簡述搗固焦爐成套機械設備大型化的必要性

摘 要：針對目前國內已經投產和在建的焦化項目，綜合焦化市場整體趨勢，論述搗固焦爐成套設備大型化的必要性。

關鍵詞：搗固焦爐 機械設備 大型化 必要性

中圖分類號：TQ520.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0077-02

改革開放以來，伴隨著國民經濟的高速發展，作為國民經濟支柱之一的鋼鐵產業持續高速增長，而為高爐煉鐵提供基本原料的煉焦產業也從無到有，從小到大，時至今日，中國已經成為煉焦第一大國，焦炭產量占全世界焦炭產量的60%。

煉焦工藝的核心由焦爐爐體和焦爐機械兩部分組成。焦爐爐體是對焦煤進行密封高溫處理變成焦炭的主體；焦爐機械則是對焦煤和焦炭進行機械化裝卸及初加工的主體。

1 搗固焦爐成套機械設備的用途及規格

搗固焦爐成套機械設備是為冶金、化工和制煤氣等企業的搗固焦爐生產服務的專用移動式機械設備，完成從煤塔取煤、搗固煤餅、裝煤、推焦、熄焦等任務。目前，國內設計的搗固焦爐類型根據炭化室高度分為4.3 m搗固焦爐、5.5 m搗固焦爐、6 m搗固焦爐、6.25 m搗固焦爐。

焦爐形式按裝煤方式分類有頂裝和搗固兩大類；按炭化室高度分類主要有4.3 m、5.5 m、6 m、6.25 m、7 m、7.63 m等系列。由于我國整體工業水平的迅速提升，焦化市場也日益繁榮，搗固焦爐的市場份額正在逐年增加，搗固煉焦技術得到了長足發展，并在逐步取代傳統頂裝焦爐。目前6.25 m及6.25 m以下規格的焦爐中，搗固型焦爐比例已經達到50%；在新開工建設的6.25 m及6.25 m以下規格的焦爐中搗固型焦爐比例已經達到90%以上。同時，從炭化室高度來看，5.5 m搗固焦爐經過將7年的發展已經非常成熟，6 m、6.25 m焦爐等更大型搗固焦爐以5.5 m的技術和經驗為支撐，受到越來越多焦化廠家的青睞。可以說，搗固焦爐大型化已經成為煉焦行業最熱門、最具潛力、最適合我國國情、最符合科學發展觀的發展方向，必然在未來30年的世界煉焦行業保持主導地位。

2 搗固焦爐大型化的優勢

搗固焦爐大型化之所以如此繁榮，因為相比于頂裝焦爐、小型焦爐有著以下優點。

（1）大型搗固焦爐完成相同煉焦任務所需的焦爐孔數少，每天的出爐次數和泄露點少，從而減輕裝煤、推焦的陣發性污染和連續性污染。

（2）采用大容積焦爐，噸焦的爐體表面積小。因此散熱損失小，有利于提高焦爐熱效率，從而降低煉焦工序能耗。

（3）采用大型搗固焦爐可以提高勞動生產率，降低操作費用，減少生產定員。

（4）采用大型焦爐后，由于焦爐孔數少，焦爐機械臺數減少。

（5）搗固焦爐焦爐大型化后，不但炭化室高度增高，而且寬度加寬，有利于提高焦炭質量、延長焦爐和焦爐機械的使用壽命。

（6）搗固焦爐對焦煤的質量要求比頂裝焦爐低，有利于降低煉焦原材料成本。

（7）搗固焦爐煤餅密度比頂裝焦爐煤餅密度大，相同規格炭化室的出焦量高。

正因為以上優點，大型搗固焦爐穩穩占據了煉焦市場的大部分份額。隨著焦炭需求的逐年遞增，在土地資源相對緊缺的情況下，頂裝型焦爐向搗固型焦爐轉變、小型焦爐向大型焦爐轉變已成為行業共識，搗固焦爐大型化已是煉焦行業發展的必然趨勢和進一步增加焦炭產量的必由之路。

3 搗固焦爐成套機械設備大型化的可行性分析

3.1 設計原則和技術依托

開發搗固焦爐系列成套機械設備首先要立足于國內多年生產和使用經驗，結合先進的設計理念、設計方法，同時吸收國外先進設備的設計方案，取其精華、去其糟粕，從而設計出具有中國特色的、具有市場競爭力的、具有完全自主知識產權的先進設備。另外，從加工和制造工藝上，利用太原重工現有的先進設備，提升搗固焦爐設備關鍵部位的加工制造精度，以滿足大型焦化設備的使用可靠性。最后，通過國內、國外焦爐設備的使用情況進行對比，從設計、制造、安裝等方面分析設備的先進性和設備存在的問題，選定既先進又成熟的設計方案，并同時對存在的問題進行有效的處理。

