浅析焦炭反应性与高炉冶炼
高炉炼铁碳和氧气反应的作用
高炉炼铁碳和氧气反应的作用
高炉炼铁是一种常用的铁矿石冶炼方法，它通过将铁矿石与高炉的燃料和氧气进行反应来提取铁。
在高炉炼铁过程中，燃料（通常为焦炭）提供高温和还原性，它和铁矿石一起进入高炉。
在高炉内，焦炭被加热至高达1500℃的温度，并逐渐产生一系列的化学反应。
其中最重要的一步是碳与铁矿石中的氧气反应，形成一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）的反应。
碳将铁矿石中的氧气氧化并还原成CO气体，并从中间生成一氧化碳。
CO气体是一种强大的还原剂，它继续与铁矿石中的氧气反应，将其还原为金属铁。
反应方程式如下：
Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
在高炉内，CO气体同时还与未反应的铁矿石反应生成一氧化碳和金属铁。
这种循环反应持续进行，直到大部分的氧气被还原并释放出铁。
在高炉内，由于高温和还原性环境，一部分的氧气与焦炭反应生成了CO2气体。
这些CO2气体通常传递到炉外，然后通过其他控制设备处理。
高炉炼铁过程中的碳和氧气反应是一种复杂而重要的化学过程。
通过遵循一系列的反应步骤，高炉能够将铁矿石中的氧气还原并释放出金属铁。
这种方法被广泛应用于工业领域，用于生产各种铁制品。
第二章 焦炭及其性质2
反应
要求
电石焦
要求
电石焦作为碳素材料，含碳 量要高，灰分要低，通常规 定：碳＞80%；灰分＜8%～ 10%。为避免生石灰消化， 电石焦水分应控制在6%以下。
焦炭形成阶段
电石焦要求硫分＜1.5%，磷分 ＜0.04%。焦炭中的硫和磷在电 炉中与生石灰作用会生成硫化 钙和磷化钙混入电石中，当用 电石生产乙炔时，这些杂质会 转化为硫化氢和磷化氢。
复习：
1、高炉分为那几部分？
3、 高炉冶炼的过程包括哪几部？
2、焦炭在高炉中的作用？
4、高炉内的柱料分为哪三各部分？
第二章 焦炭及其性质
主讲人：张国伟
内容概要
1、焦炭在高炉内的性质变化
2、非高炉用焦的特性
1、焦炭在高炉中的作用有哪些？
2、高炉炼铁中的焦炭作用？
3、料柱构造及对焦炭的要求？
一 焦炭在高炉内的性质变化 图示 下图高炉中焦炭沿高向的机械强度、粒度、气孔率、反应性和钾、 钠元素等的变化情况。在高炉上部块状带变化不大，只有在高炉中部 超过1000℃的区域才开始急剧变化。
碱度高的好处 当炉渣碱度高时，CaO相对过剩，SiO2处于较完全的束缚状 态，使得SiO2与K2O反应的几率下降所以这样做又将致使炉渣 带出的碱量减少，增加了炉内的碱循环，加剧了碳溶反应，促进 了焦炭的降解。由此可见，降低焦炭的灰分、硫分，对高炉生产 具有重要意义。
高炉冶炼厂
二 高炉冶炼工艺流程
高炉冶炼工艺
三 焦炭的用途及质量指标
冶金焦
1)高温热源作用； 2)提供还原剂的作用； 3)疏松骨架作用。
强度 灰分硫分 反应性 粒度
铸造焦
焦炭
电石焦
铸造焦用于冲天炉(也称化铁炉)作燃料， 冲天炉的作用是将生铁熔化，并尽可能 提高铁水温度，进而提高铸件的质量。
焦炭热性能影响因素分析
焦炭热性能影响因素分析摘要：作为高炉主要的骨架材料，焦炭的热性能对日益强化的高炉生产起到了较大影响作用，为了提高高炉的耐热属性和其生产效率，必须对焦炭的热性能进行深入研究。
本文从多个角度分析了焦炭热性能的影响因素，为相关单位进一步提高高炉的耐热性提供一些参考依据。
关键词：焦炭；热性能；影响因素引言焦炭在高炉中具有热源、还原剂、渗透剂和料柱骨架等作用，焦炭中低于1%的碳随高炉煤气逸出，其余全部消耗在高炉中，大致比例为风口燃烧55%～65%，料线与风口间碳熔反应25%～35%，生铁渗透7%～10%，其他元素还原反应及损失2%～3%。
近年来随着高炉冶炼技术的发展，特别是高炉容积大型化、高风温技术以及鼓风富氧喷煤技术的迅猛发展，焦炭作为高炉内料柱骨架，保证炉内透气、透液的作用更为突出。
