一、搗固煉焦的機理：
        搗固煉焦工藝中，煤料在焦爐以外與炭化室尺寸相近的鐵箱中進行搗固，搗固過的致密煤餅通過打開的爐門送入炭化室。煤料經搗實后，其堆密度可由頂裝煤的0.7～0.75t/m3提高到0.95～1.15t/m3，有利于提高煤料的粘結性。由于煤堆密度的增加，煤粒間接觸致密，間隙減小，填充間隙所需的膠質體液相產物的數量也相對減少，也即由煤熱分解時產生的一定數量的膠質體，能夠填充更多煤粒之間的間隙，可以用較小的膠質體液相產物均勻分布在煤料表面上，進而在煉焦過程中，在煤粒之間形成較強的界面結合。
        此外，搗實的煤料在結焦過程中產生的干餾氣體不易析出，煤粒的膨脹壓力增加，迫使變形的煤粒更加靠攏，增加了變形煤粒的接觸面積，有利于煤熱解產物的游離基與不飽和化合物進行縮合反應。同時，熱解產生的氣體逸出時遇到的阻力增大，使氣體在膠質體內停留時間延長。氣體中帶自由基的原子團或熱分解的中間產物有更充分的時間相互作用，有可能產生穩定的、分子量適度的物質，增加膠質體內不揮發的液相產物，這樣，膠質體不僅數量增加，而且變得穩定。
         這(zhe)(zhe)些作用都有利于提高煤料的粘(zhan)結性。這(zhe)(zhe)也(ye)是在(zai)同(tong)樣焦(jiao)炭質(zhi)量(liang)情(qing)況下(xia)(xia)，搗固煉焦(jiao)比(bi)頂裝煉焦(jiao)可以多配入高揮發分及弱粘(zhan)結性煤；或在(zai)同(tong)樣的配煤比(bi)條件下(xia)(xia)，搗固焦(jiao)炭質(zhi)量(liang)冷強度和(he)熱強度指標有所改(gai)善和(he)提高的主(zhu)要成因。

        二、搗固煉焦與常規頂裝煉焦比較
        1、按裝煤方式比較
        常規頂裝煉焦是通過爐頂裝煤車將煤從爐頂落入炭化室，即重力裝煤，它的堆密度約0.75t/m3；而搗固煉焦是通過機側推焦裝煤車將經搗固機搗實的煤餅從機側推入炭化室，其堆密度為0.95～1.15t/m3。
        頂裝煉焦裝入炭化室的散料煤緊貼炭化室兩側爐墻，搗固煉焦推入炭化室的煤餅與炭化室兩側爐墻有一定間隙，其炭化室錐度要比頂裝煉焦炭化室錐度要小。
        2、按原料煤的應用比較
        1）同頂裝煉焦相比，搗固煉焦原料范圍寬，可以多配入高揮發分煤和弱粘結性煤，生產優質高爐用焦，還可以摻入焦粉和石油焦粉生產優質高爐用焦和鑄造焦，以及100%用高揮發分的煤生產氣化焦。
        2）同樣配煤比條件下，焦炭質量可以得到改善，M40提高1-6%，M10降低2-4%，反應后強度CSR提高1-6%，反應性CRI下降1-2%
        3）在生產相同焦炭質量時，搗固煉焦的配合煤中，可以多配10-20%高揮發分煤和多配5-10%的弱粘結性煤，相應減少了焦煤、肥煤的用量。
        采用頂裝煉焦一般配合煤揮發分大于29%時，焦炭強度明顯下降，而采用搗固煉焦，配合煤揮發分只要不大于34%，焦炭強度仍可滿足要求。
        根據中國煉焦行業協會焦炭資源專業委員會對24家頂裝煉焦企業和8家搗固煉焦企業的調研，搗固煉焦比頂裝煉焦多用氣煤、1/3焦煤約8%，多用瘦煤、貧瘦煤約7%，相應少用焦煤9%，肥煤5%，而所產生的焦炭質量與頂裝煉焦焦炭質量大體相當，即合理的利用了煤炭資源，又明顯降低了煉焦配煤成本。為企業帶來明顯的經濟效益和產生良好的社會效益。
        4）焦炭的微觀結構比較，搗固焦爐生產的焦炭氣孔壁厚度增大，氣孔直徑變小，氣孔率降低，真密度、視密度提高 。焦炭孔壁厚度的增加不但使焦炭的冷態強度提高，還使得焦炭反應后殘留的孔壁厚度增大，較少出現因焦炭孔壁局部氣化消失、氣孔融并而影響焦炭反應后強度的現象，這是搗固煉焦可以改善焦炭反應后強度的原因。
        5）在同樣的爐孔數和炭化室尺寸時，搗固焦爐由于入爐煤堆重提高30～40%，其產能比頂裝焦爐提高15%以上。
