鞍钢鲅鱼圈7 m焦炉耗热量影响因素及控制措施.pdf

鞍钢技术2023 年第3 期ANGANG TECHNOLOGY生产实践鞍钢鱼圈7 m焦炉耗热量影响因素及控制措施马银华，周鹏，党平，陈永昌，代成（鞍钢股份有限公司鱼圈钢铁分公司，辽宁营口1 1 50 0 7)摘要：针对7 m焦炉炼焦耗热量偏高问题，分析了耗热量影响因素，通过采取降低高炉煤气温度、降低焦炉焦饼中心温度、调整风门开度降低空气过剩系数和提高焦炉炉墙严密性等控制措施，焦炉炼焦耗热量由32 44kJ/kg降低至2 9 6 5kJ/kg，效果显著。关键词：炼焦；耗热量；高炉煤气中图分类号：TQ52D01:10.3969/j.issn.1006-4613.2023.03.007Influencing Factors for Heat Consumption of 7 m Coke Oven inBayuquan Branch of Ansteel and Relevant Control MeasuresMA Yinhua,ZHOU Peng,DANG Ping,CHEN Yongchang,DAI Cheng(Bayuquan Branch of Angang Steel Co.,Ltd.,Yingkou 115007,Liaoning,China)Abstract:In view of the high heat consumption of the 7 m coke oven,the influencing factorsfor high heat consumption were analyzed.By taking relevant control measures such as lowering thecenter temperature of coke cakes in the oven,adjusting the opening of an air door,reducing thecoefficient of excess air and improving the tightness of the coke oven wall,the heat consumption ofthe coke oven was reduced from 3 244 kJ/kg to 2 965 kJ/kg.Key words:coke making;heat consumption;blast furnace gas炼焦耗热量是评定焦炉结构完善、热工操作和管理水平高低的重要指标，对进一步优化生产工艺、改进操作水平、提高生产技术管理和降低产品能耗具有重要意义。鞍钢股份有限公司鲮鱼圈钢铁分公司炼焦部（以下简称“鱼圈”）装备有国内首批自主设计的7 m52孔JNX-70-2型焦炉4座，于2 0 0 8 年4月投产，属于国内先进大型焦炉。2 0 1 9 年1 月，焦炉生产负荷大幅提高，焦炉周转时间达到1 9 h。生产过程中，加热煤气耗量明显增加，炼焦耗热量明显增大。因此，对焦炉耗热量偏高原因进行了分析，并提出降低焦炉耗热量措施，实施后效果良好，本文对此做一介绍。1焦炉耗热量实绩焦炉炼焦耗热量是1 kg煤在焦炉中炼成焦马银华，高级工程师，2 0 0 4年毕业于安徽工业大学化学工程与工艺专业。E-mail:总第441 期文献标识码：A文章编号：1 0 0 6-46 1 3(2 0 2 3)0 3-0 0 33-0 4炭时，需要提供给焦炉的热量。经测算得到鱼圈7 m焦炉炼焦耗热量指标，与行业同类型焦炉炼焦耗热量指标对比如表1 所示。表1 鲮鱼圈7 m焦炉与行业同类型焦炉炼焦耗热量对比Table 1 Comparison of Coke-making Heat Consumption of7 m Coke Oven in Bayuquan Branch and SameType of Coke Ovens by Steel Industry年份鲮鱼圈7 m焦炉指标20153 25120163.2442017328720183.27320193 1722015-2019综合炼焦耗热量注：焦炉平均耗热量以含水7%的煤计算。由表1 可以看出，鱼圈7 m焦炉耗热量指一3 3-kJ/kg行业同类型焦炉指标28502.8862.9292.9222.94332442.907鞍钢技术2 0 2 3年第3期马银华等：鞍钢鱼圈7 m焦炉耗热量影响因素及控制措施总第441 期标高于行业同类型焦炉指标。近几年，鲮鱼圈7 m73.275kJ，估算炼焦耗热量增加约6 7 kJ/kg。焦炉耗热量居高不下，最高达到32 8 7 kJ/kg，综合2.2焦炉焦饼中心温度偏高水平较行业同类型焦炉炼焦耗热量高出1 1.6%。