結焦時間

近年來，隨著高爐噴煤量的提高，焦炭熱強度也被認為是重要的質量指標。焦炭的冷、熱強度，除配合煤質量外，在很大程度上依賴於煉焦期間的溫度制度。燃燒室火道溫度和結焦時間都會影響焦炭強度值。在正常操作中，燃燒室火道溫度和結焦時間的參數是逆向變化的。恆定燃燒室火道溫度，燜爐可使焦炭冷、熱強度、MICUM指數和>40 mm 以上粒級的焦炭所佔比例得到明顯改善、焦炭各向同性結構減少、粗粒和細粒鑲嵌結構增加、孔徑減小、孔壁增厚和焦炭熱強度提高。

焦炭的質量主要取決於配合煤質量和煉焦操作。配合煤質量和煉焦加熱溫度對焦炭質量有一定影響，但結焦時間對焦炭質量的影響還沒有深入的研究。某實驗表明，燜爐可提高焦炭的平均尺寸和焦炭結構的緻密性。焦炭經重大的結構變化，使其各向同性結構減少，粗粒和細粒鑲嵌結構的數量增加，孔徑減小。隨著結焦時間的延長，焦炭的熱態性能，即焦炭反應性（CRI）和反應后強度（CSR），均得到提高。

由於自然災害或某些客觀原因（煤源不夠、焦炭銷路不好、煉焦賠本等），焦爐不能維持正常生產時，一般採用延長結焦時間的方法降低生產能力，維持生產。

延長結焦時間的飢餓爐仍在維持低負荷的生產，平均溫度一般保持在1200℃左右，以便保證裝煤后爐頭磚最低溫度在硅磚晶型轉化點以上，避免爐頭磚受到激烈的溫度衝擊而損壞。實踐證明，大型焦爐結焦時間在100h以內時，用焦爐自身的煤氣供熱尚可自給自足。如果是外界供熱，結焦時間延長的幅度不受自身煤氣供給的限制。

一般大型焦爐的結焦時間大於20~22h時進行低負荷生產，稱為延長結焦時間狀態下的生產。在此階段，生產工藝的主要特點是，焦炭成熟后仍在炭化室中停留一段時間，然後出焦。結焦時間越長，焦炭成熟后在炭化室中停留的時間越長。在一個周轉時間內，20~22h前是成熟過程，而20~22h后是保溫的過程。所以，在工藝管理上就帶來一些不同於正常結焦時間階段的特點。

最長結焦時間是指對焦爐本身來講可以達到的最長的結焦時間。如果加熱煤氣由外界供給，則結焦時間的延長幅度可以認為不受限制。如果用本焦爐發生的煤氣供熱，則最長結焦時間受到煤氣發生量的限制。

按計算，大型焦爐的生產能力低至設計能力的10%時可以滿足使用自身發生的煤氣供熱。但是，由於炭化室中的石墨已燒掉，荒煤氣的漏失量增加，從安全考慮，生產能力以不低於15%為宜，中型焦爐以不低於20%為宜，小型焦爐以不低於25%為宜。最長結焦時間：大型焦爐約為100h，中型焦爐約為80h，小型焦爐約為70h。

1、對煉焦參數的影響

延長結焦時間則影響煉焦參數。隨著結焦時間的增加，仍保持恆定的熱量輸入率，導致焦餅中心溫度（CET）提高。就目前的推焦機械而言，推焦操作所要求的平均推力也增加了。結焦時間、CET和推力之間的相互關係見下圖。

結焦時間為22. 25h，所用推力有明顯增加，估計其與本次試驗所用煤的細度有關。

2、對焦炭性能的影響

總之，延長結焦時間不會導致焦炭化學成分的顯著變化，而是提高了焦炭的冷、熱強度。

（1）焦炭冷態性能

分析焦炭粒度，焦台上焦炭篩分結果見下圖：

焦炭穩定性測試結果見下圖：

從中看出，隨著結焦時間的增加，>50 mm 以上粒級的焦炭所佔的百分數增加，平均粒度也增加。結焦時間超過20h15 min 后， >50 mm 以上粒級的焦炭所佔的百分數和平均粒度減少。通過檢驗焦炭的抗碎強度（M）、耐磨強度(M）和 DRUM 指數得知，延長結焦時間則提高了焦炭的強度。隨著結焦時間的增加，M增加，M減小，但其並非完全呈線性變化，說明結焦時間不是無限增加，而是在某一明確的結焦時間 后逐漸減小。

（2）焦炭熱態性能

焦炭熱強度是確保高爐順利操作的關鍵所在。目前的研究表明，隨著結焦時間的增加，CRI和CSR 都得到了提高，見下圖：

這種提高本質上是漸進的，但結焦時間超過20h后CRI 和CSR反而降低，這與焦炭的多孔透氣結構消失有關。