焦炭热反应性能对高炉.docVIP

摘要：焦炭热反应性能主要指焦炭反应性和反应后的强度。焦炭反应性的大小影响着反 应后焦炭的强度，使焦炭在高炉各个部分的状态和行为发生变化，制约着焦炭在高炉中料柱骨 架的作用，进而影响高炉的透气性。 1 前 言 2 焦炭热反应性能的影响 焦炭热反应性能主要指焦炭反应性和反应后 的强度。焦炭反应性指焦炭与CO 气体的反应能 力。此反应也称为焦炭的气化反应。反应后的焦炭 因失重而产生裂缝，同时因气孔壁变薄而失去强 度。 高炉焦炭在高炉冶炼中的作用非常重要。作为 发热剂，它提供铁矿石还原熔化所需的热量；作为 还原剂，它提供铁矿石还原所需的还原气体；作为 料柱骨架，它对炉料起支撑作用，并提供一个炉气 通过的透气层：生铁中的碳也全部来源于高炉焦 炭。随着富氧喷煤技术的发展，焦炭的还原剂、发热 剂、渗碳的作用已部分被喷吹煤粉所取代，但是作 为料柱骨架，保持料柱在高炉冶炼过程中具有良好 的透气性是不能取代的。特别是高炉大型化后，对 于高炉能否顺行来说，焦炭料柱骨架的作用就显得 尤为重要。如果焦炭反应性过大，就会使焦炭强度 下降，产生较多的碎焦和焦粉，恶化高炉透气性，影 响高炉顺行。 在高炉冶炼中，有四个区域起着不同的作用。 它们是块状带、软熔带、滴下带、风口回旋区。由于 这几个部位的温度、CO浓度、CO 含量都不同，焦炭 的热反应性能也不同．所以焦炭的状态与行为也各 不相同 2．1 块状带 块状带处于炉腰以上温度低于1 000 oC，由于 矿石尚处于固态，并无粘着现象，因此所有炉料基本 保持层状。由于这里的温度在炼焦最终温度以下， 所以焦炭承受热的作用很小，焦炭的热反应性能变 化不大，焦炭块度和强度下降很少，也就对高炉的透 气性影响不大。 2．2 软熔带 软熔带处于炉腰、炉腹处1 000～1 300℃左右 的部位，因温度及气流分布的关系，矿石由表及里逐 渐软化熔融，而焦炭仍以块状起到疏松和使气流畅 通作用。由于这一区域焦炭的气化反应剧烈，也就 是焦炭的反应性在这一区域充分显示出来，焦炭中 维普资讯 潦柱英、焦炭披反应性能董寺曩妒遣．鸯 瞧的髟响 碳的损失可达30％一40％。焦炭经CO 反应后．气孔 发生很大变化，气孔壁变薄，所以焦炭强度下降，块 焦减小很明显。如果焦炭的反应性过大．则失重就 大，反应后的强度必然就低，产生较多的碎焦和焦 粉，势必恶化高炉的透气性，影响高炉顺行。 由于大高炉的投产，济钢自产焦供应明显不足． 因此外购一些焦炭用于小高炉的生产。使用外购焦 后小高炉的炉况随之出现了一些问题，悬坐料次数 增加，风量用不上等，造成炉况难行。通过实验室对 焦炭的热性能测定．发现外购焦的热性能明显不如 自产焦的。检测指标见表1。 表1 焦炭的热性能检测指标(嘲 注：ZCJ为自产焦．WGJ为外购焦 此外由于外购焦的产地不同，焦炭的质量也不 相同，品种的变化也将引起炉况的变化，造成高炉难 行，给高炉操作带来难度，影响了高炉生产。表2是 某高炉使用外购焦前后部分指标的对比情况。 表2 某高炉使用外购焦前后部分指标 焦比 煤比 悬料 坐料 风口损渣口损 (kg／t) (kg／t) (次) (次) 坏(爪) 坏(爪) 使用前365 177 7 7 3 14 使用后 382 151 45 45 19 17 注：以上为季度的指标比较。 2-3 滴下带 软熔带下有一中心料柱，完全由焦炭组成，温度 在1 350 c【=以上，它承受滴落的液渣、液铁的冲刷， 使软熔带半熔化的铁滴中的碳含量由不到1％增加 到2％以上，直到将进入炉缸时达到4％左右，完成 铁的渗碳过程。滴下带的焦炭因为气化反应不深，一 般能保持一定的强度和块度，高炉这部分有一定的 透气性。对软熔带因中心气流强而保持倒“V”形起 重要作用．在很大程度上促使高炉顺行。因此焦炭有 研究与探讨 { 一定的热态强度是必要的。中心料柱的焦炭大部分 来自软熔带最上部，当软熔带顶层熔融而分裂开并 向下移动时，倒“V”形顶端产生穿透作用，以致焦炭 向下滑动，直到顶端新的软熔层形成。也有一部分来 自软熔带各个层面受到一定程度气化反应的焦炭． 这部分焦炭处于焦炭堆的外围．它与滴下带的一部 分焦炭向下运动，进入风口区，最后全部燃烧掉成为 高炉的热源。这部分焦炭称为活动层。中心料柱的下 部有一堆焦炭，它受到上面炉料的重力、下面液铁液 渣的浮力和四周鼓风的压力．形成一个平衡状态．因 而处于静止状态，称为呆滞层或死料柱焦。笔者认为 高炉操作应注意发展中心气流，提高高炉的透气性。 但焦炭如果在软熔带就产生较多的碎焦和焦粉，这 一区域的透气性也将受到影响。由此可见焦炭热性 能稳定的重要性。 2 4 风口回旋区 风El回旋区的焦炭块度不一．它们在此被鼓入 的热空气带动强烈地回旋并且燃烧，为高炉提供热 能和还原气体CO。回旋区的外围因鼓风