浅谈焦炉结构的发展方向
摘要：自1987年,在总结国内外焦炉技术的基础上，现如今我国焦炭产量已达4亿吨左右,焦炉也向大型化发展。

4.3m焦炉减少 , 6m焦炉得到普遍推广。

中冶焦耐创新开发成功了砖型少、调节方便的6m大容积焦炉，推动了中国焦炉从中型向大型化的发展，至今已有100多座6m焦炉在国内运行生产，并已打入国外焦化市场。

关键字：焦炉的结构、大型化
一.焦炉大型化的迫切性：
据中国炼焦行业协会初略统计，2009年，全国焦化行业关停淘汰落后小(老)焦炉产量近2300万吨。

2005~2009年的五年累计取缔土焦(改良焦)、淘汰落后小(老)机焦、小半焦(兰炭)焦炉产能总计达14644万吨，其中小(老)机焦炉9054万吨、土焦(改良焦)和小半焦(兰炭)焦炉产能5590万吨。

2009年，全国新建投产焦炉产能约3700万吨。

2005~2009年的五年累计新建投产符合《焦化行业准入条件》的炭化室高度≥4.3米大中型焦炉总产能14456万吨,其中炭化室高度≥5.5米捣固焦炉和≥6米顶装焦炉约8663万吨,占五年间新建焦炉总产能的60％，其中2009年达71％,实现了以自动化、大型化、清洁环保化的大中型焦炉产能对落后产能的置换。

作为世界第一焦炭生产、消费与出口大国，我国炼焦行业虽有宝钢、鞍钢、武钢、首钢第一批现代化炼焦炉，但同时还有一大批落后的中小机焦炉存在，工艺技术装备先进的6米大容积焦炉与面临淘汰的落后简易机焦炉并存。

4烽以下的小焦炉环保水平低，且质量低劣的焦炭不能满足高炉大型化和富氧喷煤的需求，适应不了炼铁技术发展的要求。

除宝钢4000m³高炉外，不少钢铁企业如武钢建造了3000 m ³以上的高炉。

高炉大型化和实施精料措施及强化冶炼，对冶金焦炭机械强度乃至反应性能提出了更高的指标要求，焦炭在高炉冶炼中扮
演的角色发生了很大的变化，其在高炉内的支撑骨架作用显得更为重要，焦炭的抗碎指标M40要求在85%以上，焦炭的反应后强度CSR在65%以上。

这样的冶金焦炭必须采取新的炼焦技术来生产，焦炉大型化无颖改善焦炭质量的一个重要措施。

为淘汰关停土焦、改良焦生产及工艺装备，国家有关部门先后出台了发改委等9部委联合发出了《清理规范焦炭行业若干意见的紧急通知》。

可以说，停止建设和改造4.3米以下落后小焦炉，已成为我国炼焦界的共识，得到焦化企业的认同。

二.焦炉大型化的必要性：
焦炉的大型化，是实现我国炼焦行业协调、健康、可持续发展的一条重要途径，炭化室加宽加高、提高单孔炭化室产焦量，是炼焦技术的发展方向。

自上世纪80年代宝钢建成第一座6米焦炉以来，中国焦炉的技术水平产生了一次飞跃。

各大钢铁企业和大型民营企业改造或新建焦炉时都选择了6米高炉，目前在建的6米焦炉就有16座。

增加焦炉炭化室的容积，在同等生产规模及外部环境下，由于炭化室高度和宽度的增大，使得结焦时间延长，可以大大减少出炉次数，减少装煤和推焦的阵发性污染，改善炼焦生产操作环境条件，大容积焦炉的自动化水平较高，炼焦工序能耗大大降低，劳动生产率也显著提高；大型焦炉的装炉煤的密度得到提高，降低了结焦速率，使焦炭成熟均匀，冶金焦炭的质量得到改善。

6米焦炉与4.3米焦炉相比，显示了无可比拟的技术优势。

以武钢焦炉为例，在同种配煤比及相同结焦的时间下，JN60型焦炉与JN43型焦炉相比，焦炭的机械强度M40提高了3%—5%，M10降低了0.2%—0.4%，焦炭反应后强度改善了2%—4%，吨焦的炼焦能耗降低了13.6公斤标煤，吨焦成本也减少了22元。

另外，焦炭质量提高后在高炉炼铁生产中产生的延伸效益更是巨大的。

三.焦炉大型化的可行性
近20年来，鞍山焦耐院在消化、吸收6米焦炉技术的基础上有所
创新，他们在焦炉大型化、宽炭化室焦炉等领域，开发出了多项具有自主知识产权的技术，国产化的大型焦炉机车设备与耐火材料完全满足了生产需要。

在5。

5米、6米焦炉的生产技术管理上，宝钢、攀钢、武钢、北焦等厂摸索并积累了丰富的经验，成功地应用了三电一体化技术，其经济技术指标达到了国外同行的先进水平，首钢、武钢、本钢等还实现焦炉机车炉号识别、连锁对位的自动控制。

