化工炼焦技术课件备煤、配煤操作

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1、项目一备煤、配煤操作技术任务一焦炭质量的分析任务二炼焦用煤的质量判断任务六原料煤预处理技术任务三结焦条件对焦炭质量的影响分析任务四配煤方案的制定及焦炭质量预测任务五原料煤的接受、储存、粉碎与配合任务一焦炭质量的分析一、焦炭的作用焦炭广泛应用于高炉炼铁、铸造、电石、气化及有色金属冶炼等方面，其中高炉用脚占焦炭总产量的绝大多数，这些焦炭称为冶金焦。高炉是竖形炉子，从上到下有炉喉、炉身、炉腹、炉腰、炉缸五部分。原料包括铁矿石、焦炭和石灰石，交替地由炉顶通过装料装置装入炉内，送风系统将800oC以上的高

2、温空气由位于炉缸上部的风口鼓入炉内，使焦炭在风口前的回旋区内激烈燃烧而放热，并使焦炉下部形成自由空间，上部的炉料借重力作用稳定的下降，从而构成连续的高炉冶炼过程。此时，铁矿石主要与CO反应，称为间接还原反应，总的热效应为放热反应。1、高炉内的化学反应：当t<800oC时，（炉身上部）当t=800oC~1100oC时，（炉身下部和炉腰）同时存在铁矿石与CO之间的间接还原反应和铁矿石与碳之间的直接还原反应。CO2几乎100％与焦炭反应生成CO。从全过程可看作铁的氧化物与碳直接反应，可称为直接还原反应

3、。当t>1100oC时，(炉腹)＋直接还原反应总的热效应为吸热反应，不利于高炉内的热能利用，又因碳溶反应使焦炭气孔壁削弱，因此应发展间接还原反应。在风口区，焦炭燃烧生成CO2放出大量热。由此，焦炭在高炉中起到了还原剂和热能源的作用。2、料柱结构（1）<1100oC时时，矿石和焦炭均保持入炉前的固体块状，该区域称为块状带。（2）1100oC～1350oC时，焦炭保持固体状态，矿石开始由外向内开始熔融，该区域称为软融带。（3）>1350oC时，焦炭仍保持固体状态，矿石变为液态，呈滴落状态，该区域称为

4、滴落带。焦炭在高炉中风口区以上地区，始终处于固体状态，在高炉中其体积占高炉体积的35%~50%，起到疏松骨架的作用。3、高炉冶炼对优质焦炭的要求热能源疏松骨架还原剂焦炭的热能源和还原剂的作用可采用在风口喷吹煤粉、重油、富氧鼓风、加入还原性气体等方法来适当降低，但焦炭疏松骨架的作用却不能被替代，并且随着高炉的大型化和强化冶炼，该作用会越来越重要。高炉冶炼对焦炭的要求：高炉焦炭要求低灰、低硫、强度高、粒度适当且均匀、气孔均匀、致密、反应性低、反应后强度高。焦炭的作用二、焦炭性能1、物理结构焦炭是一种

5、质地坚硬、多孔，呈银灰色并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料。焦碳裂纹气孔气孔壁裂纹有长短、宽窄、深浅之分，可分为横裂纹与纵裂纹，用裂纹度评价。气孔分大气孔、中气孔和微气孔。焦炭气孔率指气孔体积与总体积比的百分数。2、化学组成（1）工业分析a.水分（M）焦炭的水分是焦炭试样在一定温度下干燥后的失重占干燥前焦样的百分率，分为全水分（Mt）和分析水分（Mad）两种。湿熄焦全水分约为4～6％，干熄焦时为0.5～1％。b.灰分（A）焦炭的灰分是焦炭分析试样在85010oC下灰化至恒重，其残留物占焦样质量

6、的百分率，用Aad表示。焦炭灰分对高炉冶炼极为有害，灰分每增加1％，高炉焦比提高约2％，炉渣量提高约3％，高炉溶剂用量约增加4％，高炉生铁产量约下降2.2～3.0%。c.挥发分（V）挥发分是焦炭分析试样在90010oC下隔绝空气快速加热后的失重占原焦样的百分率，并减去该试样的水分得到的数值。挥发分是衡量焦炭成熟度的标志，通常规定高炉焦的挥发分为1.2％左右，若挥发分大于1.9％，则表示生焦，其不耐磨，强度差；若挥发分小于0.7％，则表示过火，过火焦裂纹多且易碎。焦炭的挥发分与原料煤的挥发分和炼

7、焦最终温度有关，原料煤挥发分高，在相同的炼焦工艺条件下，焦炭的挥发分也高。随着炼焦最终温度的升高，焦炭的挥发分降低。d.固定碳（FC）（2）元素分析a.CH焦炭中C和H的含量通过燃烧法测定。焦炭中氢的含量也可作为衡量焦炭成熟度的指标。b.N焦炭中的氮是焦炭燃烧时生成NO2的来源。焦炭中N含量的测定方法为开氏法，其含量约为0.5～0.7％。d.O焦炭中的氧含量较少，一般用差减法计算得到：c.S焦炭中的硫包括有机硫和无机硫，工业上通常用艾氏法测定，其含量一般为0.7%~1.0%。焦炭中硫含量增加0.

8、1％，高炉焦比增加1.2～2％，高炉溶剂用量增加2％，生铁产量减少2～2.5％。3、机械性能（1）落下强度其评价指标为或，特别适合于评价铸造焦强度。（2）转鼓强度以定量焦炭在一定规格和实验条件的转鼓内，旋转一定转数，鼓内焦炭之间相互撞击、摩擦，造成焦炭开裂和磨损，用转后某一粒级的焦炭量占入鼓焦炭的百分率来评定焦炭强度。米库姆转鼓其评价指标一般为M40（或M25）和M10。当焦炭承受冲击力时，焦炭沿结构的裂纹或缺陷处碎成小块，焦炭在外力冲击下抵抗碎裂的能力称焦炭抗碎强度，用M40或M25表示。当焦