炼焦工艺(用煤冶炼技术)

炼焦工艺，用煤冶炼技术？

1、铸铁柔化技术：早期的铸铁是白口铁，质地脆而硬，容易折断，不耐用。

战国时期人们已经掌握了铸铁柔化技术。它分为两种工艺：一种是在氧化气氛下对白口铸铁件进行退火脱碳处理，使之成为白心可锻铸铁；另一种是在中性或弱氧化气氛下，对白口铸铁件进行长时间高温退火处理，使之成为黑心可锻铸铁。

铸铁柔化处理技术的发明，有着非常重要的意义，通过它得到的可锻铸铁，既有较高的硬度，又有较好的韧性，这使生铁广泛用作生产工具成为可能。

2、高炉炼铁技术：也叫竖炉炼铁技术，竖炉炼铁是一种经济而有效的炼铁方法，从上边装料，下部鼓风，形成炉料下降，和煤气上升的相对运动。

燃烧产生的高温煤气穿过料层上升把热量传给炉料。其中所含一氧化碳同时对氧化铁起还原作用。

这样燃烧的热能和化学能同时得到比较充分的利用。

下层的炉料被逐渐还原以至溶化，上层的炉料便从炉顶徐徐下降，炉料被预热而能达到更高的温度。中国是世界最早使用竖炉炼铁的国家。

春秋末年已经使用竖炉冶铸生铁了，开始一般采用木炭用原料。

汉代可能使用煤炭作治铁燃料，然而用煤冶炼缺点很多，容易堵塞炉硝，并把煤中硫、磷等杂质带入铁中。

16世纪时我国发明了炼焦技术，焦炭炼铁不仅解决了燃料问题，而且焦炭质地坚硬，可以承受较大的压力，使炉子能够加高、增大，产量大幅度增长。

焦炭又是多孔的，有利于炼铁过程中化学反应进行，所以是极为理想的燃料和还原剂，自那时起一直使用至今。

3、炒钢技术：炒钢因在冶炼过程中要不断地搅拌好像炒菜一样而得名。

炒钢的原料是生铁，操作要点是把生铁加热到液态或半液态，利用鼓风或撒入精矿粉等方法，令硅、锰、碳氧化，把含碳量降低到钢和熟铁的成分范围。

炒钢的产品多是低碳钢和熟铁，但是如果控制得好，也可以得到中碳钢和高碳钢。

炒钢的优点是成分可适当控制，生产率比较高，质量也比较好。

在现代，人们常把由矿石直接制钢的工艺叫一步冶炼或直接冶炼，而把先由矿石冶炼成生铁、然后再由生铁炼钢的工艺叫两步冶炼或间接冶炼。

炒钢的生产过程也分两步：先炼生铁，后炼钢。

因而在某种意义上说，炒钢的出现便是两步炼钢的开始，是具有划时代意义的重大事件。

它进一步促进了我国古代铁器的广泛使用和社会生产力的发展。

迄今世界上年代最早的炒钢冶金技术，我国在西汉早期就已发明和广泛应用了。

十八世纪中叶，英国发明了炒钢法，在产业革命中起了很大的作用。

4、淬火技术：西汉时期，将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。

常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。

淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性。

5、低温炼钢法：炉温不超过1000℃，此法看似原始，但相比近代的高温炼钢法，能炼出品质纯良的好钢。

不过高温炼出的钢材较软，易打造成形，而低温炼出的钢材较硬，较难打造较费人工。

6、百炼钢技术：我国在春秋时就有了炼钢生产，而最初的钢都是海绵铁。炼钢时，把海绵铁放入炉内，让它在受热中渗碳。到一定温度后拿出来煅打，这就是最早炼成的钢。

后来人们在冶炼中发现，反复加热煅打的次数越多，钢件越硬。所以，在以后的生产过程中，工匠们都有意地增加煅打加热的反复次数，并作为一种国家的工艺固定下来了，这就是百炼成钢工艺的起源。我国的百炼钢技术的萌芽出现在西汉时期；东汉时，百炼钢工艺已趋成熟，当时“炼”的工艺分为“三十炼”、“五十炼”、“百炼”等由此也产生了“百炼成钢”这一成语；魏晋南北朝是百炼钢的鼎盛时期。百炼钢碳分比较多，组织更加细密，成份更加均匀，所以钢的品质提高，主要用于制作宝刀、宝剑。7、灌钢法：大约在东汉末，可能出现炼钢新工艺“灌钢”法的初始形式；南北朝时，綦毋怀文对这一炼钢工艺进行了重大改进和完善；南朝齐、梁时的陶弘景首先记载了灌钢法。