馬鋼6號干熄焦系統(tǒng)優(yōu)化措施及效果

王盧輝，王 飛，任瑞峰

（馬鋼股份有限公司 煉焦總廠 安徽馬鞍山 243000）

干法熄焦能夠提高焦炭的性能，避免對周圍設備腐蝕和對大氣的污染以及利用循環(huán)氣體的余熱進行發(fā)電，降低煉焦能耗，具有顯著的經(jīng)濟和環(huán)保效益。

新區(qū)通過6號干熄焦的投產(chǎn)開創(chuàng)了全國首個配套7.63 m焦爐全干熄的先例，對新區(qū)4000 m3高爐的穩(wěn)定生產(chǎn)起到了積極的作用。

1 現(xiàn)狀

馬鋼新區(qū)配套兩座7.63 m焦爐，年產(chǎn)焦炭量約為210萬噸，與之相配套的是兩座處理量為130 t/h的干熄爐，在正常的生產(chǎn)條件下干熄率可以達到95%［1］（除定修和年修外），馬鋼新區(qū)焦炭全部供應兩座4000 m3高爐。

高爐生產(chǎn)對所用焦炭的基本要求是：粒度均勻、耐磨性和抗碎強度好、反應性低以及反應后強度高。從表1可以明顯的看出，與濕熄焦相比干熄焦的M10降低約0.6%，M40提高約2.2%，反應性降低了約1.3%，反應后強度提高了約1.2%。4、5號干熄爐已達到最大負荷，且兩套干熄爐共用一套提升設備，受公共部分設備檢修響，干熄爐檢修等影響，干熄率大幅降低，僅在每年正常的檢修過程中約有15萬t濕焦炭產(chǎn)生。干熄爐檢修過程中，高爐所用的老區(qū)干熄焦配比明顯增加，高爐用焦在干濕轉換過程中，負荷下降約10%，煤比下降至少20 kg/t*Fe，焦比增加了約28 kg/t*Fe，不僅對鐵前生產(chǎn)造成影響，也增加了工序能耗［1］。

2 馬鋼6號干熄焦設備系統(tǒng)優(yōu)化的具體措施

干熄焦系統(tǒng)設備單元構造復雜，關鍵設備均為單機運轉，設備流程間聯(lián)系緊密［2］，要做到干熄焦系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行，配套設備的穩(wěn)定性尤為突出。根據(jù)馬鋼前幾座以及國內(nèi)的其它干熄系統(tǒng)設備的運行狀況和存在的弊端，新建干熄爐在設備和技術改進上做了相應的優(yōu)化［3］。

2.1 干熄焦裝入裝置

6#干熄焦裝入裝置上部料斗以裝焦過程中的集塵管均采用固定式，較以往移動式的結構，可以減少設備磨損，從而提高設備使用壽命，降低能源消耗。頂部吸塵口由一個增加至四個，根據(jù)吸塵口位置，優(yōu)化管徑及風量，上料斗增加兩塊活動的除塵蓋板，提高其嚴密性，提高了環(huán)境除塵風機的吸力，就運行狀況來看，除塵效果較好，滿足環(huán)保要求。

2.2 干熄焦一次除塵器

2.2.1 水冷套管的改進

相比于新區(qū)其他兩座干熄焦，新建干熄焦水冷套管的數(shù)目由之前的四根，變?yōu)楝F(xiàn)在的兩根，水冷套管數(shù)目的降低可以減少焊縫的數(shù)量，有利于系統(tǒng)的密封性。此外，6#干熄焦水冷套管內(nèi)部采用36個排灰管，取代之前的一個排灰管，通過進一步增加換熱面積，提高對一次除塵器焦粉的冷卻效果。

