砖砌筑炭化室时，可在较低的温度下炼焦，从而使炼焦速度降低，利于裂纹的减少。
在生产中还有一种减少裂纹的方法，即在捣固煤饼时，隔一定高度铺一层厚纸，作为水平滑动层，吸收沿炭化室垂直方向的收缩应力。该方法已在生产铸造焦中得到普遍应用，确实可以增大焦炭的块度。
③提高热强度。热强度反映焦炭在使用环境的温度和气氛下，受到外力作用时，抵抗破碎和磨损的能力。CO2反应后强度测量是热强度的一种表征方法。热回收焦炉的配合煤性质和入炉煤捣固，降低了焦炭的气孔率和反应性， 减少了在高温下焦炭与CO2的反应，则减少了焦炭气孔壁的剥蚀，避免了气孔率的增大，从而使焦炭表现出高温下的高机械强度。
另外热回收焦炉的加热方式也使焦炭热强度提高。在热回收焦炉的加热方式下，煤结焦过程中产生的气态产物全部从热侧逸出，而且行程长，二次分解多数在焦层内进行，并使二次分解中产生的带有活性键的碳充分在焦炭气孔壁上沉积，使焦炭冷态和热态强度增加。关于这一点，德国DMT的研究[6]得出相同的结论：在无回收焦炉的生产工艺中，热解碳在离开炉料进入炉顶空间前，必须强制通过炽热的焦炭层，对热解碳的沉积极为有利，这就是无回收焦炉生产的焦炭其Cr与Sar值均比室式焦炉焦炭好的主要原因。
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