蘇愛民

摘要：隨著高爐采用富氧大噴煤為代表的強化冶煉措施后，高爐的冶煉發(fā)生了很大的變化，一個突出的表現(xiàn)就是對焦炭的骨架作用要求更高。隨著煤比不斷提高，焦炭負荷越來越重，焦炭的冶金性能也越來越受到重視。目前國內大型高爐技術經濟指標不高，大多是受原燃料條件尤其是焦炭質量的限制。

關鍵詞：焦炭質量的影響；高爐冶煉中的作用；措施

1.1 焦炭水分對高爐冶煉的影響

焦炭水分的波動勢必引起稱量不準而影響高爐爐況的穩(wěn)定，并導致鐵水中硅、硫含量的變化。水分過高，焦粉粘附在焦塊上，影響焦炭強度和篩分，將焦粉帶入爐內；如果焦粉不能全部隨煤氣吹出，將影響高爐透氣性和透液性，嚴重時造成爐缸堆積。從馬鋼2500m3高爐生產實踐過程得知：當焦炭水分控制在4.0%以下時，對高爐冶煉影響不大。當焦炭水分超過4.0%時，則入爐含粉率、爐塵量以及爐塵含炭量將明顯上升，高爐順行狀態(tài)變差。

1.2 焦炭灰分對高爐冶煉的影響

焦炭在高爐內被加熱至高于煉焦溫度時，由于焦質與灰分的熱膨脹性不同，沿灰分顆粒周圍產生裂紋，使焦炭碎裂，含粉增加。焦炭的灰分與強度幾乎成線性關系，即灰分增加，強度下降。馬鋼2500 m3高爐自投產以來，焦炭灰分逐年下降，焦炭的熱態(tài)性能則逐年提高，而高爐技術經濟指標也呈逐年提高之勢。焦炭灰分控制在12%以下，高爐生產可以獲得比較先進的技術經濟指標。

1.3 揮發(fā)分對高爐冶煉的影響

焦炭的揮發(fā)分含量影響焦炭的耐磨強度和反應后強度。揮發(fā)分高，焦炭氣孔壁材質疏松，耐磨強度和反應后強度就低；揮發(fā)分低，焦炭氣孔壁材質致密，耐磨強度和反應后強度就高。焦炭的揮發(fā)分含量與煉焦最終溫度有關，是焦炭成熟程度的標志；提高煉焦最終溫度與延長燜爐時間，使結焦后期的熱分解與熱縮聚程度增強，使焦炭揮發(fā)分含量降低，從而改善焦炭的質量。馬鋼2500 m3高爐作焦炭的揮發(fā)分含量控制在1.2%以下，終點溫度和結焦時間分別為l050℃和20h；焦炭的冷態(tài)和熱態(tài)性能均能滿足高爐的要求。

1.4 焦炭的冷態(tài)改組對高爐冶煉的影響

焦炭的耐磨強度（M40）和搞碎強度（M10）是反映焦炭冷態(tài)性能的重要指標。冷態(tài)性能好的焦炭，即較高的M40和較低的M10，在篩分設備能力一定的條件下，可以保證人爐焦炭有較好的粒度組成和較低的含粉率，有利于提高高爐塊狀帶的透氣性，改善高爐爐況順行。人爐含粉率低，還可改善爐缸工作狀況。雖然目前高爐不斷追求強化冶煉，十分重視焦炭的熱態(tài)性能，但冷態(tài)性能也不可忽視而且也十分重要。隨著焦炭負荷不斷地增加，改善塊狀帶透氣性也是突出的問題。從2000年以后，馬鋼2500m3高爐用焦炭的冷態(tài)強度有了明顯的改善，這為高爐順行和穩(wěn)產、高產創(chuàng)造了必不可少的條件。從馬鋼2500m3高爐的生產實踐可知，大型高爐的焦炭，M40在85%以上、M10在7%以下是可以滿足高爐生產的要求。

