摘要：介绍了新一代干熄焦技术的发展及应用，新技术的应用使干熄焦的检修周期延长，并缩短了检修时间，全干熄操作模式有望成为未来新建大型钢铁联合企业干熄焦的操作模式，从而推进钢铁行业节能环保发展。
关键词:干熄焦;长寿化;全干熄焦操作模式
我国的干熄焦技术发展迅速，但仍存在一些阻碍其发展的技术难题。中冶焦耐总结150余套干熄焦设计的成功经验，借鉴现场使用情况的反馈，应用计算机仿真模拟技术等多角度综合考虑，逐步确立了新一代干熄焦技术及其发展方向:干熄焦长寿化;干熄焦系列化、大型化及新型化;全干熄焦操作模式。
1新一代干熄焦技术的研发目的
新一代干熄焦技术是以实现其长寿化为主要发展方向，干熄焦的长寿化对钢铁企业生产意义重大。受常年高负荷、非均衡性操作及耐材质量、生产管理等因素影响，目前国内投产的干熄焦，特别是干熄焦砌体的使用寿命并不十分理想，绝大多数干熄焦需要1年小修(需停产20～25天)，3年中修(需停产45～50天)，5年大修(需停产60～70天)。国内大部分钢铁企业的焦炉均采用干熄焦为主、湿熄焦备用的熄焦方式。干湿转换时，焦炭质量及水分的波动会造成高炉炉况和生产顺行性变差。国内某企业在使用干熄焦炭正常生产及干熄焦检修期间，4300m3高炉的生产技术指标见表1。
为了应对干熄焦检修，高炉需退负荷约0．4，焦比平均上升28kg/t˙Fe，喷煤比平均下降20kg/t˙Fe，铁水产量每天减少超过1000多t，炼铁的经济性受到很大影响。为保证检修期间高炉炉况稳定顺行，必须做出如下调整，并由此造成成本上升或经济效益受损，主要包括:调整配煤比，从而增加炼焦成本;延长结焦时间以提高焦炭质量，造成焦炭产量下降、能耗上升;干熄焦自身发电产生的经济效益损失;干熄焦检修期间，高炉产量下降造成的损失;干熄焦检修期间，高炉焦比及燃料成本的增加;焦炉加热多消耗的煤气及高炉煤气产量下降致使煤气发电产生的延伸效益损失;为干湿转换，高炉退负荷造成的产量下降和燃料成本上升导致的损失。上述各项之和，每年造成成本上升高达5156万元(2套130t/h干熄焦，对应2座4300m3高炉)。
2新一代干熄焦技术的主要特征及应用
2.1干熄炉砌体耐火材料的优化
1)装焦口及斜道区选用了耐冲刷﹑耐磨、耐急冷急热性能极好，且抗折强度极大的莫来石－碳化硅砖砌筑。有些工程斜道部位采用氮化硅结合碳化硅砖(或β－SiC砖)，使用效果良好。
2)环形风道区、一次除尘器拱顶内侧可选用耐冲刷、耐磨、耐急冷急热性能好的A级莫来石砖砌筑。
3)冷却室可选用高强耐磨、热震性好的莫来石刚玉砖砌筑，年修周期不低于3年。有些工程冷却段位置使用耐磨浇注料预制块，效果良好。
4)耐火泥浆的选择上要求具有足够的冷态抗折黏结强度。
2.2“矮胖型”干熄炉
确定合理干熄炉高/径比，“矮胖型”干熄炉已运行多年，效果良好。
1)降低了干熄炉的高度，减小了冷却段料层的厚度，降低系统阻力和装置高度，从而降低运行成本。
2)改进环形风道内墙结构，降低斜道区负荷。
3)采用圆形旋转焦罐、钟形布料、分段供气等技术，使干熄炉内同一截面焦炭粒度分布更加均匀，彻底消除因焦炭粒度偏析和料柱表面不规则性对气流分布的影响，从而提高了冷却效率。
4)运用计算机模拟仿真技术实现干熄炉及一次除尘器的结构尺寸的最优化设计。
2.3环形风道技术
为避免环形风道变形、倒塌，增强环形风道内墙的严密性及稳定性，采取如下改进措施:增加环形风道内墙厚度;砖与砖之间采用大沟舌咬合;增加环形气道宽度，降低环形风道内墙高度。对环形气道内墙所受的应力计算结果表明，新结构所承受的最大径向应力和环向应力仅为原有结构的60%。通过对环形风道内墙受力情况的计算机模拟，结合计算机模拟结果，对环形风道区进行改进设计，在太钢150t/h干熄焦、韶钢140t/h干熄焦等多个工程中采用，应用该技术建设的超大型干熄炉实际生产效果良好，未出现任何环形风道倒塌或局部损坏现象。