        6）搗固煉焦技術采用的煉焦煤源具有區域性，適應于對優質煉焦煤緊缺的地區和國家。實踐證明，采用粘結性偏好的煤搗固煉焦，焦炭質量無明顯改善，而常規頂裝煉焦采用粘結性偏差的煤煉焦，焦炭質量明顯下降，要獲得優質焦炭，必須多用焦煤，肥煤。
        7）生產操作對比，搗固煉焦側裝煤比頂部重力裝煤設備復雜、操作要求較高，要控制塌餅率在最小范圍，以保證焦爐的正常作業。因此對配合煤細度，水分要求有嚴格規定。配合煤細度要求在90%以上（煤粒度＜3mm百分率），且在＜3mm煤料中，35～45%應小于0.5mm。為控制裝爐煤的粉碎細度和粒級分配，一般采用分組粉碎方式。為保持煤餅的粘結性，裝煤水分要控制在9～11%，南方地區為防止雨季煤水分過高，煤場應設置煤棚。
        8）基建投(tou)資(zi)：同等(deng)尺(chi)寸的炭化室(shi)，搗固焦爐(lu)(lu)產能(neng)要大(da)于頂(ding)(ding)裝(zhuang)焦爐(lu)(lu)，因此，同等(deng)規模產能(neng)的搗固焦爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)體投(tou)資(zi)要少，但焦爐(lu)(lu)機(ji)械(xie)投(tou)資(zi)要大(da)一(yi)些，兩項相抵，搗固焦爐(lu)(lu)投(tou)資(zi)比頂(ding)(ding)裝(zhuang)焦爐(lu)(lu)投(tou)資(zi)略低(di)一(yi)些或相近。

        三、與其他幾種煤預處理技術比較
        搗固煉焦(jiao)(jiao)技(ji)術(shu)與(yu)其(qi)他(ta)幾(ji)種煤(mei)(mei)(mei)預(yu)(yu)處理(li)技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)，即(ji)與(yu)煤(mei)(mei)(mei)的(de)選(xuan)擇粉碎、煤(mei)(mei)(mei)干燥(zao)、煤(mei)(mei)(mei)預(yu)(yu)熱、配型(xing)煤(mei)(mei)(mei)相(xiang)比(bi)優點較多(duo)，是幾(ji)種煤(mei)(mei)(mei)預(yu)(yu)處理(li)技(ji)術(shu)中性價比(bi)較高(gao)的(de)一(yi)種工(gong)藝技(ji)術(shu)。如果把目前應用的(de)濕煤(mei)(mei)(mei)搗固將(jiang)來進一(yi)步開發改進為煤(mei)(mei)(mei)預(yu)(yu)熱搗固煉焦(jiao)(jiao)技(ji)術(shu)（需(xu)添加粘結劑替(ti)代水），其(qi)工(gong)藝技(ji)術(shu)優勢將(jiang)進一(yi)步提高(gao)。

        四、環保
        焦(jiao)(jiao)(jiao)爐(lu)(lu)(lu)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)主要(yao)(yao)是(shi)推焦(jiao)(jiao)(jiao)和裝(zhuang)(zhuang)煤(mei)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)。