王 凱，朱叢文，蔣詠梅

（濟鋼集團國際工程技術(shù)有限公司，山東 濟南250101）

1 前言

中國已查明的煤炭資源儲量中，煉焦煤種約有2 675億t，僅占26.25%，且分布不均勻。氣煤和1/3焦煤在煉焦煤資源儲量中占較大比例，達到45%以上；而焦煤與肥煤占比例較小，為稀缺資源。頂裝焦爐改為搗固焦爐后，在保證焦炭質(zhì)量前提下，可多用30%～40%的高揮發(fā)分弱黏性煤及部分非黏結(jié)性煤，擴大煉焦用煤源，降低對優(yōu)質(zhì)焦煤和肥煤的依賴。為此，濟鋼于2012年6月—2013年1月將4.3 m頂裝焦爐改造為搗固焦爐，實現(xiàn)了焦炭質(zhì)量和成本的雙向改善。

2 頂裝焦爐改搗固焦爐方案的確定

搗固焦爐能否順利生產(chǎn)，關鍵在于煤餅的穩(wěn)定性，因此，研究影響煤餅穩(wěn)定型的因素，對頂裝改搗固后能否順利生產(chǎn)具有非常重要的指導意義。煤餅的穩(wěn)定性一般用抗剪強度和抗壓強度來進行表示，即高寬比。資料和生產(chǎn)經(jīng)驗證明，煤餅要保持穩(wěn)定，高寬比最大不能超過13∶1。濟鋼改造的4.3 m頂裝焦爐的高寬比在10∶1左右，因此，由頂裝焦爐改為搗固焦爐生產(chǎn)，從煤餅的穩(wěn)定性上是可行的。

在前期考察調(diào)研的基礎上，通過比對頂裝焦爐和搗固焦爐的工藝操作參數(shù)（見表1）。

表1 頂裝焦爐和搗固焦爐工藝操作參數(shù)對比

確定需要改造的系統(tǒng)有：煤破碎系統(tǒng)、裝煤系統(tǒng)、焦爐機械和除塵系統(tǒng)。具體工藝方案：由煤倉來的洗精煤按照一定比例配合均勻后，經(jīng)改造后的新破碎機破碎，細度達到88%～90%，通過輸煤皮帶導入原頂裝煤塔，再通過新增皮帶機引至新建的側(cè)裝煤塔中。側(cè)裝煤塔兩側(cè)設置搗固站，配合煤通過安裝在煤倉的搖動給料機連續(xù)薄層給料，進入到裝煤車的搗固煤箱內(nèi)，用18錘微移動搗固機逐層搗實，然后用新增側(cè)裝煤車將搗好的煤餅從機側(cè)送入炭化室。煤餅在炭化室中高溫干餾，經(jīng)過約22.5 h后，成熟的焦炭被推出，進入干熄爐干熄后經(jīng)皮帶輸送至下道工序搗固煉焦配合煤細度要求控制在90%～93%（至少要＞85%），其中粒度＜0.5 mm的應在40%～50%；而頂裝煤煉焦配合煤細度要求75%～80%。因此，頂裝焦爐改搗固煉焦配合煤的粉碎系統(tǒng)需要進行相應改造，確保煤料細度滿足搗固煉焦要求。

新上2套新型破碎機，通過破碎機正反轉(zhuǎn)，以滿足頂裝和搗固生產(chǎn)對配合煤細度不同要求。

3.2 新建小側(cè)裝煤塔

為充分利用現(xiàn)有煤塔儲煤量大的優(yōu)勢，現(xiàn)皮帶上煤方式不變，對舊煤塔進行改造。在原頂裝煤塔機側(cè)引出一小側(cè)裝煤塔，小側(cè)裝煤塔兩側(cè)設置搗固站，同時安裝搖動給料機。從舊煤塔的下煤口通過新增小皮帶引至新建的側(cè)裝煤塔中，將原頂裝煤塔第1跨及第3跨改造后供新增搗固煤塔上煤使用，第2跨保留供頂裝裝煤車裝煤使用。

3.3 改進除塵方式

焦爐頂裝改搗固后，裝煤煙塵主要集中在裝煤孔、機側(cè)爐頭。為徹底消除這些煙塵，采用一種新除塵方法，即爐門密封、機側(cè)爐頭罩、U型管導煙車、高壓氨水噴灑和焦炭過濾裝置相集成的方法。