焦炭质量特别是焦炭CＲI及CSＲ对高炉冶炼有极大的影响，成为限制高炉稳定、均衡、优质、高效生产铁水的关键性因素。
1、影响焦炭热性质的主要因素1.1、原料煤性质对焦炭反应性产生的影响原料煤的变质程度、杂质含量以及结焦性能等会对焦炭反应性起到重要影响。
原料煤变质程度不同，其炼制焦炭的反应性也不尽相同。
在烟煤中，一般来说，低变质程度煤炼制的焦炭具有较高的反应性，煤的变质程度越高，所得焦炭的反应性越低，一旦煤的变质程度与贫煤接近时，其焦炭的反应性则会呈现上升情况。
实践表明，在1000℃的条件下，对变质程度不同的煤炭进行焦炭反应性试验，无论是哪种反应气体，其反应性均与煤变质程度有着密切的联系，且呈现大致相同的规律，只有氢反应具有较大的离散程度。
而在炼焦煤的范围内，其镜质组的最大平均反射率与焦炭反应性关系极为紧密，相关系数超出0．95。
1.2、煤炭中的部分矿物质则具有负催化作用或者不发生化学作用负催化作用是指对焦炭的熔损反应起到阻碍作用的矿物质，这种矿物质的存在会有效抑制焦炭反应的活性，例如煤炭中所含有的Si以及B等元素，对二氧化碳的化学反应性有着较强的遏制作用。
炼铁工艺05高炉冶炼过程的物理化学
高炉冶炼主要是以 CO 和 C 作为还原剂，还原区域的温度一般不大于 1500℃， 在此条件下，CaO、A1203 和 MgO 在高炉冶炼过程中不可能被还原。
氧化物中的金属（或非金属）和氧亲和力的大小，也可用氧化物的分解压力 大小来表示，即氧化物的分解压力越小，元素和氧的亲和力越大，该氧化物越稳 定。
用 H2 还原铁氧化物高炉在不喷吹燃料条件下，煤气中 H2 量一般在 1.8-2.5% 范围内，主要是鼓风中水分被 C 还原产生的。在喷吹煤粉、天然气等燃料时，煤 气中 H2 浓度显著增加。H2 和氧的亲和力很强，可夺取铁氧化物中的氧而作为还原 剂。
所以固体碳还原铁氧化物反应，只表示最终结果，反应的实质仍是 CO 在起 作用，最终消耗的是碳素。
反应 FeO 十 C＝Fe 十 CO 的进行，决定于 C02 十 C＝2CO 反应的速度。实验指 出：C02 与 C 作用达到平衡，其速度是很慢的。650 ℃时，大约需要 12h；800 ℃ 时需要 9h；温度愈低，用固体碳进行还原愈难。由于高炉内煤气流速很高，在 温度大于 700-730℃时，C02 十 C＝2CO 反应有可能达到平衡，即 FeO 可用 C 进行 还原。但因碳的气化反应速度很慢，C 还原 FeO 的作用很小。只有在 800～850 ℃ 时，FeO 被 C 还原才较明显；激烈地进行反应则在 1100℃以上。
焦炭质量的提高与炼焦工艺的发展探讨
焦炭质量的提高与炼焦工艺的发展探讨关键词：焦炭质量炼焦工艺发展一、前言随着经济的快速发展，各种大型高炉不断出现，高炉冶炼技术不断提高，高炉对焦炭质量要求越来越高，生产出符合大型高炉要求的高质量焦炭成为焦化厂急需解决的一个重大问题。
本文就焦炭质量和炼焦工艺进行详细探讨，具体内容如下分析。
二、焦炭质量影响因素及提高方法影响因素1.炼焦煤质量炼焦煤的质量直接决定着焦炭质量，炼焦煤中的灰分几乎100%的残留在焦炭中，焦炭的灰分为配合煤灰分的1.3-1.4倍，炼焦煤中的硫分60%-70%转到焦炭中去，焦炭的硫分为配合煤硫分的80%-90%，炼焦煤的粘结性于结焦性直接决定着焦炭强度的好坏。
2.炼焦工艺条件2.1标准温度焦炉炉温的高低直接影响炼焦煤的粘结性和结焦速度，从而对焦炭质量产生影响。
特别是在半焦收缩阶段，如果炉温较低对焦炭的缩聚和最终热分解产生影响，直接影响焦炭气孔率。
温度较高使收缩速度加快，焦炭产生的裂纹较多，不利于焦炭质量的提高，因此合适的标准温度显得尤为重要，提高炼焦终温，结焦终了时采取焖炉等措施，可以使焦炭结构致密，从而降低焦炭反应性。
2.2熄焦方式焦炭的熄焦方式也对焦炭质量起着重要影响，当炼焦煤配比及其它工艺条件都相同时，干熄焦焦炭比湿熄焦焦炭的反应性及反应后强度都好。