1.5 焦炭熱態(tài)性能對高爐冶煉的影響

焦炭的反應性（CRI）和反應后強度（CSR）是評價焦炭熱態(tài)性能的重要指標；CRI是指焦炭的化學穩(wěn)定性，CSR是指焦炭在爐內的高溫強度。CRI越低，CSR越高，焦炭的熱態(tài)性能就越好，在爐內支撐料柱的作用就越強。有些冶金工作者提出：CRI60%，就可以滿足大型高爐冶煉的要求；但從馬鋼2500m3高爐這幾年的生產實踐看，焦炭熱態(tài)性能僅達到這樣的水平是不能滿足大型高爐冶煉的要求，高爐經濟技術指標較低。2000年以后，馬鋼的焦炭工作者在提高焦炭熱態(tài)性能方面做了大量工作并以寶鋼的焦炭質量為目標，焦炭的熱態(tài)性能有了明顯的改善；特別是2002年，CRl達到25%以下、CSR達到66%以上，已與寶鋼的焦炭十分接近。這為馬鋼2500m3高爐生產創(chuàng)造先進的經濟技術指標提供了保障。

2 焦炭在高爐冶煉中的作用

高爐所用的主要燃料是焦炭，焦炭在高爐中的作用：（1）爐料的骨架作用：支撐爐內料拄，提高爐料透氣性；（2）提供冶煉能量：與氧氣燃燒放熱，占煉鐵總熱量58%；（3）鐵礦石的還原劑：碳和碳與氧反應生成的CO；大高爐一定要有高質量焦炭的保證，企業(yè)高爐擴容也要以提高焦炭質量為前提，焦炭質量水平決定噴煤比的水平，焦炭質量也決定了爐缸工作狀態(tài)。

2.1 降低入爐焦比的措施

要保持較好的技術經濟指標，焦炭質量是基礎，特別是焦炭的反應后強度要保持60%以上，灰分保持在12%以下。當然，再好的原燃料條件也需要適宜的上下部調劑與之適應，才能取得較好的技術經濟指標；反之，如果上下部調劑不到位，再好的原燃料條件也是枉然。

隨著高爐冶煉低成本戰(zhàn)略發(fā)展，高風溫的使用已經成為降低生鐵成本的一件重要武器?？墒牵褂酶唢L溫除了受到高爐爐況能否接受高風溫的限制外，高風溫能否獲得也往往要受到熱風爐自身條件的限制。尤其是高爐煤氣作為高爐的主要副產品，被下道工序以及居民用戶廣泛使用，煤氣質量不斷貧化，這樣就給獲得高風溫造成一定的不利影響。因此，提高熱風溫度，為高爐的低成本戰(zhàn)略保駕護航，達到降低焦比的目的就成為廣大煉鐵工作者的首要任務。各企業(yè)為達到高風溫的目的使用的方法有：熱風爐爐頂采用耐高溫的硅磚砌筑、高爐煤氣采取干法除塵、熱風爐煤氣助燃空氣雙預熱、使用耐高風溫的熱風閥和送風管道，建立合理的熱風爐換爐制度等等。

2.2 提高噴煤比，實現(xiàn)節(jié)焦降成本

提高噴煤比是煉鐵技術發(fā)展大方向，可有效降低煉鐵生產成本。增加噴煤比后，燃料比不升高，是檢驗提高噴煤比效果的標準。如果提高噴煤比，使燃料比升高，除塵灰中含碳量升高。說明多噴的煤粉，沒有起到降焦的作用。就不應當增加噴煤比。各企業(yè)要結合本單位具體情況（特別是原燃料質量水平），確定合理經濟噴煤比數(shù)值。高爐噴吹煤粉是冶金企業(yè)優(yōu)化產業(yè)結構，實施低成本戰(zhàn)略的主要環(huán)節(jié)，也是高爐煉鐵節(jié)焦、降成本的重要措施之一。多噴煤粉，少用焦炭，就可以減少投建焦爐，降低投資成本，減少焦爐對環(huán)境產生的污染，而且可以緩解我國主焦煤資源嚴重短缺的不足，進而大大提高煉鐵企業(yè)的市場競爭力，實施企業(yè)的低成本戰(zhàn)略。

3 結語

焦炭作為煉鐵生產中的主要燃料，其質量的好壞直接決定生鐵成本以及高爐爐況順行與否，因此，各鋼企把提高焦炭質量，降低入爐焦比作為重中之重，以最有效的手段降低企業(yè)成本，使本企業(yè)在激烈的市場形勢下立于不敗之地。

參考文獻：

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（作者單位：河鋼宣鋼煉鐵廠）