在爐頂采用U型管導煙車，在導煙車上設置2套U型管系統(tǒng)，能最大限度減少炭化室的冒煙冒火現(xiàn)象，并能將導煙后殘留的微量有害氣體放散，安全可靠；導煙孔蓋采用機械控制，可自動啟閉，操作過程中沒有煙氣外逸；機側(cè)爐頭煙，利用攔焦除塵器進行處理，實現(xiàn)裝煤攔焦二合一除塵方式；為防止煙塵中焦油及顆粒進入地面除塵站，在進除塵器之前，設置焦炭過濾裝置吸收裝煤煙氣中的焦油與顆粒，避免除塵器堵塞與燃燒。機側(cè)設置爐門密封裝置，將整個炭化室機側(cè)爐門完全封閉，煙塵只能通過集塵罩進入地面除塵站，避免了煙塵污染。

3.4 新增機械設備

增加焦爐機械包括2臺裝煤車、2臺導煙車、2套18錘微移動搗固機和18搖動給料機臺。

1）改變搗固裝煤車結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)焦爐機側(cè)平臺不下移。頂裝焦爐機側(cè)平臺比搗固焦爐機側(cè)平臺高700～800 mm，改搗固若采用機側(cè)平臺（包括下水、暖、電、氣等管線）整體下移，則改造的工程量大，還不能保證正常生產(chǎn)。經(jīng)過分析研究和反復試驗，在不影響正常生產(chǎn)的情況下，搗固裝煤車采用了吊梁結(jié)構(gòu)、送煤前鏈輪的特殊布置方式，保證了頂裝焦爐不用下移爐臺和改動管線，搗固裝煤車就可以正常安裝和使用。2）搗固機為新型恒壓調(diào)心傳動夾板錘搗固機，具有調(diào)整結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維修更換方便，摩擦板使用壽命長的特點。3）導煙車采用帶有機側(cè)爐頭煙導煙裝置的雙U管導煙車。U型管導煙車有可靠的機械抓手，采用先抓蓋，確認無誤后再下U型管的技術(shù)，克服了由于水封爐蓋在制造、安裝、車輛定位等誤差造成的抓蓋不準或脫蓋導煙等事故。4）搖動給料機配合搗固機完成搗固一個煤餅所需煤料的間斷均勻給料。搖動給料機與搗固機聯(lián)鎖，能夠按搗固機工作要求進行加料；具備方便的手動啟閉閘板，需要時便于關閉下料口；搖動給料機可分臺操作，也可實現(xiàn)PLC集中給料控制。

3.5 其他改造

1）改造原有頂裝裝煤車，以滿足裝煤車適應爐頂水封的需要。2）改造干熄焦焦罐，擴大焦罐容量，滿足搗固焦爐單孔焦炭產(chǎn)量增加的需要。3）在維持原有頂裝加熱方式的基礎上，改造煤氣孔板，調(diào)整機側(cè)和焦側(cè)標準火道溫度，由1 260℃提高到1 310℃，滿足了搗固焦生產(chǎn)的需要。4）調(diào)整配煤結(jié)構(gòu)，焦煤和肥煤的含量由37%降低到15%，適當增加了30%～40%氣煤、氣肥煤和貧瘦煤的配量。

4 主要創(chuàng)新點

1）保持焦爐爐體不變，不停產(chǎn)進行改造。在頂裝焦爐上成功實現(xiàn)了既能頂裝煉焦又能搗固煉焦的新模式。2）搗固裝煤車采用了吊梁結(jié)構(gòu)、送煤前鏈輪的特殊布置方式，保證了頂裝焦爐不用下移爐臺和改動管線，搗固裝煤車就可以正常安裝和使用。3）組合爐門密封裝置，集塵罩、雙U型管導煙車、焦炭過濾裝置等，采取集成除塵方式，實現(xiàn)了攔焦、裝煤除塵“二合一”。4）不改變焦爐加熱系統(tǒng)，采用調(diào)節(jié)格子磚等手段滿足了搗固焦爐的生產(chǎn)需要，焦炭成熟均勻。

5 結(jié)語

濟鋼實施4.3 m頂裝焦爐改搗固焦爐后，在保證同樣焦炭質(zhì)量的前提下，多用了30%～40%的高揮發(fā)分弱黏性煤及部分非黏結(jié)性煤，擴大了煉焦用煤源，降低了對優(yōu)質(zhì)焦煤的依賴度，噸配合煤成本降低30多元。改造時保持爐體不變，降低了建設成本，縮短了施工周期，具有推廣應用價值。