主要原因是采用干熄焦时，焦炭的残余挥发份得到继续释放，焦炭在干熄炉内继续缩聚，使焦炭更加致密，而湿熄焦过程中水汽对焦炭气孔表面起活化反应，该活化反应可以降低焦炭的反应性。
2.3捣固工艺通过捣固煤料，使煤料的堆密度增加，煤粒间的空隙变小，从而减少结焦过程中为填充空隙所需胶质体数量。
所以，较少的胶质体就可以在煤粒之间形成较强的界面结合。
而且随着煤饼堆密度的增加，其透气性变差，结焦过程中产生的干馏气体难以析出，胶质体的膨胀压力变大，促使煤粒受压变实，进一步加强了煤粒间的结合，从而提高煤的黏结性，达到改善焦炭热性能的目的。
三、提高焦炭质量的措施1.采用煤调湿工艺煤调湿是将炼焦煤料在装炉前除掉一部分水分，保持装炉煤水分稳定且相对较低，一般为6%左右。
焦炭反应性及反应后强度试验中注意事项
焦炭反应性及反应后强度试验中注意事项：焦炭反应性及反应后强度是评价焦炭热性质的重要指标，对高炉冶炼影响很大。
近年来随着高炉大型化，该两个指标越来越受到人们的重视，许多国家根据国资源和技术需要制定不同的测试方法，并用相应的指标来控制焦炭的质量，我国于1983年制定了国家标准，但是由于试验条件不易掌握，导致两指标的测定值误差较大，影响了对焦炭质量的评价。
根据几年来的工作经验，提出几个测定中注意的问题仅供大家参考。
1.自测观察其大小是否均匀外，每次试验不仅要保证试样质量符合标准。
同时还要尽量使试样的焦块数目相等。
在反应器底部装100mm后高铝球时要装平，装焦炭块时也要均匀装平。
2.按GB/T4000-2008规定，焦炭在装入反应器前需在烘箱中干燥，温度在170-180度，干燥2小时，去除焦炭外表面吸收的水分，放入干燥器中冷却到室温。
称重（200±0.5g)入炉，为防止试验过程中焦炭丢失影响试验的准确性，试验做完后，要重新数一数焦块数目，检查与装入数目是否一致，还要检查以下反映后的焦块，如果有说明取样不好，数据的代表性和准确性差。
1.严格按照国标制焦炭样使粒度形状尽量接近。
（1）.按GB/T4000-2008规定的制样方法，按比例取大于25mm焦炭20kg，弃去泡焦和炉头焦。
用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg，再用25mm、23mm圆孔筛筛分，大于25mm焦块再破碎、筛分。
取23mm筛上物，去掉薄片状焦和细条状焦，保留较厚片状焦和较粗条状焦，并将较厚片状焦和较粗条状焦用手工修整成颗粒状焦块，用制样方法一（1）在厚度为8-10mm的钢板上，钻若干个直径为21mm的圆孔钢板，在此钢板砸出110粒焦炭试样。
（2）在170-180度的烘箱中，烘干时间不低于2小时；取出焦炭冷却至室温。
（3）用二分法将试样分成2份，放入干燥瓶中备用。
制样方法二（1）用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg。
（2）用Φ25mm、Φ21mm圆孔筛筛分；大于Φ25mm的焦块再破碎、筛分。
浅析影响焦炭质量的几点因素
摘 要： 文通 过对 焦炭化 学 成分 、 本 焦炭 显微 结构 、 焦炭灰 分 等） Ａ ￣进行 分析 ， 而提 高 焦炭质 量 Ｌ－ 从
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｎ ｌｓｓｏ ｅ ｅａ ｓ ｅ ｔ ｆｃ ｋ ｈ ｍｉａ ｏ ｓｄ ｏ ｈｅａ ａｙ ｉ ｆｓ ｖ ｒｌａ ｐ ｃｓｏ ｏ ｅｃ ｅ ｃ ｌｃ ｍｐｏｉｉｎ， ｃｏ ｔｕ ｔ ｒ ｆｃ ｋ ｃ ｋ ｓ ｎ ｏ ｓ ｅ ｔ ｆａ ａｙ ｉ，ｔ ｓｔ ｏ ｍｉｒ ｓｒ ｅ ｕ ｅｏ ｏ ｅ， ｏ ｅａ ｈ ａ ｄ ｓ ｍｅａ ｐ ｃｓｏ ｎ ｌ ｓｓ ｈｅ
（ 林省通 化 钢铁 焦化 厂 ， 吉 通化 １ ４ ０ ３ ０ ０）
（ｉｎＴ ｎ ｈ ａＣ ｋ — ｋｎ ｌｎｓｏ ｒｎａ ｄＳｅｌＴ ｎ ｈ ａ １４ ０ ， ｉａ） Ｊｌ ｏｇ ｕ ｏ ｅ ｍａ ｉｇＰａ ｔ ｆ ｏ ｎ ｔｅ，ｏ ｇ ｕ ３ ０ ０ Ｃｈｎ ｉ Ｉ
Ｖａｕｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌ ｇｎ ｅｉｇ
・４１ ・
浅 析 影 响焦 炭 质 量 的几 点 因素
Ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｅ ａ Ｆ ｃｏ ｓｔａ ｆ ｃ ｋ ａｉ ｎ ｌｓ ｆＳ ｖ ｒ ｌ ａ ｔｒ ｔＡ ｅｔ ｓ ｈ Ｃｏ ｅＱｕ ｌｙ ｔ
赵 万 里 Ｚｈ ｏＷ ａｌ ａ Ｉｉ ｌ
中 图 分 类 号 ：Ｑ ２ Ｔ ５
文 献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： ０ ６ ４ １ （ ０ ０）６ ０ ４ — １在 高炉 内作 为燃料 ， 提供 铁矿 石还原 、 熔化所需热量。 对于 样 ， 实际上在有一定 量碱 存在下 ， 所有焦炭 显微结构的反应 性差别 般情况下 的高炉 ， 炼 １吨生铁 需焦炭 ５ ０ ｇ左右 ， 每 ０Ｋ 焦炭 几乎供 明 显 地缩 小 。 就 是 说 ， 各 向 同 性 为主 要 成 分 的、 这 以 由低 变 质 程 度 气 给 高 炉 所 需 的全 部 热 能。 当风 口喷 吹燃 料 并 鼓入 氧 气 的 情 况 下 ， 焦 煤 类煤 所 炼 制 的焦 炭 和 以各 向异 性 为 主 要 成 分 的 、 中 变 质 程 度 肥 由 炭 供 给 的 热 能 也 约 占 全 部 热 能 的 ７ ％一 ０ ０ ８ ％。 焦 炭 燃 烧 所 提 供 的 热 煤 、 煤 所 炼 制 焦炭 ， 国标 测得 的 Ｃ Ｉ Ｃ Ｒ 值 一 般 相 差 十 分 明 焦 用 Ｒ和 Ｓ 量 是 在 高 炉 风 口区 产 生 的 ， 炭 灰 分低 、 入 风 口 区仍 保 持 一 定 块 显 ， 在 有 碱 存 在 下 测 得 的 Ｃ Ｉ Ｃ Ｒ， 者 差 别 却 大 大缩 小 ， 于 焦 进 而 Ｒ和 Ｓ 两 鉴 度 是 保 证燃 烧情 况 良好 的 必需 条件 。 此 ， 内人 士 指 出 ， 低 变质 程 度 、 粘 结 性 的 气 煤 类 煤 炼 成 的 焦 炭 业 用 弱 １ 焦 炭 化 学 成 分 的 影 响 含 有 大量 的各 相 同性 结 构 ， 有着 良好 的抗 高 温碱 侵 蚀 性 能 。 但 光 学 焦 炭 的 化 学 成 分作 为 衡 量 焦 炭 质 量 指 标 有 硫 分 、 分 、 分 和 同性 组织 在 高 炉 焦 炭 中含 量 不 大 ， 由于 它是 碳 分子 的无 序 排 列 ， 水 灰 尽 挥 发 分 。 焦 炭灰 分对 高 炉 操 作 有 很 大 影 响 ， 分每 增 加 １ ， 灰 ％ 高炉 冶 管对 缓 和 热 冲 击 有 一 定 好 处 ， 各 向 同性 组 织 过 多 的 焦 炭 大 多 强 度 但 炼时 多耗 石灰 石 ２５ ．％，焦 比升 高 ２ ％。高炉 生产 能力 下降 ２ 低 ， 应 性 过 高 ， ． ０ ％一 发 因此 ， 能 靠增 加 各 向 同 性 组 分 未 改 善 热 性 质 。 而 不 ２５ ．％。因此 灰 分 是 高 炉 焦 炭 质 量 的 一 个 重 要参 数 。焦炭 水 分和 挥 发 是适 当增加各 向异性组分 ， 如增加 主焦煤 、 譬 肥煤的配入量 ， 通过优 分 都 是 受 炼 焦 生产 操 作 条 件 控 制 的 。 焦 炭 水 分 是 在 炼 焦过 程 中产 化配煤结构来 降低焦炭 的反应性 ， 提高焦炭 的热强度。 生， 受熄 焦 方 式 和 熄 焦 操作 等 因 素影 响 。通 常 湿 法 熄 焦 的焦 炭 水 分 ３ 焦 炭 灰 分 对 焦 炭 质 量 的 影 响 约 为 ４ ６ 干 法熄 焦 的 焦 炭 水 分 约 为 ０５ 。 炭 挥 发 分 是 焦炭 成 ％一 ％， ． 