推焦(jiao)(jiao)(jiao)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)，搗(dao)固(gu)(gu)焦(jiao)(jiao)(jiao)爐(lu)(lu)(lu)與(yu)頂裝(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)爐(lu)(lu)(lu)一(yi)致，多采(cai)(cai)用(yong)(yong)地面(mian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)站(zhan)方(fang)式(shi)；搗(dao)固(gu)(gu)裝(zhuang)(zhuang)煤(mei)采(cai)(cai)用(yong)(yong)側裝(zhuang)(zhuang)，裝(zhuang)(zhuang)煤(mei)消(xiao)(xiao)煙(yan)(yan)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)主要(yao)(yao)有二(er)種方(fang)式(shi)置于(yu)爐(lu)(lu)(lu)頂的(de)(de)消(xiao)(xiao)煙(yan)(yan)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)凈(jing)化車(che)和爐(lu)(lu)(lu)頂消(xiao)(xiao)煙(yan)(yan)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)凈(jing)化車(che)與(yu)地面(mian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)站(zhan)相結合的(de)(de)消(xiao)(xiao)煙(yan)(yan)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)系統。前(qian)一(yi)種方(fang)式(shi)早期投(tou)產的(de)(de)搗(dao)固(gu)(gu)焦(jiao)(jiao)(jiao)爐(lu)(lu)(lu)用(yong)(yong)的(de)(de)較多，但除(chu)塵(chen)(chen)(chen)效(xiao)果(guo)較差(cha)，特別是(shi)當煤(mei)餅進入爐(lu)(lu)(lu)內(nei)1/2到2/3時(shi)，煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)和荒(huang)煤(mei)氣量最大，這(zhe)時(shi)消(xiao)(xiao)煙(yan)(yan)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)效(xiao)果(guo)較差(cha)，難以達(da)到排放標準；后(hou)一(yi)種方(fang)式(shi)是(shi)目(mu)前(qian)效(xiao)果(guo)最好的(de)(de)一(yi)種，且由于(yu)裝(zhuang)(zhuang)煤(mei)與(yu)出(chu)焦(jiao)(jiao)(jiao)不同時(shi)作業，可(ke)合用(yong)(yong)一(yi)套(tao)地面(mian)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)站(zhan)。唐山佳(jia)華(hua)焦(jiao)(jiao)(jiao)化公司(si)2008年建成(cheng)投(tou)產的(de)(de)我(wo)國首座6.25m搗(dao)固(gu)(gu)焦(jiao)(jiao)(jiao)爐(lu)(lu)(lu)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)德(de)(de)國伍德(de)(de)公司(si)設計方(fang)案(an)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)雙U形(xing)管(guan)導煙(yan)(yan)車(che)進行裝(zhuang)(zhuang)煤(mei)導煙(yan)(yan)，煙(yan)(yan)氣經U形(xing)管(guan)導入相鄰(lin)2個炭化室再導入集氣管(guan)，避免污染，操作簡單，維護方(fang)便，是(shi)一(yi)種新的(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)煤(mei)消(xiao)(xiao)煙(yan)(yan)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)先進方(fang)法。