炼焦工艺条件的改进

    炼焦条件对焦炭质量的影响是多年来炼焦工作者所关心的问题，近几年所进行的工作更能定量地加以说明。
    （1）煤料的密度。焦炭的硬度、反应后强度都与装炉煤的堆积密度呈正相关，即煤料堆积密度越大，焦炭的硬度、反应后强度越大，焦炭强度越高。而焦炭CO2反应性却与煤料密度呈负相关。但是焦炉中煤料下部往往比顶面有较大堆积密度，这是用装煤车顶部装煤的特点，为了使上层也有较大堆积密度，用平煤杆压实顶面煤料的办法，已有工厂在实行。增加装煤堆密度是提高焦炭强度最大潜力所在。
    （2）煤料的偏析。煤料偏析使配煤不能按预计比例均匀地分布，而且使堆密度产生变化，这也是焦炭质量不均匀的重要原因之一。造成偏析的原因是粉碎不均匀，特别是难破碎的大块（多为高挥发分煤）和易破碎的细级煤料（多为中挥发分的强粘煤）之间的偏析。因此当多用高挥发分煤时，如用混和再破碎流程，必产生这一偏析现象，因而对焦炭质量不利，正确的方法是采用高挥发分煤预破碎流程。
    影响偏析的另一原因是煤料水分过大，同时煤料水分大也降低了堆密度面对焦炭强度不利。由于这一原因，近几年很多焦化厂用轻度干燥方法将装炉煤水分控制在6%以下，这一措施值得重视。
    （3）焦炉的均匀加热。80年代以来，人们用实测焦饼或推焦后炉墙温度的方法，直接观察焦炉加热均匀程度，这两种方法现都在使用。还有一种用光导纤维将反射镜垂入看火孔，测加热换向后第15分钟的火道上、中、下温度，以准确监控上下加热均匀性。
    （4）炭化终点的判断与在线监测。炭化室中煤料达到终点，再延迟一定时间维温后推焦，对焦炭强度和耐磨性影响很大，其米库姆转鼓值约有1单位的波动，所以对改善焦炭强度有一定潜力。由于焦饼中心温度不便在线监测，80年代以来研究出各种方法，最易实现的是利用气相色谱仪对炭化室气体成分进行测定和上升管上下温度差变化来估计，前者似更准确有效。
    （5）适当的配煤组成。这是对焦炭质量最重要的影响因素。近10年来大量统计证明在通常配合煤中，增加低挥发分煤后，焦炭的强度、块度、反应性、反应后强度都明显的改善。即使炼焦煤结焦性极好的美国，也以多配低挥发分粘结性煤作为统筹兼顾焦炭强度的重要措施。这一观点尤其适用于大型高炉焦炭，在欧洲有时还配入一些挥发分10%左右的延迟焦，起到同样作用。
    近10年来由于对焦炭质量影响因素了解更加清楚，有些炼焦工艺发展很快，例如为了增加煤料在焦炉中的堆密度，日本就有约三分之一的焦化厂采用了部分型块配煤或压实炼焦的工艺。日本为了提高装煤密度和减少因水分而带来的偏析，全国大约有四分之一的焦化厂实现了用焦炉余热将煤料脱水至5%左右。此外不发展了以环保或回收余热为目的但也对焦炭质量有利的干式熄焦工艺，这一工艺在日本几乎有一半焦化厂得到采用。
    在欧洲，多以配入少量延迟焦和煤料掺少量油料增加堆密度的方法稳定焦炭质量。煤的破碎工艺中对细度控制较严，采用可调速的反击式破碎机当水分变化时能及时调整以保证破碎粒度稳定。焦炉热工更注意温度的均匀，大部分焦炉配有测炭化室墙或焦饼表面温度的装置。
    炼焦工艺发展的目的很大程度上是为了环保、节约能源、减少生产人员和降低成本，质量总是其中一个因素，如果只是为了改善质量而改善工艺就产生一个经济收益问题。从大多数国家现状看，增加装煤密度、适当脱水减少炉内物料偏析、控制焦炉加热均匀是最经济而且现实的办法。有条件时可采用型块配煤、压煤料和干熄焦。
    煤预热、捣固装煤都有改善焦炭强度的效果，但这些工艺投资大，采用这一手段来改善质量在经济上是否有利是什得考虑的。如果采用这一工艺可以多用赚价的煤料则在经济上可得到补偿，但廉价煤料多属弱粘结性煤，它们在配煤中能使焦炭反应性增高和反应后强度下降，这对于高炉操作显然是不利的，因此未经高炉实际的验证难以断言多用弱粘煤来改善焦炭质量的效果。干式熄焦有使焦炭强度和反应性得到改善的效果，如果在回收焦炭显热所获得经济效益较高足以抵消投资并有改善环境的社会效益时，这一技术很值得采用。
    不论是否采用新工艺、从配煤、煤料准备、焦炉热工方面着手改善焦炭性质和质量仍然是主要的，这部分潜力仍然很大，这也是当前总的趋势。