焦 ％ 根据 研究 ：焦炭灰分 的主要成 分是 ＳＯ 和 Ａ ， ｉ： １ 等酸性氧 化 Ｏ 熟 的标 志 ， 般成 熟 的 焦 炭 挥 发 分 为 １ ２ 焦 炭 挥 发 分主 要 受炼 物 ， 炭 在 高 炉 内被 加 热 到 高 于 炼 焦温 度 时 ， 于 焦 质 与 灰 分 的 热 一 ％一 ％， 焦 由 焦 最 终 温 度 控 制 ，其 稳 定 与 均 衡 则 主 要 取 决 于 焦 炉 加 热 调 节 的好 膨 胀 性 不 同 ， 炭 沿 灰 分 颗 粒 周 围 产 生 并 扩 大 裂 纹 ， 焦 炭 碎 裂 粉 焦 使 强 坏 。 焦炭 灰 分和 硫 分均 来 自于 炼 焦 煤 ， 们 的 高 低 及 其 成 分 取 决 于 化 ， 度 降 低 。 另 外 焦炭 灰 份 中 的碱 金 属 氧 化 物 对 焦炭 反 应 性 有 正 它 炼 焦煤 。 炼 焦生 产 过 程 中 ， 焦装 炉 煤 灰 分全 部 转入 焦炭 。 在 炼 焦炭 灰 催 化 作 用 ， 以 降 低 焦炭 灰 分 有利 于 提 高 焦 炭 的热 强度 。 所 分 是 装炉 煤 灰 分 的 １ － ． 。在 炼 焦过 程 中 ， ２３ 焦 装炉 煤 的 ． １ ３ ４倍 约 ／炼 ４ 影 响 焦 炭 机 械 强 度 的 因 素 焦 炭 的强 度 是 衡 量 焦 炭 能 否 起 到 支 撑 骨 架 的 作 用 、 保证 高炉 操 硫分生成硫化氢和有机硫化物进入荒煤气。 焦炭硫 的质量 分数每增 加 １ ， 炉 焦 比升 高 １ ％一 ． 一 般 焦 炭硫 分 是 炼 焦 装炉 煤 硫 分 作顺 行的最要 的指标 ， 富氧喷煤 的情 况下尤其如此 ， ％ 高 ． ２０ ２ ％。 在 因为 富氧 喷 的 ８ ％一１０ ０ ０ ％。 煤 使 得 高 炉 料 柱 中 ｌｇ焦炭 负荷 由 ｌｇ 大 到 ５ ｇ 焦炭 在 高炉 中 ｋ ｋ增 ｋ。 为使 焦炭 化 学 成 分合 格 配 煤 的 指 标 应 如 下 ． 除 了承 受机 械 作 用 力 外 ，还 要 承 受 热 破 坏 作 用 和 化 学 侵 蚀 作 用 ， 这 （ ）装 炉 煤 中 的水 分应 小 于 １％。 （ １ ０ ２）装 煤 中 的 灰 分 不 高 于 些作用会促使焦炭热应力集中处即细裂纹 向外扩展而断裂 ， 形成许 它们 进 入 风 口回旋 区 进 一 步 破 裂 粉 化 ， 焦炭 的 快 速 劣 化 １ ％。 ３） 炉 煤 中 的硫 分 不 大 于 １ ２ （ 装炉 煤 中 的挥 发 分应 多小 块 焦 ， ０ （ 装 ％一 ％。 ４） 保 持 在 ２ ％一 ０ ４ ３％。 （ 装 炉煤 的粉 碎 细 度 为 ８ ％一 ５ ５） ０ ８％左 右 。 导致 高 炉 冶 炼 不 能 顺 行 。 焦 炭 机械 强 度 按 测 量 方 法 分 为 转 鼓 强度 、 落 下 强 度 和 热 强度 ２ 焦 炭 显 微 结 构 对 焦炭 质 量 的 影 响 焦炭 是 以碳 为主 要 成 分 的 含 有 裂 纹 的不 规 则 多 孔体 ， 体 由 气 等 ， 通 常 是 将 焦 炭转 鼓 强度 作 为高 炉 焦炭 质 量 指 标 。 焦炭 转鼓 类 焦 但 孔和 气 孔 壁 构 成 ， 气孔 壁又 称 焦质 。 焦炭 的 显 微 结 构 是 指 焦 质 的 光 型 很 多 ， 国 现 在 以米 库 姆 转 鼓 为 国 家标 准 ， 库 姆 转 鼓 测 定 的 焦 我 米 抗 ４ ０ 学 显微 组 分和 孔 孢 结 构 。 纹 的 多 少 与粗 细 直 接 影 响 焦炭 的粒 度 和 炭 强 度 指 标 有 两 个 ： 碎 强度 Ｍ ０和 耐磨 强度 Ｍ１ 。 裂
影响焦炭反应性及反应后强度测定结果的因数
