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1、焦炭在高炉炼铁中的地位和作用& J% F, Y) Z; B) j) H0 n* O焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。焦炭对高炉炼铁的作用是： Z. Q6 z+ k9 # o! n5 ; o8 Q* W(1)主要的热量来源。高炉炼铁炭素(包括焦炭和煤粉)燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的71%。随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。6 d9 |( Z1 3 Z! G6 y* R/ H& Y5 f& U! E* v$ F% q3 Q0 x但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧
2、掉55%65%。n5 h/ o& E3 % ?; (2)还原剂。焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。炉料到风口焦炭溶反应为25%35%。 (3)生铁的溶碳。在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。一般铸造生铁含碳3.9%左右，炼钢生铁在4.3%左右。生铁渗碳消耗焦炭7%10%。% p3 0 R8 n* c2 O* V0 X& (4)炉料的骨架作用。焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到煤气的透气窗作用。焦炭的4种作用中，提供热源的主导作用不会改变，这就决定3个理论焦比最低值。低于这个最低值，高炉炼铁就难以正常生产，或经济上就不合算了。在
3、各种条件下高炉炼铁中碳的还原作用和渗碳功能不会有较大的变化。在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。否则，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。焦炭从料线到风口平均粒度减少20%40%。劣质焦炭和热反应性差粉化率会很大。宝钢高炉缸内的焦炭粒度可达33mm。! 7 e& r7 f8 H! w* n4 X+ H7 0 g6 o ; q) f- O高炉炼铁对焦炭质量的要求! y- l1 . D& M2 H Z5 i% : G- y- # D* # i4 5 + . j- S1 T各国根据资源条件，高炉炼铁要求的焦炭质量是有较大差别(详见表1)。但是，工业
4、发达国家的焦炭质量是明显优于中国，这是这些高炉技术经济指标优于中国的重要原因。: v1 v9 e4 H; ; _4 r8 C1 $ y) U) W3 r1 S+ ( w8 N0 N表1 各国冶金焦炭质量情况- D1 T, 9 b# l1 _ 指标中1 V( J Q# _9 |( s2 z% N国美国德国瑞典韩国英国日本荷兰法国俄罗斯级级级Garg蒂森SSAB浦项含硫S，1%0.60.610.800.811.00.660.590.650.650.60.60.80.6块度，mm257525702560M40,%80.076.072.083.38484.387.1DI8087.891.2M2590M
5、10，%8.09.010.07.26.76.25.85.56灰分，%12.012.1013.5013.5115.0*89.28.511.31099.41010水分，%40mm4.01.025mm5.02.02540mm12.04.754.5( s5 q v3 U3 X+ M7 l4 _/ b! N p推荐精选美国Gary厂焦炭的挥发份为1.8%，德国蒂森和瑞典SSAB分别为1.1%和1.0%。我们认为，焦炭的挥发份应控制在0.5%1.0%为宜。过高会有生焦存在，焦炭强度差；过低是由于炼焦过火的原因，这时焦炭裂纹多，易碎。0 f5 d8 n- d; X a: A1 高炉大型化以后对焦炭质量提出了
6、高要求，并对焦炭热性能有要求高炉大型化以后，料柱增高后，料的压缩率提高了，透气性变差。特别是炉缸容积变大以后，炉缸的焦炭状态对高炉生产的影响更大了。炼铁工作者希望对不同容积高炉焦炭有不同的质量，详见表2。焦炭质量标准中应有热性能的要求。 n+ r0 p8 L* C! o/ F& H焦炭含有K2O+Na2O有害杂质含量小于3.0Kg/t。- ( S* p8 . Z5 p; R( z& H|表2 不同容积高炉对焦炭质量要求+ b4 X: V x3 $ M6 L, k/ M- 炉容,m31000+2000) v4 * E5 _. O530003 d) C1 : e g0 x640005000M40,
7、%3 D/ P& d8 . B5 U6 7 n9 2 n7882846 5 A! % w* V$ lC85862 e8 R5 Q1 M g$ dM10,%3 i% 2 L6 j9 $ , M 8.0- w5 X) x0 m/ 5 J*7 ) T( 0 W1 B Z1 + 7.06.5! 0 I$ b3 z4 t8 E16.0# P: a1 5 u0 Z& 反应后强度CSR,%0 0 v0 S* Fj8 R*5860636566反应后指数CRI,%5 5 G$ gF5 I2 h289 o( X( s& x/ D# x9 J7 E26* J. D3 X25 S, _4 m3 P7 n2525灰分,
