结焦时间是焦炭生产过程中的一项重要参数,分为设计结焦时间和实际结焦时间。实际结焦时间通常远高于设计结焦时间。焦炭产量随市场需求波动,而结焦时间则受到
荒煤气产量的影响。延长结焦时间会导致焦炉煤气产量的大幅下降。
焦炭的冷、热强度除了与配合煤质量相关外,还受到炼焦期间温度制度的影响。燃烧室火道温度和结焦时间都是影响焦炭强度的重要参数。在正常的操作条件下,这两个参数呈现反向变化的关系。当燃烧室火道温度保持恒定时,焖炉能够显著提升焦炭的冷、热强度以及其他关键指标。此外,延长结焦时间还会改变焦炭的微观结构,使得其各向同性结构减少,粗粒和细粒镶嵌结构增多,孔径缩小,孔壁变厚,从而提高焦炭的热强度。
在遇到自然灾害或其他客观困难时,如煤源不足、焦炭销售不佳等情况,为了维持生产,常采用延长结焦时间的方法来降低生产能力。在这种状态下,焦炉仍然能维持低负荷的生产,平均温度保持在约1200℃,以确保炉头砖的温度稳定。对于大型焦炉来说,当结焦时间不超过100小时时,利用自身产生的煤气供热是可以实现自给自足的。但如果需要外部供热,则结焦时间的延长幅度将不再受限。
最长结焦时间指的是焦炉所能达到的最大结焦时间。若使用外部供热,则结焦时间的延长幅度理论上没有限制。然而,考虑到安全性,建议生产能力不应低于设计能力的一定比例。具体而言,大型焦炉的最长结焦时间约为100小时,中型焦炉为80小时,小型焦炉为70小时。
延长结焦时间会直接影响炼焦参数。随着结焦时间的增加,即使热量输入率保持恒定,焦饼中心温度也会升高。同时,推焦操作所需的平均推力也随之增加。研究表明,当结焦时间达到22.25小时时,所需推力明显增大,这可能与试验所用煤炭的细度有关。
延长结焦时间并不会显著改变焦炭的化学成分,而是显著提升了焦炭的冷、热强度。通过对焦炭粒度的分析发现,随着结焦时间的增加,大颗粒焦炭的比例有所上升,且平均粒度也相应增加。然而,当结焦时间超过20小时15分钟时,这一趋势开始逆转。此外,焦炭的抗碎强度(M)和耐磨强度(M)都有所增强,但并非呈直线增长,而在某个特定的结焦时间之后逐渐减弱。
焦炭的热强度对于
高炉的操作至关重要。研究显示,随着结焦时间的延长,焦炭的反应性和反应后强度均有提高。然而,当结焦时间超过20小时后,这些指标反而出现下降,这可能是由于焦炭的多孔透气结构发生变化所致。