影响焦炭反应性及反应后强度测定结果的因数张荣江【摘要】焦炭热反应性和反应后机械强度影响高炉的透气性和高炉顺行,它们是指导高炉生产的重要指标,但焦炭热反应性和反应后机械强度的测定结果受试样加工、反应温度及保护气体流量等因素的影响都很大.引起反应性结果偏高的主要因素有:升温速度过快、反应温度偏高、保护气流量太小或反应气体流量过大,此时,反应后强度结果偏低,反之亦然.本文通过大量的实验数据,总结出焦炭反应性及反应后强度测定中应注意的事项.%The blast furnace is influenced by the coke's hot reactivity and mechanical strength after reaction in breathing freely and producing all right, they are important indicators to guide the productionof blast furnace, but the test results of coke's hot reactivity and mechanical strength after reaction are influenced by sample processing, reaction temperature and protective gas flow and other factors.The main factors that cause the high reactivity result are as follows: the heating rate is too fast, the reaction temperature is too high, the shielding gas flow rate is too small or the reaction gas flow rate is too large, at this time, the strength result after the reaction is low, vice versa.Based on a large number of experimental data, the matter in the determination of coke's reactivity and strength after reaction should pay attention to were summed up.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)010【总页数】3页(P126-128)【关键词】焦炭反应性和反应后强度;升温速度;反应温度;气体流量【作者】张荣江【作者单位】贵州省六盘水职业技术学院工业系,贵州六盘水 553003【正文语种】中文【中图分类】TQ520.1焦炭反应性指焦炭对CO2的反应性，这一反应是焦炭在高炉中最主要的反应[1]。
配煤成分和性能对焦碳反应后强度反应性的影响
必须对最佳炼焦配料及其工艺制度进行研究 ，使生
产 出的焦炭 具有 最好 的反应 性 能 。
段所得到的焦炭质量参数不好，可以解释为以下原
因：
俄罗斯及国外的研究结果证明，按照 Ｃ Ｒ 和 Ｓ ＣＩ Ｒ 可以评价高炉的工作效率。因此 ，为了配煤达 到最佳组成 ，利用高炉冶炼对这些指标进行 了试
ｙ ４．ｍｍ ； ＝２ ６
用了４ ３个月 的时 间 ，分 ８个 阶段在实 际 生产
中进行工作（ 见表 ２。炼焦用煤情况及其质量鉴定 ， ） 以及 Ｃ Ｒ和 Ｃ Ｉ Ｓ Ｒ 方面焦炭指标性能在表 １ 中列出。 分析研究结果表明，高炉焦炭强度性能实际取决于 配煤强度及其组成成分。 在粘结性煤和炼焦煤含量最小时，大块煤 、中
２１ ０ ０年第 ４期
本钢技术 表 １ 炼焦配煤组成 及其质量性能
４ ３
表 ２ 焦炭质 量和炼焦周期
结论
煤含量在 ２ ． １ ％，炉料粘结度在 １． ８ ５ ％～１． ｍ， １ ５ｍ ２ 反射能力 Ｒ＝ ． ２ 焦炭热强度 ５． ０ １ ４ ％。 １ ４ ％￣５ ． ５ ５ ％及 ５ 其反应能力 ３ ． ６ ％不好 的指标是在肥煤含 量最小 ２
验。
