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一、前言
焦炭作为高炉炉料的重要组成部分，对高炉冶炼有决定性作用。特别是在高炉喷煤后，入炉焦比降低，焦炭在高炉内劣化加强，使焦炭性能优劣的影响就更加突出。近年来，八钢焦炭的冷态性能稳步提高。抗碎强度M40>76%、耐磨强度M10<9%、GBII级率达95%以上。但与国内兄弟企业相比，仍存在一定差距。
立足新疆及区外用煤煤炭资源现状，结合八钢生产实际，认为改善八钢焦炭质量的途径主要包括三个方面：（1）原料条件；（2）炼焦条件；（3）焦炭的炉外处理。
二、
原料条件
八钢用煤主要有：艾矿1930、艾矿2130、五宫、拜城、大武口。
五宫煤为新疆阜康一带低灰、低硫、高挥发份气煤的统称。反射率Rmax0.7%左右，G值93，惰性组分I值16.9%。该煤为未洗原煤，难破碎、粉碎细度较低。
艾矿1930煤和2130煤为八钢长期使用用量最大的基础煤，1930煤的Rmax在1.3%左右，G值98，惰性组分I值13.0%；2130煤Rmax在1.6%左右，G值82，惰性组分I值12.6%。这两种煤分别属肥煤、焦煤，且为洗煤，灰份10%左右，粉碎细度较高。
拜城煤是变质程度较高的焦煤，Rmax在1.6%左右,G值71，惰性组分I值19.9%，性质偏向瘦煤，经过入洗。
大武口煤为八钢引进的区外用煤，变质程度Rmax在1.3%-1.5%左右，G值68-78，惰性组分I值42.0%，是包含了气、肥、焦、瘦四种煤的复杂混煤，其分类牌号为25JM。该煤含硫量较高，St,d>0.8%；灰份也较高，Ad11%-12%；惰性组分I值>40%，是不同于新疆煤的重要特征。
2.1配煤结构
现代配煤理论认为：炼焦配合煤中活性组分与惰性组分应有一个合适的比例。惰性组分的适宜比例因煤化度（煤的变质程度）不同而异。当配煤的平均最大放射率Rmax<1.3%时，以30%-32%较好；当Rmax>1.3%时，以20%-25%为好[1]。配合煤中的惰性组分如同混凝土中的“砂石”，有利于形成致密的焦炭，同时也可缓解收缩应力，减少裂纹的形成。另有研究认为，焦炭的反应性与配煤惰性组分有一定的相关关系。在一定范围内，焦炭的反应性随惰性组分含量的增加而降低。图1为坩锅焦炭反应性与惰性组分的关系。
可见，有限度地提高配煤中的惰性组分含量，不仅能改善焦炭的冷态性能，也能改善其热态性能。
八钢所用疆内炼焦煤的惰性组分均在20%以下，宁夏大武口煤的惰性组分为42%。八钢2001年上半年的配煤结构：五宫22.59%，1930煤21.40%，2130煤34.38%，拜城2.86%，大武口17.87%，庆华0.90%。该配合煤的惰性组分为19.0%，活惰比4.3。酒钢配煤的活惰比为2.0左右。因此，八钢生产配煤的惰性组分明显不足，活惰比较高，应该
考虑配用高惰性组分煤或惰性添加物。
据调查，新疆某地蕴藏较为丰富的高惰性组分煤，该煤固定碳含量FCad80%左右，挥发份Vdaf<10%，灰份Ad10%左右，无粘结性。作为调整配煤组成的手段，我公司可尝试配用高惰性组分煤，进一步研究其改善焦炭质量的可行性。
2.2粉碎细度
煤料及其组分的粉碎细度对焦炭的机械强度和物理化学性质都有着重要影响。通常情况下抗碎性差的镜煤、亮煤、软丝炭易被过度粉碎，而含有惰性组分的暗煤、硬丝炭、矿化镜煤和页岩则难以粉碎。根据炼焦原理，煤料中的活性组分不宜细粉碎，而惰性组应粉碎到合适的程度，以力求消除裂纹中心。
八钢炼焦用煤采用先粉后配工艺，这有利于对单种煤的粉碎细度进行合理控制。（1）宏观控制：可根据各单种煤惰性组分含量的多少，分别控制合适的粉碎细度。（2）微观控制：可在备煤的混合转筒与粉碎机前加一振筛机，即采用选择粉碎工艺。采用以上粉碎工艺，可在不同程度上避免现有工艺所造成的活性组分细度较高而惰性组分细度较低的现象。这对改善八钢焦炭质量无疑会产生积极的作用。
2.3配型煤工艺
配型煤工艺是将一部分煤料在入炉前配入粘结剂压成型块，然后与散状煤料配合装炉。配型煤工艺的优点：（1）型煤煤粒间的间隙小，有助于改善煤料的粘结性，（2）配型煤可提高煤料的堆比重，（3）可以多配用弱粘结性或非粘结性的高惰性组分煤。
