遵義還原劑焦炭使用范圍
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高爐冶煉早期以木炭為主，而后使用了無煙煤，再到后來的高爐幾乎都使用焦炭做燃料，并使用噴吹技術(shù)，從風口噴吹的燃料已占全部燃料用量的10—30%，有的達到了40%，用作噴吹的燃料主要有無煙煤和天然氣。
一、焦炭在高爐中的作用
焦炭在高爐中有一下幾個方面的作用： 1.發(fā)熱劑：焦炭在風口前燃燒放出熱量而產(chǎn)生高溫，它使高爐內(nèi)各種化學反應(yīng)得以進行，并使渣、鐵熔化。高爐冶煉所消耗的熱量70—80%是由焦炭燃燒來提供的。 2.還原劑：焦炭中的固定碳C和它燃燒后產(chǎn)生的CO、H2與鐵礦石中的各級氧化物反應(yīng)后，將鐵還原出來。鐵礦石還原所需的還原劑幾乎全部由燃料所供給。 3.料柱骨架：高爐內(nèi)的鐵礦石和熔劑下降到高溫區(qū)時，全部軟化并熔化成液體，而焦炭則既不軟化也不熔化，所以它可以作為高爐內(nèi)料柱的骨架來支撐上部的爐料。焦炭在高爐料柱中約占整個體積的三分之一至二分之一，焦炭又是多孔的固體，同時它又起著改善料柱透氣性的作用。
二、焦炭的物理性質(zhì)
焦炭的物理性質(zhì)包括機械強度、篩分組成和氣孔度等，其中最主要的是機械強度。 1.機械強度 焦炭的機械強度主要是指焦炭的耐磨性和抗沖擊的能力，其次是抗壓強度。它是重要的質(zhì)量指標。焦炭的機械強度對高爐冶煉十分重要：若機械強度不好，在焦炭運轉(zhuǎn)的過程中和在爐內(nèi)下降的過程中，由于爐料與爐料之間、爐墻之間相互摩擦擠壓，會導致焦炭破裂而產(chǎn)生大量的粉末，在高爐冶煉過程中，這些粉末將滲入初渣中，增加初渣的粘度，降低了初渣的流動性，增加了煤氣通過初渣帶上升的阻力，最終造成爐況不順，爐缸堆積，風口燒壞等事故。 目前我國各廠測定焦炭強度的方法是轉(zhuǎn)鼓試驗。轉(zhuǎn)鼓的測定有兩種：大轉(zhuǎn)鼓和小轉(zhuǎn)鼓。以小轉(zhuǎn)鼓為好。 小轉(zhuǎn)鼓是由鋼板制成的無穿心軸的密封圓筒轉(zhuǎn)鼓，鼓內(nèi)徑和鼓內(nèi)寬皆為1000mm，鼓壁厚6—8mm，內(nèi)壁每隔90度焊角鋼（100*50*10mm）一塊，共焊接四塊。試驗時取50公斤大于60mm的焦炭試樣裝入鼓內(nèi)，以25轉(zhuǎn)每分的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)完后用直徑40mm和直徑10mm的圓孔篩篩分，以大于40mm的焦炭占焦炭試樣的重量百分數(shù)作為破碎強度指標，以小于10mm的焦炭占焦炭試樣的百分數(shù)作為耐磨強度指標。對于中型高爐用焦炭M40在60—70%，大型高爐M40在75%以上。M10均應(yīng)小于9%為好。 焦炭的抗壓強度一般在9.81—14.71MPA，而高爐爐缸的實際壓力只有0.294—0.490MPA，但焦炭在爐內(nèi)高溫作用下，強度會有明顯的降低并產(chǎn)生碎裂。 由于焦炭的強度指標是在常溫、無化學作用的情況下測定的，所以它不能真正代表焦炭在高爐內(nèi)的實際強度，因此鑒定焦炭的強度（特別是高溫下的強度）的合理方法尚待進一步研究。 2.篩分組成 焦炭的篩分組成是用篩分試驗的方法來測量焦炭的粒度組成，計算各級粒度焦炭重量與焦炭總量的百分比。 高爐大量使用熔劑性燒結(jié)燒結(jié)礦以來，礦石的粒度普遍降低，使焦炭和燒結(jié)礦間的粒度差別擴大，這很不利于料柱透氣性的改善。實踐證明在大、中型高爐上使用25—40mm的中塊焦炭是可行的。從焦炭生產(chǎn)方面來看：在焦炭產(chǎn)品中，25—40mm的中塊焦炭僅占14—15%，所以，適度降低入爐焦炭的粒度對于合理利用焦炭也是一項有意義的措施。3.氣孔度 焦炭的氣孔度表示在全部焦炭體積中氣孔所占的體積百分數(shù)。 高爐冶煉用焦炭的氣孔度大約在45—53%之間。氣孔度高可以改善焦炭的反應(yīng)性能，但過高時氣孔壁薄，會影響焦炭的強度，目前對冶金焦炭的氣孔度還沒有具體要求。
三、焦炭的化學性質(zhì)
焦炭的化學性質(zhì)通常是以焦炭的工業(yè)分析來表示的。工業(yè)分析的內(nèi)容包括：固定碳、灰分、硫分、揮發(fā)分和水分的含量，除水分外其它組成均以干焦基礎(chǔ)來計算。 1.固定碳和灰分 焦炭中固定碳含量應(yīng)盡量高，灰分含量應(yīng)盡量低。這是因為焦炭中的固定碳含量愈高，焦炭的發(fā)熱量愈大，還原劑愈多，愈有利于降低焦比。焦炭中固定碳的含量的高低，主要影響來自灰分。固定碳的含量一般通過計算方法求得： C（固定）＝100—（灰分+揮發(fā)分+有機物） 焦炭中的灰分不僅對固定碳含量影響較大，而且會導致焦炭的耐磨強度降低，粉末增加。灰分的主要成分是酸性的SIO2和AL2O3,它們約占灰分總量的80%以上，灰分增加勢必導致熔劑耗量和渣量的增加，使焦比升高，產(chǎn)量下降。 2.硫和磷 在高爐冶煉中，有80%左右的硫是由焦炭帶入的，因此降低焦炭中的含硫量對降低生鐵含硫起著很大的作用?？刂泼旱暮蛄亢秃线m的配煤比是控制焦炭含硫量的基本途徑。焦炭中一般含磷很少。 3.揮發(fā)分 揮發(fā)分是煉焦過程中未分解揮發(fā)完的有機物質(zhì)，主要是碳、氫、氧及少量的硫和氮。當焦炭進入高爐再次加熱到850—900攝氏度以上時，就以H2、CH4、N2等氣體形式揮發(fā)出來。揮發(fā)分本身對進入高爐冶煉并無影響，但它是一個表示焦炭成熟程度的指標。正常情況下?lián)]發(fā)分的含量一般在0.7—1.2%之間，含量過高的焦炭不夠成熟，夾生焦多，這種焦炭強度差，進入高爐后易碎裂產(chǎn)生粉末，影響料柱透氣性。而含量過低則表示結(jié)焦過大，這種焦炭裂紋多，極脆，對高爐冶煉不利。 4.水分 焦炭中的水分是在打水熄焦時滲入的，通常為2—6%。焦炭中的水分在高爐上部即可蒸發(fā)完畢，對高爐冶煉沒有影響。但要求焦炭中的水分含量穩(wěn)定，因為焦炭都是按重量入爐的，水分的波動必定會引起干焦量的波動，終于導致爐缸熱制度的波動。
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