2.4新型一次除尘器的应用
1)一次除尘器中部不设上部挡墙，彻底避免了挡墙倒塌的可能性。
2)一次除尘器出口高于入口，与其他不带挡墙的一次除尘器相比，除尘效率提高10%，减少锅炉及后续系统的磨损。
3)运用计算机模拟仿真技术实现一次除尘器结构和尺寸的最优化。
2.5新型分格斜道技术的应用
较大型干熄炉采用分格式斜道结构，可避免焦炭在斜道口的上浮现象，确保干熄炉连续稳定生产，可以改善斜道区的受力情况，提高斜道“牛腿”的寿命。斜道出口采用调节砖，可以有效避免干熄焦高温导致的调节板软化、中部下坠、脱落现象的发生。
2.6径向换热管式给水预热装置
1)采用径向换热管式给水预热装置代替传统给水预热器，可彻底避免露点腐蚀的发生。
2)径向换热管式给水预热装置中的热管已由第1代的轴向式热管改进为第2代的径向式热管，大幅提高了换热效率。
2.7固定料斗式装入装置
由于大容积焦炉的单孔焦炭量较大，势必会造成电动缸的负荷增加，将装入装置装料斗拆分为固定料斗和移动料斗两部分;集尘管道由移动式改为固定式;装入料位的集尘由单侧改为双侧;装入装置润滑采用电动集中给脂。固定料斗式装入装置不仅放焦效果好，焦炭不堆积，且除尘效果显著提高。
2.8焦粉冷却装置
焦粉冷却装置采用多管式结构、管壳式换热器形式，代替传统的三重套管式结构，并设置了焦粉缓冲仓和完善的料位控制系统。新的焦粉冷却装置具有冷却效果好、使用寿命长等优势。
2.9干熄炉顶水封槽增设循环水箱
给干熄炉水封槽用水循环利用增设1个循环水箱，按原设计4．6m3/h计算，每年可以减少37536m3工业水，且正常使用情况下无外排。
2.10新一代干熄焦技术应用实例
1)以金牛天铁等190t/h干熄焦项目为标志的干熄焦大型化、长寿化和“矮胖型”为主要特征的新型干熄焦，取得了良好的使用效果，多个工程干熄炉斜道区运行4～5年。
2)为大型捣固焦炉配套的攀钢西昌170t/h干熄焦项目(高海拔地区)，以无上部挡墙的一次除尘器等为特征的干熄焦技术，也取得了成功的验证。
3)韶钢140t/h、唐山建龙110t/h等中等处理能力的干熄焦工程，采取多项设备配置新技术，也取得了良好的使用效果。中冶焦耐现已形成了70t/h、75t/h、80t/h、90t/h、100t/h、110t/h、125t/h、140t/h、150t/h、160t/h、170t/h、190t/h及220t/h等系列干熄焦技术，并已完成了240～260t/h干熄焦的方案设计及设备三维建模。
3全干熄焦操作模式的工程业绩
由中冶焦耐设计、总承包工程实现全干熄焦的操作模式的干熄焦主要有:宝钢3期，4×50孔6m焦炉配备4×75t/h全干熄操作模式;宝钢4期改造，2×55孔7m焦炉配备3×90t/h全干熄操作模式;宝钢1期改造，4×50孔7m焦炉配备4×110t/h全干熄操作模式;宝钢湛江，4×65孔7m焦炉配备4×140t/h全干熄操作模式;太钢7、8、9号炉，3×70孔7．63m焦炉配备4×150t/h全干熄操作模式;本钢二车间，2×45孔6m焦炉配备2×110t/h全干熄操作模式;马钢新区，2×70孔7．63m焦炉配备3×130t/h全干熄操作模式。
4结语
中冶焦耐在总结近年来我国干熄焦设计、建设、生产和操作经验的基础上，从理论研究、耐材开发、设计优化、施工及生产操作等多方面入手，应用计算机仿真模拟技术分析干熄焦砌体损坏机理;开发并试用新型耐材;优化关键部位砌体结构;结合工程实践，完善施工、开工烘炉及生产操作规程;提升关键设备或关键部件的性能，使干熄焦的小修周期由1年延长至2年，中修周期由3年延长至5年，大修周期由5年延长至10年，同时缩短了检修时间;承担了国内外拥有自主知识产权的干熄焦设计及总承包工程150余项，已形成了干熄焦的系列化、大型化。全干熄操作模式有望成为未来新建大型钢铁联合企业干熄焦的操作模式。
原标题：【技术文献】新一代干熄焦技术的发展及应用