3.2 國內、國外搗固焦爐設備的現狀

目前，國內6.25 m以下的搗固焦爐成套設備都是具有自主知識產權的原創設計，部分設備雖有局部借鑒了國外技術，但相關部分均進行了國產化處理。6.25 m及以上的搗固焦爐均為與國外合作生產的設備，不具有自主知識產權，時時受到國外公司的限制，但由于國外技術相對成熟，國內市場還是比較認可。

4 太原重工開發搗固焦爐成套機械設備的必要性

作為國內首套4.3 m搗固焦爐設備的研發者，太原重工在目前焦化設備市場所占份額已達到40%，并占據著天時、地利、人和。首先，山西為我國煤炭資源大省，周邊地區如內蒙古、河南、河北等地煤炭資源也很豐富，太原重工位居地理中心，產品影響力的輻射面廣；其次，太原重工技術中心為國家級技術中心，排列第13位，具有雄厚的研發實力。最后，太原重工長期致力于焦爐機械設備的研發，先后開發有4.3 m頂裝、4.3 m搗固、熱回收焦爐設備、5.5 m搗固、6 m頂裝、6 m搗固、6.25 m搗固、6.3 m搗固、7 m頂裝、7.63 m頂裝等十幾個系列的成套設備，經驗豐富，技術成熟。

4.1 組織規模

太原重工技術中心擁有專業的焦爐機械設備研發團隊、配備專門負責焦化設備生產的焦化分公司，產品的設計、制造、安裝均遵循ISO9001質量體系認證標準。設備在使用過程中證實了太原重工的產品質量非常穩定，受到用戶的一致認可。

4.2 產品切入點

太原重工的焦爐設備在滿足焦化生產基本要求的前提下，增加了許多人性化、輔助性質的設施，以實現最大限度實現自動化、最大限度滿足環保要求、最大限度降低勞動量。在設備選型上進行了國產化處理，在保證設備正常、穩定運行的情況下，最大限度的降低了生產成本，同國外同類產品相比，具有絕對的價格優勢。

太原重工開發搗固焦爐系列成套機械設備主要是致力于大型搗固焦爐，特別是6.25 m以上搗固焦爐機械設備的自主研發，采用國外設備成熟技術，結合我國國內生產的實際需要，改進國外設備相對浮夸、使用效果欠佳的結構，最大限度的達到實用、人性化、自動化水平較高的目標。

4.3 技術及自主知識產權依托

太原重工2002年第一套4.3 m搗固焦爐成套設備投產以來，共生產了80余套4.3 m搗固焦爐設備、70余套5.5 m搗固焦爐設備、4套6 m搗固焦爐設備、1套6.25 m搗固焦爐設備和多套6 m頂裝、7 m頂裝、7.63 m頂裝焦爐設備。

在多年的產品研發過程中，太原重工始終將產品質量和產品性能放在了第一位，在焦爐產品設計過程中申請使用新型專利40余項，發明專利15項。

5 市場需求情況和風險分析

國內搗固焦爐的需求逐年增加，每年5.5 m及以上規模的搗固焦爐產值大概在20億元人民幣左右，而隨著市場對焦炭及化產產品的需求不斷增加，6 m以上搗固焦爐的比例也在持續增加。

近幾年，第三世界國家逐漸崛起，經濟發展帶動了煤炭、化工、鋼鐵等相關行業，焦炭需求量也日益增加。歐洲的焦化工藝最為先進，但由于造價太高，不適合發展中國家使用，中國制造的焦化設備性能參數完全滿足焦化工藝的要求，機構全部實現國產化，成本比國外產品低，非常適合發展中國家使用。太原重工已經向印度、伊朗等國家出口了十余套搗固焦爐成套設備。

6 結語

綜合上述分析，搗固焦爐成套機械設備的大型化是必要的也是必然的趨勢。基于太原重工在國內焦化市場的領先地位，經過多年的研究和實踐，5.5 m及5.5 m以下規模的搗固焦爐設備技術已經非常成熟，下一步面臨的挑戰是對6.25 m搗固焦爐設備的國產化設計和7米搗固焦爐成套設備的研發。

6.25 m搗固焦爐設備的國產化是以合作生產的國外設備為依托，通過計算、有限元分析、三維設計等手段，以滿足使用、降低制造成本為目的進行的技術設計。

7 m搗固焦爐成套設備的研發需要與具有焦化工藝設計資質的設計院配合設計。從項目的研發到投產需要進行大量的考察、論證、評審等工作。

目前，太原重工的搗固焦爐設備在市場上基本占據40%的市場份額，在眾多的加工制造企業中，太原重工以其絕佳的地理位置、成熟專業的研發團隊、雄厚的加工制造能力、完善的售后服務，得到了業內人士認可。隨著太原重工對大型焦爐設備的不斷研發，將不斷提升市場占有率。

參考文獻

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[2]機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2004.