由于肥 煤 量 减 少 ９ ％和 低 质 煤 量 的增 多 ． ６ ４． ３ ％，致使配煤组成恶化 ，结果是减少了反射能 ５ 力 Ｒ＝ ． ８ ｏ １ ０％，塑性位移向温度更低方向移动，并 ０ 且进一步减弱焦炭的结构 ； 由于缩减 了库兹涅茨克精肥煤 、精气肥煤 到 ３ ％ 计划 ６％－ ７％） ０（ ５ － ０ 含量 ，降低 了煤 的粘结性
成分粘性对高炉焦炭的 Ｃ Ｒ和 Ｃ Ｉ Ｓ Ｒ 指标有很大影
响 。在粘 结性煤 和炼 焦煤处 在最佳 含量 ６ ． ６１ ， ％时 粘 性 ｙ １．—１． ＝ ５１ ５２ ｍｍ， 挥发 物 ｖ ２ ．％时 ， ５１ 能得
焦炭炼铁过程中的关键因素分析与优化策略
焦炭炼铁过程中的关键因素分析与优化策略焦炭炼铁是一种重要的冶金过程，用于将铁矿石转化为钢铁。
这一过程涉及许多关键因素，包括焦炭质量、高炉操作参数以及矿石质量等。
本文将对焦炭炼铁过程中的关键因素进行分析，并提出优化策略，以提高炼铁效率和产品质量。
一、焦炭质量对炼铁过程的影响1. 焦炭含碳量：焦炭的主要成分是碳，因此焦炭含碳量的高低会直接影响到炼铁的效率和产品质量。
过高或过低的焦炭碳含量都会对高炉的冶炼过程产生不良影响。
因此，优化焦炭质量，选择合适的焦炭含碳量对提高炼铁效率至关重要。
2. 焦炭灰分含量：焦炭中的灰分含量会影响燃烧反应的稳定性和热效果。
过高的灰分含量会增加炉渣的生成量，降低炉内温度，影响高炉的正常运行。
因此，在选择焦炭时，需要注意控制焦炭的灰分含量，以提高炼铁的效率和产品质量。
3. 焦炭挥发分含量：焦炭中的挥发分是指在高温下挥发的可燃气体和液体，挥发分的含量直接影响到焦炭的燃烧性能和热效果。
适当调整焦炭挥发分含量可以提高炼铁过程的燃烧效率，并减少炉内气体的排放。
二、高炉操作参数对炼铁过程的影响1. 炉温：高炉炉温是一个重要的操作参数，它直接影响到冶炼过程中的化学反应速率和产品质量。
恰当的炉温可以提高炼铁的冶炼速度和产品质量，但过高的炉温会增加能耗，过低的炉温则会降低冶炼速度。
2. 炉压：炉压是指高炉内部炉渣和铁水压强的大小。
适当地调整炉压可以改善炼铁过程中的气流分布和物料传递，提高铁水质量和冶炼效率。
过高或过低的炉压都会导致高炉操作不稳定，影响到产品质量。
3. 喷吹速率：喷吹速率是指将空气和燃料喷吹到高炉内的速度。
适当地调整喷吹速率可以改善高炉内的气流分布和热传递，提高冶炼效率和产品质量。
三、矿石质量对炼铁过程的影响1. 矿石粒度：矿石的粒度对焦炭炼铁过程的物料传递和反应速率有着重要影响。
粒度过粗的矿石会导致冶炼效率低下，粒度过细的矿石则会增加冶炼过程中的堵塞风险。
因此，在炼铁过程中，需要选择合适的矿石粒度，以提高炼铁效率和产品质量。
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浅析焦炭反应性与高炉冶炼
摘要：总结了不同时期焦炭反应性与高炉冶炼的的认识，论述了不同反应性
的焦炭与高炉冶炼效率之间的影响关系，以及目前对改进反应性以提高生产所采
取的方法措施。
关键词：焦炭；反应性；高炉冶炼
前言
焦炭是高炉的主要燃料，在冶炼过程中不但发挥着还原剂和发热剂的坐作
用，还作为碳源起着渗碳的作用以及构成料柱骨架。焦炭的还原性依赖与它在高
炉中的反应性，一般认为焦炭反应性与焦炭反应后所剩物质的强度有着某种负相
关的关系，所以焦炭反应性与其料柱骨架有着直接关系，其反应性对高炉冶炼具
有十分重要的作用。在高炉冶炼的发展过程中，由于制造工艺和冶炼手段存在很
大差异，产生了各种高炉操作技术和配煤炼焦手段。同时，人们不断加深了对焦
炭反应性和高炉冶炼之间关系的认识。在当前环保意识不断增强、优质焦煤紧缺
的条件下，控制好焦炭的反应性对提高冶炼效率至关重要。
1.焦炭的产生与应用
早期高炉冶炼所用的燃料是木炭，而随着工业的不断发展，生铁的需求越来
越大，所消耗的木炭的量也越来越多，导致森林大量被砍伐，树木资源紧缺，再
加上木炭强度有限，导致高炉冶炼技术和产量得不到进一步发展。当时，人们试