隨著近(jin)幾(ji)年搗(dao)固(gu)(gu)焦(jiao)(jiao)(jiao)爐(lu)(lu)(lu)的(de)(de)大型(xing)化和引(yin)進消(xiao)(xiao)化國外(wai)技術(shu)，搗(dao)固(gu)(gu)焦(jiao)(jiao)(jiao)爐(lu)(lu)(lu)的(de)(de)環保(bao)裝(zhuang)(zhuang)備水平得到大幅度提(ti)高。

        五、搗固煉焦技術經濟分析
        搗固煉焦技術的經濟效益主要表現在幾個方面：
        其一，搗固煉焦入爐煤堆密度大幅度增加，雖然結焦時間略為延長，但其生產能力仍比頂裝焦爐提高15%以上。所以在焦炭產能相同的情況下，所需爐孔數要比頂裝焦爐少，單孔容積要比頂裝焦爐小，相應爐體部分的投資可以減少。以年產250萬噸焦炭的規模為例，對采用搗固焦爐和頂裝焦爐兩個方案的投資進行分析比較，其結果是：采用搗固焦爐方案時，雖然機械設備投資高于頂裝焦爐方案，但總投資仍比頂裝焦爐方案節省9%或接近。
        其二，采用搗固煉焦技術能用較多的高揮發分煤及弱黏結性煤生產合格的焦炭，而高揮發分煤及弱黏結性煤的煤價通常比強黏結性煤低，因此采用搗固煉焦技術可以降低焦炭成本。以山西地區目前出廠含稅價計，氣肥煤、氣煤比焦煤低350～500元/t，比肥煤低300～450元/t；瘦煤、貧瘦煤比焦煤低150～250元/t，比肥煤低100～200元/t,按照中焦協調研的8家搗固焦企業的配煤比計，這些企業多用瘦煤、貧瘦煤7%，多用氣煤、1/3焦煤8%，相當于少用焦煤9%，肥煤5%；以此計算，煉焦配煤成本降低十分可觀。
        其三，搗固焦爐與頂裝焦爐技術經濟指標比較，6.25m搗固焦爐與7.0m頂裝焦爐相比，技術經濟指標參數也是較優的。
        其四，采用搗固(gu)煉焦技術，使(shi)焦炭(tan)質量(liang)得到了顯(xian)著改善，對高(gao)(gao)爐的(de)操作順行、降低焦比、提高(gao)(gao)高(gao)(gao)爐利(li)用系數起到十(shi)分重要的(de)作用。按高(gao)(gao)爐利(li)用系數提高(gao)(gao)100kg/m3.d，焦比下降10kg/t,以(yi)2000m3高(gao)(gao)爐為例，一年可(ke)增產鐵7.3萬(wan)噸,節約焦炭(tan)1.75萬(wan)噸，高(gao)(gao)爐增產降耗效果明(ming)顯(xian)。

        六、國內搗固煉焦技術的發展和應用
        搗固煉焦起源于德國，1882年德國最先采用搗固煉焦，從20世紀70年代，德國在搗固煉焦技術上取得重大突破，并相繼在一些高揮發分中等或弱粘結性煤儲量豐富而焦煤缺乏的國家和地區推廣應用。
        2002年以前，我國的搗固焦爐生產規模較小，搗固焦爐炭化室高度為2.8m,3.2m,3.8m，與頂裝煉焦技術相比發展較慢。主要原因是長期以來搗固機械不過關，煉焦煤供應相對充足。隨著國家嚴格的節能降耗，環保和可持續發展政策的出臺以及鋼鐵產能的急劇擴張，優質煉焦煤供給日益緊缺，我國搗固煉焦技術應運而生并迅速發展。
        2000年,中冶焦耐院開發的炭化室高4.3m JNDK43-99D型大型搗固焦爐，2002年底在山西茂勝公司首次成功使用。
        2006年,化二院開發的炭化室高5.5m搗固焦爐，在云南云維公司建成投產。