可鲮鱼圈4座7 m焦炉配置三台推焦车，没有见，鱼圈焦炉炼焦耗热量具有很大的挖潜空间。炉门消烟服务车，为避免焦炉炉头部位焦炭成熟度不够、摘门过程冒黑烟，焦炉正常生产状态下，2焦炉耗热量影响因素分析标准温度控制较高。对4座焦炉中心温度进行测2.1加热用高炉煤气温度偏高量，测量结果如表3所示。鱼圈7 m焦炉加热煤气主要以高炉煤气为表3鲮鱼圈7 m焦炉焦饼中心温度测量结果主，辅助掺混3%7%的焦炉煤气。现场测量从能Table 3 Measurement Results of Center Temperature源动力部煤气柜来的高炉煤气，人炉煤气温度达of Coke Cakes in 7 m Coke Oven in Bayuquan Branch到40 以上，较正常水平高1 0 左右，高炉煤气时间周转时间/h饱和水分含量较高，影响耗热量上升。不同温度高炉煤气饱和水含量如表2 所示。表2 不同温度高炉煤气饱和水含量Table 2 Saturated Water Content of Blast FurnaceGas at Different Temperatures高炉煤气温度/饱和水含量（gm）由表2 可以看出，高炉煤气温度由30 上升到40 时，饱和水汽量增加2 5g/m,该部分水汽在焦炉加热过程中会以2 50 左右的废气排出，不仅需要消耗汽化显热，且由于废气量增加会额外带出部分焦炉热量。经推算，水蒸气在0250的平均比热容为2 kJ/(kg）,1 k g 水带走的热量2 49 1+2(2 50-30)=2 9 31 kJ,1m高炉煤气燃烧增加的煤气消耗2 52 9 31/1 0 0 0=Table 4 Measurement Results of Waste Gas from 7 m Coke Oven in Bayuquan Branch氧化锆焦炉取样点机侧分烟道1#焦侧分烟道标准号小烟道机侧分烟道2#焦侧分烟道标准号小烟道机侧分烟道3#焦侧分烟道标准号小烟道机侧分烟道4#焦侧分烟道标准号小烟道-34-标准温度/机侧焦侧2019年202019年19由表3可以看出，鲮鱼圈4座7 m焦炉焦饼中303531.842.7表4鲮鱼圈7 m焦炉废气测量结果空气过剩分烟道吸力/Pa系数示数1.723.811.774.021.65一1.673.541.824.321.71一1.803.661.824.351.761.741.761.65焦饼中心温度/1 23512801 240128540心温度普遍达到1 0 40 以上，在技术规定要求上56.8限。在同一结焦时间内，火道温度每改变1 0，焦饼中心温度相应改变2 5 30，按照焦炭成熟时焦饼中心温度1 0 0 0 计算，立火道温度的提高增加炼焦耗热量2 1 0 kJ/kg左右。2.3空气过剩系数偏大鱼圈7 m焦炉在机焦侧各设置一台氧化锆测量仪器，由于氧化锆测量点选取在烟道，前面通道泄人空气，对测量结果影响较大。采用焦炉废气自动分析仪器对4座焦炉废气进行测量，具体测量结果见表4。机侧焦侧1901951952001952003.354.05一10701065风门开度/mm机侧焦侧140150140150140150190195140150鞍钢技术2023年第3期ANGANG TECHNOLOGY由表4可以看出，鱼圈4座7 m焦炉标准管道处增加填料脱水器，对高炉煤气进行喷淋降火道空气过剩系数平均为1.7 4，分烟道空气过剩温，进焦炉燃烧的高炉煤气温度由42 降低至系数1.7 6,明显高于标准1.2 1.3的控制要求。35，降温效果比较明显。2.4焦炉斜道封墙严密性下降3.2降低焦炉焦饼中心温度鲮鱼圈4座7 m焦炉开工至今已运行1 2 年，由于炉头温度偏低会造成出焦过程中冒烟严随着焦炉炉龄增长，焦炉炉体各部位严密性出现重，设立焦炉边火道辅助加热系统。系统上线后，不同程度的劣化。日常检查中发现，由于长期的推通过对边火道温度进行精细化调整，在保证焦炭焦车摘、对门操作，加上车辆对位准确度的影响，成熟的前提下，大幅降低了焦炉标准温度，测量结频繁机旁人工操作，造成焦炉斜道封墙（炉框下果如表5所示。部)黏土砖碎裂，出现冷空气窜漏进炉头斜道中，表5鲮鱼圈7 m焦炉改进后焦饼中心温度测量结果加热用煤气提前在斜道内燃烧，从而增加煤气消Table 5 Measurement Results of Center Temperature of Coke耗。除此之外，蓄热室封墙、废气盘等保温层脱落、Cakes in 7 m Coke Oven in Bayuquan Branch after Improvement炉体窜漏增加等问题的出现，都必然将造成炼焦时间周转时间/h耗热量增加。