綦毋怀文的炼钢方法是:“烧生铁精，以重柔铤，数宿则成钢”，就是说，选用品位比较高的铁矿石，冶炼出优质生铁（含碳量2%到6.67%的称为生铁），然后，把液态生铁浇注在熟铁上（一般把含碳量小于0.05%的称为熟铁），经过几度熔炼，使铁渗碳成为钢（含碳量0.05%到2%的称为钢）。由于是让生铁和熟铁“宿”在一起，所以炼出的钢被成为“宿铁”。灌钢法是中国古代炼钢技术上一个了不起的成就。同百炼法等比较，其优点是（1)生铁作为1种渗碳剂，因熔化后温度高，加速向熟铁中渗碳的速度，缩短冶炼时间，提高生产率；(2)熟铁因为碳的渗入而成为钢，生铁由于脱碳也可以变成钢，增加了钢的产量；(3)在高温下，液态生铁中的碳、硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂发生反应，去除杂质，纯化金属组织，提高金属品质；(4)灌钢法操作简便，容易掌握，要想得到不同含碳量的钢，只要把生铁和熟铁按一定比例配合好，加以熔炼，就可获得。

什么叫煤气粗煤气和净煤气？

伴随着整个结焦过程都会有气态 产物释放出来，但不同时期的气态产物组成和数量是不同的。这与炼焦工艺操作条件如装炉煤性质和配比、加热制度等有关。另外与气态产物的析出路径、影响其停留时间的因素如炉顶空间高度、碳化室高度、单/双集气管等均有关系。

炼焦用煤被装入焦炉碳化室后，在两侧燃烧室内燃烧的煤气的加热过程中，煤炭经过干燥、热解、熔融、固化、收缩变成焦炭。在烟煤干馏的全过程中都有大量的气态产物析出，被称之为粗煤气或荒煤气。1t干煤在炼焦过程中大约可产生净煤气300-350Nm3。

焦煤是怎么生产的？

焦煤的生产方法，其特征在于包括：通过皮带将大于预设湿度的原煤运至调湿设备进行调湿，形成调湿煤；将所述调湿煤运至机械分选器，根据颗粒度对所述调湿煤进行分选，超出预设颗粒度范围的所述调湿煤为糙煤，通过所述皮带将所述糙煤运至破碎机；通过所述破碎机将所述糙煤进行破碎，形成破碎调湿煤，通过所述皮带将所述破碎调湿煤运至配煤槽

什么是煤焦化？

焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。

为保证焦炭质量，选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分炼焦用煤必须经过洗选，以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦作煤时，还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。用低挥发分煤炼焦，由于其胶质体粘度大，容易产生实高膨胀压力，会对焦炉砌体造成损害，需要通过配煤炼焦来解决。

产品和用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。

（1）焦炭。炼焦最重要的产品，大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中，焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。

（2）煤焦油。焦化工业的重要产品，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用

（3）煤气和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%，常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形式作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但为了经济效益，也是为了环境保护的需要。经过净化的煤气属中热值煤气，发热量为17500kj/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3，其质量约占装炉煤的16%~20%，是钢铁联合企业中的重要气体燃料，其主要成分是氢和甲烷，可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。