八钢现年产焦油渣近500吨，是一种很好的配煤粘结剂，可用作配型煤。它与高惰性组分煤配制加工成型块，参与配煤相得益彰，可有效地改善焦炭质量。推荐采用工艺如图2。
2.4煤调湿
装炉煤调湿工艺是将装炉煤预先干燥，使水份控制在5%-6%，并保持稳定后再装炉。可以在一定程度上改善焦炭质量，并稳定焦炉操作，降低炼焦耗热量。目前，国内使用该工艺的焦化厂家不多，八钢应将其作为一项储备技术，及时研究其生产应用的可行性。
三、炼焦条件
3.1炼焦终温
适当提高焦饼中心温度，延长焖炉时间，可改善焦炭结构，增加其致密度，从而改善耐磨强度和热性质。
3.2结焦速率
焦炭的稳定性一般随结焦速率的提高而降低，换言之，提高炉墙温度易增加焦炭的裂纹。八钢炼焦煤的粘结性较强，降低结焦速率可有效抑制其粘结性，同时使焦炭的光学各向异性程度略有降低。八钢高炉的碱负荷较高，达6kg/tFe。研究表明，在碱的影响不可忽略时，降低焦炭的光学组织指数即降低各向异性程度，会有利于抑制焦炭的反应性[5]。因此，可以适当延长结焦时间，即降低结焦速率，以改善焦炭的热态性能。
四、焦炭的炉外处理
4.1钝化处理
焦炭的钝化处理是采用含有钝化剂的水溶液对焦炭进行钝化，从而达到抑制其反应性的方法。八钢技术人员曾对反应性CRI45.6%，反应后强度CSR24.2%的焦炭加入0.24%的钝化剂处理，则CRI为43.5%，CSR为25.4%；加入1.6%的钝化剂处理，则CRI为23.7%，CSR为59.2%。可见，钝化处理对改善焦炭的热态性能产生明显的作用。
4.2低水熄焦
低水熄焦是一种正在推广的新型湿法熄焦工艺，是在整个熄焦过程中供水按流量大小分段进行，即变流量喷水熄焦。具体方法：先用小流量水流熄灭熄焦车内的上部红焦，在红焦上面形成一个水―蒸汽―焦炭混合层，然后用大水量及其产生的蒸汽熄焦。据有关研究表明：低水熄焦的焦炭含水量比传统熄焦的焦炭含水量低2.0%～2.7%，且水份波动范围由±3.0%减小到±1.5%～±2.0%，另外可使焦炭的M40提高2%～3%，M10降低约0.5%。
八钢焦炭的水份含量经常有较大波动，给高炉生产造成很不利的影响。采用该工艺将有效降低焦炭含水量并使之稳定，对焦炭的冷态性能也有所改善。
4.3干法熄焦
干法熄焦是采用惰性气体熄灭赤热焦炭的熄焦工艺。干熄焦能明显改善焦炭质量，主要表现在：（1）红焦在干熄炉内停留时，相当于延长焖炉时间，可改善耐磨强度和热性质；（2）减少焦炭的裂纹产生和深化，提高抗碎强度；（3）与湿熄相比，干熄时未发生水煤气反应，使气孔结构保持完好状态；（4）干熄过程中，焦炭机械破碎程度高，使焦炭结构中的薄弱部分脱落，相当于进行了整粒。一般认为干熄焦比湿熄焦，M40提高3%-8%，M10降低0.3%-0.8%[8]。另外，焦炭的热态性能也有所改善，反应性CRI降低1%-2%，反应后强度CSR提高3%-4%。
干熄焦项目是国家计委推广的节能专项，同时又是企业环保的要求，国内许多焦化企业已经正式投产。当前干熄焦设备的国产率已达到90%，大大降低了投资。据了解，八钢制氧厂N2放散量约为10000m3/h，而煤焦化公司日产焦炭约1500t，N2能够满足需要。因此，八钢上干熄焦存在很多有利条件。
4.4整粒工艺
整粒工艺是为了稳定焦炭的性能，使焦炭的破裂磨碎过程完成于进入高炉之前，以减少其在高炉内行程中的挤压、破碎和磨损。鞍钢化工总厂曾进行焦炭的整粒处理，使焦炭的M40提高12.8%，M10降低1.0%。
八钢焦化的筛运焦系统本身就具有焦炭的整粒功能。进一步的强化措施是：（1）焦仓应保持焦炭的料位最低，以提高焦炭的落差高度；（2）在焦仓与铸石篦条筛之间增设切焦装置，以减少大块焦，增加块度的均匀性；（3）焦炭库中的焦炭经过多次运转、堆取，进行整粒，应筛分后判定级别出库。
一、结语
改善八钢焦炭质量的工作任重而道远。立足八钢的生产实际，在公司有关部门的大力支持下，有计划地组织专业技术人员对国内外炼焦新技术、新工艺进行消化吸收并应用于生产，相信我公司的焦炭质量定能稳步提高。
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