验用没来替代木炭作为高炉的燃料和还原剂，但是由于燃烧煤时鼓风能力不够，
而且煤中还有较多的磷和硫，产生了较大的污染，所以，以煤替代木炭的想法胎
死腹中。后来，有人提出用焦炭替代木炭来作为还原剂。刚开始由于工艺的不足，
焦炭中含有过多的硫，导致试验没有成功。此后有人利用低硫煤炼制除了含硫量
较低的焦炭，成功应用与高炉冶炼中，从此高炉冶炼开启了新的篇章。
2.焦炭反应性的高低与高炉冶炼
2.1低反应性焦炭
经过多年的发展，焦炭低反应性能提高高炉冶炼效率的思想被大多数人认
可。焦炭反应性低，就意味着焦炭刚开始反应时温度较高，能够将高炉内的还原
区间接扩大，有利于铁矿石的间接还原。焦炭的可燃性和反应性低，那么它在风
口区的反应就会很慢，在燃烧区的横截面积就大，这样就能让炉料的下降速度变
得更加均匀，有利于提高产品质量。如果焦炭的反应性高，刚开始反应时温度较
高，那么炉内温度很低的情况下，焦炭就会与二氧化碳反应而产生一氧化碳，一
氧化碳不能及时与铁矿石发生反应就被高炉煤气带走排出，导致焦炭的使用率降
低。而且，高反应性的焦炭在温度较低时就开始反应，在高温时其强度必然会降
低，这就会破坏高炉里面的透气性。根据统计，焦炭的反应性如果提高2%，焦
比将会增加2kg，同时一氧化碳的利用率会降低1%。由于这些原因，人们一般
认为高反应性的焦炭不适合高炉冶炼，低反应性的焦炭能够降低焦比、减少焦炭
破损等。
低反应性焦炭焦炭的生产经过长期的探索过程。传统的生产中主要利用粘结
性较好的焦煤和肥煤来提高焦炭的各向异性，从而提高焦炭的质量，焦煤和肥煤
一般占据配煤的一半以上。这种生产方式虽然能够得到较优质的焦炭，但是由于
优质的焦煤紧缺，导致焦炭的生产成本大幅上涨，其产量也受到限制。后来经过
不断探索，人们改进了工艺手段，并利用添加剂技术来提高低反应性焦炭的生产。
利用相关的设备来改进炼焦的捣固、煤预热和调湿等工艺和技术。添加钝化剂能
在较低成本和能耗的情况下降低焦炭的反应性，钝化剂可以配煤中添加，也可以
利用焦炭的表面进行吸附，目前使用较多的钝化剂是硼酸，因为硼酸的吸附性较
好，在焦炭表面上能够阻止反应气体扩散到焦炭里面，从而减缓反应的发生。
2.2高反应性焦炭
有一些研究者认为焦炭高反应性也能适合高炉冶炼。有人认为高反应性的焦
炭在高炉中也能发挥极好的作用，高炉里面的温度能够自动调节，也就是说高炉
里卖弄的热量分布与间接还原和直接还原是互成比列并且相互制约的，他们通常
不会发生很大改变。另外，也有人认为高反应性的煤炭比低反应性的煤炭更适合
高炉冶炼。现代化的高炉炉体已经达到和很高的工作效率，所以再从低反应性煤
炭出发来提高高炉炉体反应效率已经没有实际意义了，特别是现在的铁矿石已经
有很好的还原性，高反应性的焦炭能够发挥冶炼效率。
由于反应性的截然相反，高反应性焦炭与低反应性焦炭的制备思路完全相
反，但是生产过程大致相同，也是利用添加剂和配煤工艺来提高高反应性。这时
的添加剂为催化剂，在冶炼过程中催化焦炭快速反应，添加的方式同样是直接添
加在配煤中或吸附在焦炭表面。有人认为，在配煤中增加低变质焦煤量能改变焦
炭的光学组织，从而提高其反应性；通过降低焦炭的结焦温度能减小焦炭的石墨
化程度，提高反应性。虽然如此，但是这些工艺会影响焦炭的强度。也有人认为，
与低反应性支持者相反的是，高炉里面的碱金属能够提高煤炭的反应性，所以利
用碱金属的催化作用可以生产高反应性煤炭。
3.结语
焦炭反应性的高低对高炉冶炼有着十分紧密的关系。不同见解和观点的产生
是不同时期适应生产的需要而提出来的，虽然他们都是根据焦炭的还原性而提出
不同的评价，但是得到的结果截然相反，这主要是因为当前还没有对高炉体系形
成十分全面而清晰的认识，这也是由于高炉本身就是一个复杂的高温反应器造成
的。在实际生产过程中，要根据实际条件选择相应反应性的焦炭，以达到最大效
益。
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