焦炭的主要用途是炼铁，少量用作化工原料制造电石、电极等。煤焦油是黑色粘稠性的油状液体，其中含有苯、酚、萘、蒽、菲等重要化工原料，它们是医药、农药、炸药、染料等行业的原料，经适当处理可以一一加以分离。对照图2-2和2-3(煤的结构模型)，煤焦油中所含环状有机物可以说是煤的“碎片”。此外还可以从煤焦油中分离出吡啶和喹啉，以及马达油和建筑和铺路用的沥青等。从煤焦油里分离鉴定的化合物已有400余种。从炼焦炉出来的气体，温度至少在700℃以上，其中除了含有可燃气体CO，H2，CH4之外，还有乙烯(C2H4)，苯(C6H6)，氨(NH3)等。在上述气体冷却的过程中氨气溶于水而成氨水，进而可加工成化肥；苯等芳烃化合物不溶于水而冷凝为煤焦油；乙烯等沸点高的气体，根据煤气的不同用途酌情处理。总之，煤经过焦化加工，使其中各成分都能得到有效利用，而且用煤气作燃料要比直接烧煤干净得多。

焦化厂除尘器的除尘工艺流程是怎样的？

焦化厂除尘器的除尘系统由离心风机、脉冲袋式除尘器、变频器、仪表系统、循环冷却水系统、输灰排灰系统、压缩空气系统及管网系统组成。在炼焦生产过程中，烟尘通过导管被吸入除尘干管，在蓄热式冷却灭火器（重力除尘器）内将大颗粒粉尘分离，直接流入灰斗。较小的粉尘均匀地进入布袋除尘器中部的箱体后，吸附在滤袋的外表面上，含尘气体经滤袋过滤后进入净气室，经排风管排入大气。当滤袋阻力达到限定值1500Pa时，清灰装置按差压程序打开电控脉冲喷吹，此时压缩空气将滤袋表面附着的粉尘抖落，经灰斗由排灰机构排出。

焦化厂除尘器系统采用PLC自动控制技术，由除尘地面站中控制室集中监控，同时还设置了手动控制开关，便于检修。该系统的特点就是采用装煤与出焦干式除尘二合一技术，将装煤除尘与出焦除尘合并为一套除尘系统，利用出焦除尘过程中吸附在滤袋上的焦粉作为涂层，使装煤过程中吸入烟气中的焦油及粉尘不能直接与滤袋接触。出焦除尘与装煤除尘交替运行，保证滤袋长期使用而不被粘结和堵塞。

当焦化厂焦炉炉顶装煤时，因煤与炭化室赤热炉壁接触，会产生大量含尘烟气，约占焦炉阵发性烟尘扩散的60％，为实现焦炉装煤的无烟操作，有效控制粉尘无组织排放，应在焦炉建设时均设置了装煤车除尘(约占装煤烟尘的60％)和桥管处喷射高压氨水抽吸烟气(约占装煤烟尘的40％)。 

由于焦炉装煤烟气与一般烟气有所不同，除粉尘外，焦炉装煤烟气中还含有荒煤气、焦油烟等，这就使烟气净化工艺变得复杂。经国内众多环保企业的共同努力，国内现已成功应用干式布袋除尘系统，并取得了良好的效果。

装煤车上的吸尘罩和导通管随车移动，吸尘罩为内外筒夹套式结构，装煤时，落下吸尘罩和内套筒，直接抽吸装煤孔逸出的烟气，并与从吸尘罩的开口部位吸人的空气混合，对烟气进行稀释，稀释后的烟气经炉顶固定管道、地面连接管道进入带预喷涂装置的脉冲布袋除尘器。

导通管上设有手动调节挡板，可以调节吸尘罩的抽风量，增大或减少冷却混合的空气量，在确保烟气不燃烧状态的同时，维持气体流速、温度等要求。