内容发布更新时间 : 2024/11/15 2:01:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

提高焦炭质量的技术途径

焦炭在高炉炼铁中的地位和作用

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：

(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。

但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉55%～65%。

(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%。

(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。

高炉炼铁对焦炭质量的要求

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。

表1 各国冶金焦炭质量情况

中 国 Ⅰ级 Ⅱ级 0.61～0.80 ≥76.0 ≤9.0 ＞Ⅲ级 25～70 ≥72.0 ≤10.0 25～40mm美国 Garg 0.81～1.0 0.66 德国 蒂森 0.59 83.3 7.2 9.2 4.5 瑞典 0.65 84 6.7 8.5 韩国 0.65 84.3 11.3 英国 0.6 87.1 6.2 10 日本 0.6 9 荷兰 法国 俄罗斯 5.8 9.4 0.8 91.2 5.5 10 0.6 25～60 M25≥90 ≤6 10 指标 SSAB 浦项 含硫S，1% ≤0.6 块度，mm 25～75 M40,% M10，% ≥80.0 ≤8.0 ＞DI＞80 87.8 灰分，% ≤12.0 水分，% 12.10～13.50 13.51～15.0 7.58 4.75 40mm4.0±1.0 25mm5.0±2.0 ＜12.0

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。

1 高炉大型化以后对焦炭质量提出了高要求，並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。

焦炭含有K2O+Na2O有害杂质含量小于3.0Kg/t。 表2 不同容积高炉对焦炭质量要求

炉容,m3 M40,% M10,% 反应后强度CSR,% 1000 ≥78 ≤8.0 58 2000 ≥82 ≤7.5 60 3000 ≥84 ≤7.0 63 4000 ≥85 ≤6.5 65 5000 ≥86 ≤6.0 66 反应后指数CRI,% 灰分,% 硫分,% 粒度,mm 大于上限,% 小于下限,% 28 ≤13.0 ≤0.7 20～75 ≤10 ≤8 26 ≤13.0 ≤0.7 25～75 ≤10 ≤8 25 ≤12.5 ≤0.65 25～75 ≤10 ≤8 25 ≤12.0 ≤0.60 25～75 ≤10 ≤8 25 ≤12.0 ≤0.60 30～75 ≤10 ≤8

2 焦炭质量变化对高炉炼铁的影响 表3 焦炭质量对高炉炼铁的影响

焦炭质量变化 灰分+1.0% 硫分+0.1% 水分+1.0% M40+1% M10-0.2% 燃料比 +1%～2% +1.0%～3.0% +1.1%～1.3% -5.6Kg/t -7Kg 生铁产量 -2%～-3% -2%～-5% -2%～-5% 高炉利用系数 +0.04 渣量增加 2.7%～2.9% 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

1 资源条件的制约

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。现在我国焦炭生产能力已超过3亿吨。2006年上半年全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。