8、%13.013.012.55 N/ o, u. t4 n U: 12.012.0, D4 V7硫分,%/ U: ?; Q1 b2 r7 l2 N0.74 f, n) Z0.70.653 T6 _5 N0.60+ o, U( 0.60粒度,mm207525751 z$ r: N7 v ! 2575 ( S/ i r u8 o25753075大于上限,%1010101010( n# m7 M) m+ |2 T小于下限,%8. i8 X7 K( 6 3 A82 K!888U0 ?3 t ( ?5 w d9 4 e72 焦炭质量变化对高炉炼铁的影响|, c7 g- g( r2 n) k) N! h表3
9、 焦炭质量对高炉炼铁的影响1 M& t% a/ O( u7 Q, V0 t焦炭质量变化+ h1 |9 N# N+ Y* E燃料比生铁产量2 n% b( o4 F0 L% :高炉利用系数6 8 r% m+ w! M渣量增加3 r+ F& H! r- d8 I灰分+1.0%+1%2%-2%-3%6 x+ ; A: O/ V2.7%2.9%. _, ; z& |* v;硫分+0.1%! |( ( R& T4 _9 k+1.0%3.0%8 k, r# X( O*-2%-5%* 4 x* : y$ ?; K4 y5 P5 KA) I2 B水分+1.0%1 gF4 h% V3 d- V0 O5 l+1.1
10、%1.3%; x: d: a0 U* ?7 R* j1-2%-5%0 |r0 p t2 S. n( x/ ( x5 k4 A( ZM40+1%6 d0 X% R% n( tr9-5.6Kg/t# N0 X2+0.04v1 L1M10-0.2%/ R X. q9 r2 * S# w/ p8 s |% U. j* e- P) H8 V-7Kg* l: u( D7 B. + n& ; V1 X j3 x+$ p8 b9 E) c2 D- W F从表3可看出焦炭质量变化对高炉炼铁的影响是比较大的。通过洗煤可以降低煤炭中的灰分和硫分，采用干法熄焦可以降低焦炭的水分，提高主焦煤的配比和条取综合技术装备可以
11、改善焦炭的M40和M10指标。从技术上讲上述措施均是可行的。但是要把技术与经济管理相结合，找出最佳操作点，同时还要考虑到资源供给的条件。所以各企业要根据客观条件，本企业技术装备现状，科学、合理地提出不同时期不同炉容的高炉对焦炭质量标准。提高焦炭质量的技术办法 h_, i+ G- h* x1 资源条件的制约# 4 l m* u( z- q+ w! P- S据统计，我国煤炭资源保有储量为10070亿吨，其中可开采储量为1891亿吨，但炼焦煤的储量占全国煤炭贮量的25.28%，主要炼焦煤种 (焦煤和肥煤) 的储量又在炼焦煤储量的40%以下。所以，仅靠提高主焦煤的配比来提高焦炭质量是不科学，也不经济的
12、。现在我国焦炭生产能力已超过3亿吨。2006年上半年全推荐精选国规模以上炼焦企业共生产焦炭1.2897亿吨，同比增长13.63%。按这种发展态势估计，我国炼焦煤资源很快就会出现供应紧张的局面。所以，我们应依靠炼焦科技进步，逐步减少主焦煤的配比，而又不影响焦炭质量，甚至有所提高，才能实现我国炼焦工业的可持续发展。% t6 D6 h4 n! 3 h0 c A( U7 d2 ?+ m+ m2 T2 建立合理的炼焦煤基地和优化配煤 k( y! A6 W/ G0 c/ m焦灰质量的优劣主要取决于炼焦煤的性质。所以，合理选择炼焦煤基地是保障焦炭质量的首要措施。炼焦煤基地的理想条件是：煤质好(含碳高，灰分少
13、，含硫低，可磨和可选性好，强粘接性好等)、性能稳定，供应量稳定，价格适中，争取运距短等。能够实现主焦煤、肥煤、气煤、瘦煤，1/3焦煤(或气肥煤)等煤种的优化配置。最终炼焦煤的挥发在25%30%，胶质层厚度Y值为1418mm，奥亚膨胀度b20%，基氏流动度MF为50100ddpm，在配合煤有足够的粘结性时还要配入软固温度区间较大的煤，煤岩相组分比例要适当(在平均最大反射率Rmax1.3时，惰性组分为25%32%；在平均最大反射率Rmax1.3时，惰性组分为25%30%)，煤的灰分、硫分、磷含量、K2O和Na2O的含量均要符合要求。一般强粘接性煤配比在55%60%。) M2 | n0 M# Y4
14、F8 m9 h3 优化煤的粉碎工艺炼焦用煤的粉碎和粒度组成对焦炭质量影响较大。不应当把各种煤先混合再去粉碎，要根据不同煤种(岩相组成的硬度差异)，按不同粒度要求进行粉碎和筛分（可使用机械或风力）。对于硬度较高的气煤等煤种要细破碎，对于易粉碎的焦煤和肥煤可有较大的粒度。不同煤种，分组进行粉碎，提出不同粒度要求，这叫做选择粉碎煤工艺。这种工艺能够提高煤的结焦性和减少焦炭裂纹，进而提高焦炭质量。要通过试验，优化出本企业的最佳配气煤度的方案，来指导炼焦优化生产。我国炼焦配煤中难破碎的气煤配比较高，要重视对气煤的细粒度要求，是可以获得较好的经济效益。我国已开发出不同煤种配煤后焦炭性能预测的软件。 4 煤的调湿. . t# B) ; O* yl7 Y煤的调湿是将煤在装炉之前除掉一部分水分，并要保证水分低，且稳定。一般控制水分在6%左右。脱湿有显著的节能、环保和经济效益，同时可以提高焦炭质量。如煤的水分
