應用效果顯示既經濟又環保
提升焦爐燃燒過程中的傳熱效率。以燃燒室立火道溫度為1300℃、焦炭在推焦時刻焦餅中心溫度為1050℃、7米焦爐爐墻厚度為95mm、傳統硅磚導熱率為1.9W·m·k-1，高導熱硅磚導熱率為2.4W·m·k-1為條件，計算兩種硅磚情況下單位面積爐墻熱流。根據計算可知，在爐墻結構一定的條件下，燃燒室火焰到炭化室爐墻的傳熱過程中，硅磚的導熱性能是傳熱的“瓶頸”，傳熱系數的大小，決定了最終的熱流量。由于提高了單位時間的熱流量，提高了傳熱效率，也提高了熱利用率，單位體積的煤氣燃燒放出的熱量能夠更加有效地傳遞到炭化室。
研究顯示，高導熱硅磚焦爐焦餅中心脫水時間在10小時左右，傳統硅磚焦爐在12小時左右，高導熱硅磚焦爐脫水時間較傳統焦爐縮短2小時；在結焦中后期，高導熱硅磚焦爐焦餅中心溫度升溫速率高于傳統硅磚焦爐焦餅中心溫度升溫速率，說明高導熱硅磚傳熱速度比傳統硅磚快，導熱性能具有優勢。表2為寶鋼一期、四期焦爐在炭化時間、裝入煤水分、裝煤量和加熱方式相近情況下的比較。
在相同的工況下，使用高導熱硅磚的一期焦爐與使用傳統硅磚的四期焦爐相比，煉焦耗熱量（含水7%）相近，但高導硅磚焦爐的直行溫度較傳統焦爐直行溫度高11℃，火落時間較傳統焦爐縮短了0.4小時，高導熱硅磚焦爐具有較大的降溫空間；如果高導熱硅磚焦爐爐溫降低到與傳統焦爐爐溫一致，耗熱量（含水7%）可降低7%。按照結焦時間22小時、年生產時間8760小時計算，50孔×4的高導熱硅磚焦爐較傳統硅磚焦爐每年可節約1.24億立方米的混合煤氣，折合標煤20682噸，節能效果顯著。
降低燃燒過程氮氧化物排放。有關研究表明，焦爐燃燒過程中生成氮氧化物的形成機理有3種類型：溫度熱力型NO、碳氫燃料快速型NO、含N組分燃料型NO，前兩種合稱溫度型NO。焦爐燃燒過程中生成的NO，主要是溫度熱力型的，用含N組分的焦爐煤氣加熱，其生成的NO量所占比例最多不超過5%，而用貧煤氣加熱，則全部是溫度熱力型的NO。
焦爐廢氣中氮氧化物濃度與焦爐燃燒室火道溫度有關（實際是與燃料燃燒溫度有關）。當火道溫度為1200℃～1250℃時，焦爐廢氣中氮氧化物濃度不明顯，溫度高于1300℃時，NOx明顯增加。當火道溫度由1300℃升至1350℃時，溫度±10℃，則以NO2計的NOx為±30mg/m3。
因此，在保證炭化室內溫度不變的情況下，用高導熱硅磚砌筑的燃燒室內的火焰溫度可以更低一些；降低火道溫度，有利于降低NOx濃度。表3為高導熱硅磚焦爐立火道溫度與煙氣NOx濃度變化關系。
在結焦時間相同的條件下，適當降低燃燒室火道溫度，有利于降低NOx的排放。對比不同開工率條件下，高導熱硅磚焦爐與傳統焦爐的氮氧化物排放濃度可見：隨著開工率上升，高導熱硅磚焦爐與傳統焦爐NOx排放濃度也上升；在高開工率下，高導熱硅磚焦爐NOx排放低于傳統硅磚焦爐。按照每燃燒1噸標煤排放7千克當氧化物計算，一座年產247萬噸焦炭的高導熱硅磚焦爐與傳統硅磚焦爐相比，每年可減少氮氧化物排放430噸，減排效果顯著。
綜上所述，高導熱硅磚全部繼承了傳統焦爐硅磚的優點，在此基礎上進一步突出了高導熱的特性。高導熱硅磚的使用，減少了焦爐的燃料消耗，降低了NOx等污染物的排放，具有可觀的經濟效益和社會效益，是未來焦爐使用耐材新的技術方向。（來源：中國鋼鐵新聞網）