        2007年,中冶焦耐院開發的世界上最大的炭化室高6.25m搗固焦爐為唐山佳華公司采用，并于2008年底建成投產。
        現在我國正在運行的搗固焦爐300多座，產能達到約1.5億噸，每年相當于少用強粘結性焦煤、肥煤2000多萬噸，大大緩解了我國主焦煤的供應。
        這些搗固焦爐大多建在獨立焦化廠，大中型鋼鐵企業建的較少。
        近幾年，攀鋼和漣鋼分別建成投產了5.5m搗固焦爐，生產的焦炭全部提供給3200m3高爐使用，為鋼鐵企業大型高爐全部使用搗固焦炭起到了一個示范和推動作用，有利于消除國內鋼鐵企業對搗固焦炭使用的障礙和顧慮。這些障礙和顧慮主要來自三個方面：
        一方面，由于大型鋼鐵企業頂裝焦炭自給率較高，外購搗固焦炭也只是小部分摻混使用，致使鋼鐵企業全部長期使用搗固焦炭的生產經驗不足；
        第二個方面，國內獨立焦化廠大多未能與下游用戶鋼鐵企業建立長期穩定的供需關系，缺乏上下游之間的協調和對搗固焦炭的研究和認識，同時也沒有針對全部使用搗固焦炭質量特點來調整高爐冶煉制度，影響了搗固焦炭在高爐冶煉中的使用。
        第三個方面，一些搗固焦炭生產企業為追求降低配煤成本，盲目減少優質煉焦煤的配比，使得焦炭質量不能滿足大型和特大型高爐的需要（可以滿足中小型高爐的需要），也是一個不可忽略的問題。
        從我國出口的冶金焦來看，主要以搗固焦炭為主。世界金融危機爆發的2008年以前的近8年時間，我國每年出口搗固焦炭都在1000萬噸以上，這些焦炭主要是4.3m及以下搗固焦爐生產的，并基本用于國外2000m3及以上大高爐冶煉。說明國內生產的搗固焦炭是可以用于大型高爐冶煉生產的。
        國外，一些鋼鐵公司從上世紀80年代開始就采用搗固煉焦技術生產大型高爐用焦。例如：
        印度塔塔鋼鐵公司上世紀90年代建設的4.3m搗固焦爐配套2000m3高爐，正在建設的3800m3高爐同時配套建設大型搗固焦爐。
        印度JSW公司建設的大型高爐，由中國化二院配套設計4.3m搗固焦爐。
        烏克蘭阿爾切夫焦化廠，上世紀90年代建成的5.0m搗固焦爐生產的搗固焦炭均用于該鋼鐵公司大高爐生產；
        烏克蘭克里沃羅格鋼鐵公司不僅在2000m3～3000m3高爐使用，而且在特大容積5000m3高爐使用搗固焦炭。
        德國迪林根焦化廠1984年建成的6.25m搗固焦爐生產的焦炭供應2200m3高爐，高爐利用系數為2.5t/m3.d，焦比370kg/t,高爐噴煤量達到120kg。
        這些國外工廠采用大型搗固焦爐生產的搗固焦炭用于大型高爐冶煉，均取得了良好效果。
        由此可見，雖然國內鋼鐵企業大多采用頂裝焦炭很少使用搗固焦炭，但國外高爐使用經驗證明，搗固焦炭是能夠適應和滿足大容積高爐冶煉需要的。隨著國內近十年來搗固煉焦技術和裝備的快速發展和提高，以及合理節約利用煤炭資源政策的引導，搗固煉焦工藝具有的優勢越來越顯現出來，這種認識也越來越被鋼鐵企業所接受，并且在一些鋼鐵企業開始率先使用。這也許是鋼鐵企業今后采用搗固煉焦技術的趨勢。
       ; 中國(guo)已形成世界第一規(gui)模的(de)煉(lian)(lian)鐵(tie)(tie)和煉(lian)(lian)焦(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)能(neng)力，搗(dao)(dao)固焦(jiao)(jiao)炭產(chan)(chan)能(neng)已超過總產(chan)(chan)能(neng)的(de)1/4，協調好二者的(de)關(guan)系，是(shi)實現煉(lian)(lian)焦(jiao)(jiao)與煉(lian)(lian)鐵(tie)(tie)行業可(ke)持續發(fa)展的(de)重要措施。