2.2.2 一次除塵重力擋墻的改進

干熄焦重力擋墻為單磚結構，由上部擋墻和下部擋墻兩個部分組成，其材質均為A級莫來石的耐火磚砌，由于莫來石火泥設計的耐火度為1730℃，而重力擋墻的工作約為900℃，從而導致火泥只能在低溫下燒結而達不到其設計粘結強度的標準，造成耐火磚的脫落。隨著生產(chǎn)的進行其工作的溫度會發(fā)生波動，從而會在不同磚型之間形成縫隙，雖然重力擋墻設有兩處膨脹縫，但這些縫隙并不會沿著膨脹縫漲閉，在流速約為2.2 m/s，含塵量約10 g/m3-13 g/m3的循環(huán)氣體長期沖刷下，會出現(xiàn)擋墻部分脫落及通洞，甚至擋墻倒塌情況的發(fā)生。6號干熄焦采用無重力擋墻的一次除塵，通過近五年運行，除塵效果未受到明顯影響。

圖1 重力擋墻的結構

3 干熄爐本體的優(yōu)化及改進效果

在干熄爐連續(xù)生產(chǎn)過程中，隨著焦炭在爐內(nèi)高度的變化，溫度的變化，干熄爐爐壁將受到化學侵蝕、焦炭沖刷、高溫荷重以及溫度帶波動等因素的影響［4］。循環(huán)氣體在干熄爐內(nèi)穩(wěn)定、均勻的流動對爐況的穩(wěn)定起著至關重要的作用。

干熄爐爐口因裝焦前后溫度有波動，對該部位的耐火材料的穩(wěn)定性要求較高，6號干熄爐采用高強度耐磨，耐急冷急熱性好的A級莫來石碳化硅磚取代之前的B級莫來石碳化硅磚；冷卻段最易磨損，因此在6號砌筑時將耐磨澆注料塊改為高耐磨莫來石碳化硅剛玉磚。

表2 干熄焦耐火磚部分理化性能指標

在充分考慮140噸/小時實際生產(chǎn)能力，滿足67-69（爐/天）生產(chǎn)需求的前提下，6號干熄焦預存室與之前相比增加了12塊磚，預存室的容積、冷卻室直徑增加都進行了相應調(diào)整，與4、5號相比在干熄相同質量的焦炭時，冷卻段的高度將降低，從而可以減少干熄爐內(nèi)的循環(huán)氣體的阻力；由于高徑比的降低使循環(huán)氣體的流速降低，增加了焦炭冷卻時間，提高了冷卻效果，降低了氣料比，從而可以降低循環(huán)氣體的流量，即降低了循環(huán)風機的負荷，節(jié)約了運行成本。

雙斜道技術的應用

6號采用雙斜道模式，斜道口數(shù)目由原來的30個（4、5號）或36個（1-3號）改為現(xiàn)在的20個，高度也較原來增加了78 mm。斜道口數(shù)目的減少和高度的增加，使氣體流通截面積增加，氣體流速變緩，與單斜道相比雙斜道使循環(huán)氣體流過其截面的流速減少70%［5］，從而減少焦粉對斜道的沖刷，減少耐火材料的磨損，延長斜道的維修周期。6號干熄焦環(huán)形氣道的高度增加312 mm，這也使環(huán)形氣道的氣流流通截面增加，氣流阻力減小，不僅有利于氣流分布均勻，而且也將使氣流帶走的塵粒量減少；環(huán)形氣道的出口和一次除塵器的進口截面也同時增加，使氣流含塵量減少［5］。

圖2 斜道對比

4 結語

馬鋼新區(qū)6號干熄焦系統(tǒng)工程無論是在工藝上還是設備上都有較大的革新，對干熄焦設備的國產(chǎn)化應用上做出了巨大的貢獻，實現(xiàn)了國內(nèi)7.63 m焦爐全干熄。通過對新建干熄焦的應用及改造，使得干熄焦工藝更完善、性能更穩(wěn)定、控制更精確，為進一步促進了干熄焦技術在國內(nèi)的推廣應用作出更大的貢獻。