马钢6号干熄焦系统优化措施及效果

2020-08-04王卢辉任瑞峰

安徽冶金科技职业学院学报 2020年2期

关键词：马钢挡墙焦炭

王卢辉，王飞，任瑞峰

（马钢股份有限公司炼焦总厂安徽马鞍山 243000）

干法熄焦能够提高焦炭的性能，避免对周围设备腐蚀和对大气的污染以及利用循环气体的余热进行发电，降低炼焦能耗，具有显著的经济和环保效益。

新区通过6号干熄焦的投产开创了全国首个配套7.63 m焦炉全干熄的先例，对新区4000 m3高炉的稳定生产起到了积极的作用。

1 现状

马钢新区配套两座7.63 m焦炉，年产焦炭量约为210万吨，与之相配套的是两座处理量为130 t/h的干熄炉，在正常的生产条件下干熄率可以达到95%［1］（除定修和年修外），马钢新区焦炭全部供应两座4000 m3高炉。

高炉生产对所用焦炭的基本要求是：粒度均匀、耐磨性和抗碎强度好、反应性低以及反应后强度高。从表1可以明显的看出，与湿熄焦相比干熄焦的M10降低约0.6%，M40提高约2.2%，反应性降低了约1.3%，反应后强度提高了约1.2%。4、5号干熄炉已达到最大负荷，且两套干熄炉共用一套提升设备，受公共部分设备检修响，干熄炉检修等影响，干熄率大幅降低，仅在每年正常的检修过程中约有15万t湿焦炭产生。干熄炉检修过程中，高炉所用的老区干熄焦配比明显增加，高炉用焦在干湿转换过程中，负荷下降约10%，煤比下降至少20 kg/t*Fe，焦比增加了约28 kg/t*Fe，不仅对铁前生产造成影响，也增加了工序能耗［1］。

2 马钢6号干熄焦设备系统优化的具体措施

干熄焦系统设备单元构造复杂，关键设备均为单机运转，设备流程间联系紧密［2］，要做到干熄焦系统长周期稳定运行，配套设备的稳定性尤为突出。根据马钢前几座以及国内的其它干熄系统设备的运行状况和存在的弊端，新建干熄炉在设备和技术改进上做了相应的优化［3］。

2.1 干熄焦装入装置

6#干熄焦装入装置上部料斗以装焦过程中的集尘管均采用固定式，较以往移动式的结构，可以减少设备磨损，从而提高设备使用寿命，降低能源消耗。顶部吸尘口由一个增加至四个，根据吸尘口位置，优化管径及风量，上料斗增加两块活动的除尘盖板，提高其严密性，提高了环境除尘风机的吸力，就运行状况来看，除尘效果较好，满足环保要求。

2.2 干熄焦一次除尘器

2.2.1 水冷套管的改进

相比于新区其他两座干熄焦，新建干熄焦水冷套管的数目由之前的四根，变为现在的两根，水冷套管数目的降低可以减少焊缝的数量，有利于系统的密封性。此外，6#干熄焦水冷套管内部采用36个排灰管，取代之前的一个排灰管，通过进一步增加换热面积，提高对一次除尘器焦粉的冷却效果。

2.2.2 一次除尘重力挡墙的改进

干熄焦重力挡墙为单砖结构，由上部挡墙和下部挡墙两个部分组成，其材质均为A级莫来石的耐火砖砌，由于莫来石火泥设计的耐火度为1730℃，而重力挡墙的工作约为900℃，从而导致火泥只能在低温下烧结而达不到其设计粘结强度的标准，造成耐火砖的脱落。随着生产的进行其工作的温度会发生波动，从而会在不同砖型之间形成缝隙，虽然重力挡墙设有两处膨胀缝，但这些缝隙并不会沿着膨胀缝涨闭，在流速约为2.2 m/s，含尘量约10 g/m3-13 g/m3的循环气体长期冲刷下，会出现挡墙部分脱落及通洞，甚至挡墙倒塌情况的发生。6号干熄焦采用无重力挡墙的一次除尘，通过近五年运行，除尘效果未受到明显影响。

图1 重力挡墙的结构

3 干熄炉本体的优化及改进效果

在干熄炉连续生产过程中，随着焦炭在炉内高度的变化，温度的变化，干熄炉炉壁将受到化学侵蚀、焦炭冲刷、高温荷重以及温度带波动等因素的影响［4］。循环气体在干熄炉内稳定、均匀的流动对炉况的稳定起着至关重要的作用。

干熄炉炉口因装焦前后温度有波动，对该部位的耐火材料的稳定性要求较高，6号干熄炉采用高强度耐磨，耐急冷急热性好的A级莫来石碳化硅砖取代之前的B级莫来石碳化硅砖；冷却段最易磨损，因此在6号砌筑时将耐磨浇注料块改为高耐磨莫来石碳化硅刚玉砖。

表2 干熄焦耐火砖部分理化性能指标

在充分考虑140吨/小时实际生产能力，满足67-69（炉/天）生产需求的前提下，6号干熄焦预存室与之前相比增加了12块砖，预存室的容积、冷却室直径增加都进行了相应调整，与4、5号相比在干熄相同质量的焦炭时，冷却段的高度将降低，从而可以减少干熄炉内的循环气体的阻力；由于高径比的降低使循环气体的流速降低，增加了焦炭冷却时间，提高了冷却效果，降低了气料比，从而可以降低循环气体的流量，即降低了循环风机的负荷，节约了运行成本。

双斜道技术的应用

6号采用双斜道模式，斜道口数目由原来的30个（4、5号）或36个（1-3号）改为现在的20个，高度也较原来增加了78 mm。斜道口数目的减少和高度的增加，使气体流通截面积增加，气体流速变缓，与单斜道相比双斜道使循环气体流过其截面的流速减少70%［5］，从而减少焦粉对斜道的冲刷，减少耐火材料的磨损，延长斜道的维修周期。6号干熄焦环形气道的高度增加312 mm，这也使环形气道的气流流通截面增加，气流阻力减小，不仅有利于气流分布均匀，而且也将使气流带走的尘粒量减少；环形气道的出口和一次除尘器的进口截面也同时增加，使气流含尘量减少［5］。