可(ke)以(yi)針對不同(tong)容積(ji)的(de)高(gao)爐提供不同(tong)質量的(de)搗(dao)(dao)固焦(jiao)(jiao)炭，不僅可(ke)以(yi)滿足大型高(gao)爐冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)要求，而(er)且滿足特大型高(gao)爐冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)要求，有(you)效合(he)理(li)利用煉(lian)(lian)焦(jiao)(jiao)煤資源，降(jiang)低煉(lian)(lian)鐵(tie)(tie)成本。通(tong)過加(jia)強高(gao)爐冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)對搗(dao)(dao)固焦(jiao)(jiao)炭質量研究(jiu)、相互協調，建立搗(dao)(dao)固焦(jiao)(jiao)炭質量指標體系，使搗(dao)(dao)固焦(jiao)(jiao)炭得到更多的(de)使用，才能(neng)形成煉(lian)(lian)焦(jiao)(jiao)煉(lian)(lian)鐵(tie)(tie)雙贏局面。

        七、分析結論
        1、我國煉焦煤資源分布極不平衡，氣煤和1/3焦煤儲量約占總儲量的49%，肥煤和氣肥煤約占13%，瘦煤和貧瘦煤約占15%，而焦煤、肥煤只占23%，中等變質程度的優質焦煤和肥煤儲量較少，屬于緊缺資源，隨著大比例的開采使用將迅速枯竭。
        頂裝焦爐雖然隨著焦爐大型化，焦炭質量有所提高，但主要還是依靠配入高達70～75%左右的焦煤和肥煤才能獲得高質量的焦炭，這是和國內煉焦煤資源分布比例不相適應的，長期來看，也是不可持續的。
        搗固焦爐在生產同等焦炭質量的情況下，可以多配入氣煤、1/3焦煤、瘦煤、貧瘦煤等高揮發分煤和弱粘結性煤，合理利用煤炭資源，具有明顯的企業降成本效益和社會效益，符合國家對保護性緊缺資源的利用政策，具有可持續性。
        2、從搗固煉焦與頂裝煉焦工藝對比分析來看，搗固煉焦優點多于頂裝煉焦。
        3、搗固煉焦的原料選擇范圍寬，擴大了煉焦用煤的使用范圍，有利用原料的供應和靈活的生產組織。本省煉焦煤煤種齊全，搗固煉焦所需的各種煤種均可以就地解決，具有明顯的區域供給優勢。
        4、從搗固煉焦技術經濟分析來看，多用高揮發分、弱粘結性煤，少用焦煤、肥煤，其降低企業的生產成本優勢是明顯的，也是長期的。鋼鐵企業從高利潤時期進入微利時期，也將在內部挖潛增效上作文章，降低煉焦成本是其中之一。盡管目前鋼鐵企業絕大多數過去采用的是頂裝焦爐，但隨著優質煉焦煤的日益短缺和鋼鐵利潤的下降，今后將不得不考慮采用搗固焦爐，目前一些鋼鐵企業選用了搗固焦爐正是基于此。
        5、鋼鐵企業大型高爐采用搗固焦炭存在的顧慮是目前產業結構造成的，并不是搗固煉焦工藝和搗固焦炭質量不能滿足大型高爐的生產。從這幾年國內部分鋼鐵企業攀鋼、漣鋼采用5.5m搗固焦炭在3200m3高爐的使用情況，以及國外一些鋼鐵公司大型高爐長期全部使用搗固焦炭來看，搗固焦炭用于大型和特大型高爐冶煉在技術上是沒有問題的。
        6、近幾年，搗固焦爐大型化技術發展很快，2008年以來，6.25m搗固焦爐在一些獨立焦化企業相繼建成投產，并取得良好使用效果。6.25m搗固焦爐成為當前的推薦爐型，有望在今后一段時間獲得推廣，但由于投產時間短，有關設計、制造、生產運行方面還有待于進一步完善和提高，積累經驗。
        7、獨立焦化企業從面對市場的多樣性、生產組織的靈活性、資源的供給保障、成本效益等方面來考慮，宜選擇搗固煉焦技術為好，從搗固焦爐大型化考慮，采用6.25m搗固焦爐為好。鋼鐵聯合企業選擇大型搗固焦爐亦是今后發展趨勢.尤其是在鋼鐵企業將長期進入微利時代、合理利用資源可持續發展的大背景下。