2.5入炉煤水分偏高炼焦部洗煤存储原设计为露天料场，洗煤料场无棚化设施。进人雨季，洗煤含水量较大，人炉煤水分达到1 1%以上，较设计人炉煤水分高1%。根据理论计算，配煤水分每变化1%，耗热量相应变化2 9 33kJ/kg。由于入炉煤水分增加，显著增加炼焦耗热量。3控制措施3.1降低高炉煤气温度为了降低高炉煤气温度，在出TRT高炉煤气Table 6 Measurement Results of Exhaust Gas from 7 m Coke Oven in Bayuquan after Improvement氧化锆焦炉取样点机侧分烟道1#焦侧分烟道标准号立火道机侧分烟道2#焦侧分烟道标准号立火道机侧分烟道3#焦侧分烟道标准号立火道机侧分烟道4#焦侧分烟道标准号立火道总第441 期标准温度/焦饼中心温度/机侧焦侧2020年202021年19由表5可以看出，1 9 h标准温度（机侧/焦侧）由1 2 40/1 2 8 5(2 0 1 9 年）降低至1 2 2 0/1 2 6 5(2021年）确保了焦饼中心温度控制下限运行，4座焦炉焦饼中心温度平均为9 8 0 左右。3.3调整风门开度降低空气过剩系数依据焦炉实测空气过剩系数，对焦炉风门开度、吸力等进行优化调整，以达到降低焦炉空气过剩系数目的,测量结果如表6 所示。表6 鱼圈7 m焦炉改进后废气测量结果空气过剩分烟道吸力/Pa系数示数1.343.151.382.261.06一1.263.381.312.211.07一1.332.431.403.411.21一1.333.741.311.141.1612151 2601 2201 265风门开度/mm机侧焦侧185190190195185190190195985975机侧焦侧100120100120100120100120-35-鞍钢技术2 0 2 3年第3期马银华等：鞍钢鲮鱼圈7 m焦炉耗热量影响因素及控制措施总第441 期由表6 可以看出，4座焦炉分烟道空气过剩系最好水平，较前期得到大幅度降低，达到国内同类数降低至平均1.33，标准火道空气过剩系数降低焦炉先进水平。至平均1.1 3，基本符合焦炉调节技术要求。表7 2 0 2 1 年鲮鱼圈7 m焦炉炼焦耗热量3.4提高焦炉炉墙严密性Table 7 Coke-making Heat Consumption of 7 m拆除焦炉斜道封墙并重新砌筑，对部分废气Coke Oven in Bayuquan Branch in 2021盘及斜道正面进行重新保温，彻底更换部分损坏1月2月3月4月5月6月综合炼焦耗热量严重的封墙砖，使用耐火材料对废气盘底座、单叉3.0222.9782.9723.0722.9072.857部位进行封堵，减少空气泄人。另外，调节蓄热室吸力，抹补单主墙，减少蓄热室单主墙之间的串漏，杜绝下火现象，减少能源损失，由上述表6 中的分烟道氧含量和立火道氧含量的对比可以看出，焦炉炉体的密封性得到了提高，有效减少了炼焦耗热量。4综合效果通过近一年时间的技术攻关处理,2 0 2 1 年鱼圈7 m焦炉炼焦耗热量明显降低，如表7 所示，可以看出，改进后鱼圈7 m焦炉炼焦耗热量平均达到2 9 6 5kJ/kg，尤其在2 0 2 1 年6 月份达到历史kJ/kg2.9655结语鞍钢股份有限公司鱼圈钢铁分公司炼焦部7m焦炉炼焦耗热量较高，通过分析原因，提出采取降低高炉煤气温度、降低焦炉焦饼中心温度、调整风门开度降低空气过剩系数和提高焦炉炉墙严密性措施。实施后，焦炉炼焦耗热量由32 44kJ/kg降低至2 9 6 5kJ/kg，达到了国内焦炉先进水平，值得推广和借鉴。(编辑查松妍）修回日期：2 0 2 2-1 1-0 8*(上接第32 页）3张朋伟，施云兴，邓本波.经济型汽车镀锌板应用部位设计J.汽车实用技术，2 0 1 6(1 1):1 1 8-1 2 0.4M a h ie u J,D e C o o m a n B.汽车用高强度钢的电镀锌性J.冶金与材料反作用，2 0 0 1,32 A（1 1）：2 9 0 5-2 9 0 8.5张清辉，陈冷，师绍广，等.钢带热镀锌技术研究进展J.金属热处理，2 0 0 9,34(1 2)：7 8-8 2.6潘恩宝，邸洪双.热镀锌双相钢的发展和应用J.钢铁研究，2010,38(4):5556,59.7富聿晶，刘宏亮，付东贺，等.冷却段H2含量对8 0 0 MPa级热镀锌双相钢力学性能及表面质量影响J.金属热处理，2 0 2 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