长期以来，我国顶装焦炉的炭化室宽度没有突破450毫米，2002年鞍山焦耐院设计
了第一座炭化室高4。

3米、宽500毫米的顶装焦炉，目前正在开发宽
炭化室的6。

5米顶装焦炉和5。

25米捣固焦炉，为我国炼焦工艺的改
进提供了新技术。

焦炉大型化是炼焦技术的发展方向。

新中国成立后引进了前苏联的炼焦技术，在鞍钢建设了由前苏联设计的炭化室高度为4.3m的ПBP型
和ПK型焦炉。

四.中国焦炉大型化进程
1958年，鞍山焦化耐火材料设计研究院成立后，才开始发展真正意义上的中国产焦炉。

1959年，我国首座自行设计的58型焦炉在北京焦化厂建成投产；1967年，我国自行设计的3孔6.1m试验焦炉在鞍钢试验成功；1971年，我国首座5.5m焦炉在攀钢建成投产；1984年，
我国自行设计的单孔8m试验焦炉在鞍钢试验成功。

1985年，我国首
座从日本引进的6m焦炉（M型焦炉）在宝钢建成投产；1987年，我国自行设计的首座6m焦炉（JN60型）在北京焦化厂建成投产。

2006年，我国首座从德国引进的7.63m焦炉在山东兖州矿务局焦化厂建成投产。

2008年，我国自行设计的首座6.98m焦炉在鞍钢鱿鱼圈建成投产。

捣固焦炉炭化室高度从最初的2.8m、3.2m、3.8m，到4.3m、5m、5.5m、 6.25m的跳跃式发展。

2003年，4.3m捣固焦炉在山西同世达、山西茂胜等一批企业率先成功投产；2006年，5.5m捣固焦炉先后在
云南、河南、河北等地建成投产；2009年，我国首座世界最大的6.25m 捣固焦炉在唐山佳华建成投产。

五.焦炉大型化的优势
1.减少污染物排放
焦炉大型化可减少出炉次数，减少装煤和推焦的阵发性污染，改善炼焦生产操作环境。

以年产焦炭200万吨的焦化厂为例：
7.63m超大容积焦炉每天推焦113次
7m焦炉每天推焦172次
6m焦炉每天推焦255次
4.3m焦炉每天推焦357次
2.提高劳动生产率
大容积焦炉的自动化水平较高，单孔炭化室装煤量大，劳动生产率显著提高。

对于捣固焦炉，同样推出一孔炭化室，其焦炭产量如下：
4.3m捣固焦炉每孔焦炭量为16.6吨
5.5m捣固焦炉每孔焦炭量27.7吨
6.25m捣固焦炉每孔焦炭量33.7吨
对于顶装焦炉：
4.3m焦炉每孔焦炭量13.4吨
6m焦炉每孔焦炭量21.4吨
7m(450mm宽）焦炉每孔焦炭27.5吨
7m(500mm宽）焦炉每孔焦炭量31.8吨
7.63m焦炉每孔焦炭量43.8吨
从上面的数据可看出，7m焦炉每孔的焦炭量是4.3m焦炉的
2.05～2.37倍，是6m焦炉的1.28～1.49倍。

7.63m焦炉每孔的焦炭量是6m焦炉的2.04倍，是7m焦炉的1.38～1.59倍。

近年来，我国新建的焦炉基本上以6m以上的顶装焦炉和5.5m以上的捣固焦炉为主，几乎不再建4.3m的焦炉，民营企业也在高起点
建设6m以上的大型焦炉。

10年前，我国焦炉的主力炉型还是4.3m的
顶装焦炉，只有10多座6m焦炉。

而现在，我国焦炉的主力炉型已升
级为6m、 7m、 7.63m的顶装焦炉和5.5m的捣固焦炉了。

随着唐山佳华 6.25m捣固焦炉的成功投产，相信6.25m捣固焦炉也会受到许多企业的青睐。

六.我国大型焦炉在炉体和工艺上的基本特点
(1)焦炉炉体的主体部位都采用硅砖。

燃烧室火道的加热水平适合我
国炼焦配煤收缩度的范围。

炉体结构严密，砖型设计合理。

砖型数量远少于国外焦炉，采取措施最大限度减少大型焦炉蓄热室封墙的漏气。

(2)焦炉炉门刀边采用空冷式，保护板采用工字型大保护板。

为适应
生产波动，焦炉炉头火道增设补充加热设施。

(3)焦炉炭化室最大的热态宽度不大于550mm。

(4)焦炉炉体有废气循环结构和废气循环与分段加热组合的两种结构。

废气循环与分段加热结合的结构是为了最大限度地降低焦炉燃烧废
气中氮氧化物的浓度。

(5)完善和提高焦炉装煤除尘和推焦除尘系统。

根据我国焦炉装炉煤水分大、挥发分高的特点，装煤采用地面站除尘，装煤烟尘捕集率可达95%。

对于推焦除尘，7.63m焦炉有较大
的提高，但从生产观察，其烟尘捕集率大体在85%～90%，主要是焦
炉机侧炉柱挡烟板与推焦车上的烟气罩间、焦侧炉柱挡烟板与拦焦机捕集炉头烟气装置间都有不小的缝隙。

当打开机、焦侧炉门和推焦时，热浮力很大的烟尘由此缝隙涌出外泄。

我国大型焦炉(也包括其他焦
炉)已提出了处理措施，可以预期将推焦除尘捕集率提高至95%。

(6)目前国内外在焦炉交换系统采用的气交换开闭器中，Otto式的
交换开闭器由于是从上层送入贫煤气，下层送入空气，在上升气流时，杜绝了贫煤气漏入烟道的可能，再配合交换旋塞而不用砣，则贫煤气在交换过程的漏失量将会大大降低。

故大型焦炉宜逐步采用Otto式
交换开闭器与交换旋塞组合的交换设。