安钢6m焦炉炉顶空间温度优化及效果

王新会 刘琪 陈昕 张俊 关云鹏 翟超

( 安阳钢铁股份有限公司)

0 前言

炉顶空间温度［1］是指炭化室顶部空间的荒煤气温度。由于煤在炭化室内加热，温度升高到700 ℃以后，以缩聚反应为主，这时开始大量产生H2，基本上不产生焦油［2］和其它苯族烃类产品，如果升温速度较快，控制偏高，炉顶空间及上升管根部很容易形成大量的石墨，严重时将影响焦炉的正常生产，同时还影响化学产品的收率。因此要求在结焦时间2/3 时，炉顶空间温度控制在800 ±30 ℃，最高不应超过850 ℃。

1 焦炉概况

安钢焦化厂两座6 m 焦炉为焦耐院设计的JN60 －6 型焦炉、2 ×55 孔年产110 万吨焦炭，分别于2005年、2007年投产，设计周转时间为19 h，目前周转时间稳定在20 h，采用混合煤气( 高炉煤气中掺混一定比例的焦炉煤气) 加热。

2 存在问题及分析

炉顶空间温度测量均采用炉盖插热电偶的方法进行测量。与7 m 焦炉相比，因为推焦车没有石墨吹扫装置，刮板机经常出现故障，炉顶空间温度受炉头温度控制程度较大，易导致炉顶石墨偏多，经常造成干熄焦排焦及皮带系统堵料故障。2012年10月～2013年3月测定的炉顶空间及相关的主要数据见表1。

表1 7#、8#焦炉炉顶空间温度关联数据(平均)

由表1 可以看出，炉顶空间温度与直行平均温度成正比，与焦饼中心温度成正比;与炉头温度没有直接的关联性，经过排查分析，主要存在以下几方面问题:

2．1 焦炉密封性差

通过检查发现，废气瓣及蓄热室封墙等部位的密封性差，密封用的保温材料处理间隔时间长，很多保温部位开裂，或掉块，起不到保温效果，为了保持合理的边火道温度，标准温度有所提高，导致炉顶空间温度偏高。

2．2 装煤量偏低

装煤量如果偏少，导致炭化室顶部和煤线的间距过大，会引起焦炉炉顶空间温度高的“假象”。2013年3月份的煤线测量过程中，发现8#煤车3#煤线平均达到了2100 mm，比要求的1800 mm 低300 mm左右。经检查，装煤车螺旋转数达到要求的转数，3#称重长期不显示，不能做出合理判断，通过对8#煤车3#螺旋进行检查，发现螺旋变形严重，每圈装煤量比平时要少。

2．3 立火道高向加热不均匀

车间采用混合煤气( 高炉煤气里掺混焦炉煤气) 加热，其中焦炉煤气量控制在2．5% ～3%左右。其中2012年2月～3月份的焦饼中心温度情况见表2。

表2 2012年2 ～3月份焦饼中心温度

由表2 中可以看出，由于采用主要为高炉煤气的混合煤气加热，而高炉煤气的高向加热均匀性非常差，导致炭化室上部温度1065 ℃比下部1046 ℃高出19 ℃，是焦炉炉顶空间偏高的一个主要原因。

2．4 炉顶空间温度与荒煤气导出系统不畅

如果荒煤气系统导出不畅，如上升管根部石墨堆积较厚、桥管堵或氨水喷洒效果差都会导致荒煤气导出不畅，这样会引起焦油或芳香烃等在炭化室顶部停留时间较长，使化产品产生二次裂解的机率增加，形成较多的石墨，同时会造成炉顶空间温度偏低的“假象”。

3 工艺优化措施

3．1 提高炉体的严密性

针对炉头温度波动，车间向焦化厂申请平均每两年对焦炉( 特别是大焦炉) 进行加固保温一次，并且制度化，减少冷空气进入焦炉炉内的可能性，提高并稳定炉头温度。

3．2 调整合适的标准温度

标准温度对炉顶空间的影响较大，针对标准温度偏高，炉顶空间温度偏大，采取动态标准温度管理，根据夏天炉头大等需要调节的生产实际需要，合理的调整标准温度，见表3。

表3 7#、8#焦炉炉顶空间温度关联数据

由表3 可以看出，焦饼中心温度基本上稳定在1000 ±50 ℃，炉顶空间温度也在800 ±30 ℃合适的范围之内。

3．3 及时调整装煤量

为了确保测量的准确性，测量炉顶空间温度时，应先测量相应的煤线，让其保持和平时要求的一样，同时在装煤前检查上升管荒煤气导出系统是否正常运行，并组织对8#煤车3#螺旋进行更换，要求计控部门恢复电子称设备，并每年对其进行规范标定。同时每周对煤线进行测量，避免由于煤车称量系统故障导致装煤量偏少。

3．4 合理控制高向加热

针对焦饼中心温度上下偏差较大的问题，将加热用混合煤气中的焦炉煤气含量由原来的2．5% ～3%提高到现在的4．5% ～5%，焦饼中心温度上下偏差由原来的19 ℃缩小到±5 ℃，解决了焦炉高向加热均匀性差的问题，稳定了焦炭质量，确保了测量的炉顶空间温度的全炉准确性。

3．5 确保荒煤气导出系统畅通

加大上升管系统( 桥管、上升管根部、氨水喷头) 和炉口石墨等检查力度，并根据实际情况及时调整炉顶空间温度，使炭化室荒煤气导出正常，确保焦炉生产的良性循环。

4 工艺优化效果

1) 确保了炉顶空间温度测量的真实性，具有全炉代表性。

2) 在保证炉顶空间温度控制在800 ±30 ℃，最高不超过850 ℃的前提条件下，很好的改善冬天炉头焦炭偏生冒黑烟，夏天大炉头现象，便于更好的组织生产。

3) 炭化室顶部及上升管根部结石墨情况得到明显改善。

4) 提高了化学产品的收率，并有效的保证了收率稳定，同时也减轻了大量酚氰污水排放的环保压力。

5 结语

目前采用热电偶测量炉顶空间温度，热电偶测量受到炉墙高温热辐射的影响，测量值比实际值偏高;同时对炉顶空间测量方法改进［3］等更加有利于测量的准确性; 另外推焦车上的自动石墨吹扫装置如能得到恢复，将有利于焦炉的炉顶空间温度的稳定;清门清框系统如果能正常使用，在环保得到保证和炉顶空间温度稳定的情况下，适当提高集气管压力，有利于焦炉炉体的保护。

［1］于振东，蔡承祐．焦炉生产技术［M］． 沈阳: 辽宁科学技术出版社，2005:171

［2］苏宜春．炼焦工艺学［M］．北京:冶金工业出版社，2006:59－73

［3］靳迎武，张俊，刘思沛等．焦炉炉顶空间温度测量优化［J］．甘肃冶金，2013，35(2) :118 －120