非高炉用焦Nonblastfurnacecoke74课件.pptx

非高炉用焦Non-blastfurnacecoke

焦炭用途高炉炼铁铸造用焦气化用焦电石焦制造碳素材料有色金属冶炼生产钙镁磷肥民用

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程铸造焦是冲天炉熔铁的主要燃料，用于熔化炉料，并使铁水过热，还起支撑料柱保证良好透气性和供碳等作用。每吨生铁消耗焦炭量称为焦铁比（K）通常K=0.1。冲天炉内炉料分布、炉气组成和温度变化如下图所示。冲天炉内炉料分布、炉气组成和温度变化

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程焦炭在冲天炉内分底焦和层焦，底焦在风口区与鼓入的空气剧烈燃烧，因此在风口以上的氧化带内，炉气中O2含量迅速降低，CO2含量很快升高并达到最大值，炉气温度也相应升至最高值，熔化铁水的温度在氧化带的底部达最高值。在氧化带上端开始的还原带内，由于过量CO2的存在，与焦炭发生碳溶反应而产生CO，随炉气上升CO含量逐渐增加；由于反应强烈吸热，故炉气温度在还原带内随炉气上升则急剧降低。

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程还原带以上焦炭与金属料层层相间，装入冲天炉的炉料被炉气干燥、预热，在该区间炉气中含氧量很低（或为零），CO2和CO的含量基本保持不变，在装料口炉气中一般CO2为10%～15%，CO为8%～16%，温度为500～600℃。

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程冲天炉的氧化带和还原带内除焦炭燃烧和CO2被还原成CO外，还发生一系列复杂的反应，在氧化带内炉气中的CO2及鼓风空气中带入的水汽会按以下反应使铁水部分氧化。Fe+CO2→FeO+COFe+H2O→FeO+H2

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程铁水中的部分硅和锰在氧化带内能被炉气中的氧烧损，形成SiO2和MnO，铁水中的碳也能与氧反应而降低。因此在炉缸以上的氧化带，铁水中的C、Si、Mn、Fe均有所损失，但铁水失碳时铁水表面形成的一层脱碳膜可以制约Si、Mn、Fe的氧化，且温度愈高，Si、Mn、Fe的氧化烧损愈少，这就要求有较高的铁水温度。

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程铁水流过焦炭层还会发生吸收碳的所谓渗碳作用，由于渗碳是吸热反应，温度愈高愈有利于渗碳。铁的初始含碳量愈低，渗碳愈多，增加焦比也使渗碳增加，渗碳有利于炉料中废钢的熔化。

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程炉气中的水汽与铁水或焦炭反应产生的H2易溶解在铁水中，当铁水凝固时，氢的溶解度突然降低，H2从铁水中逸出，使铸件表皮下形成内壁光滑的球形小气孔，增加铸件的缺陷。因此应降低鼓风空气的湿度，这还有利于提高炉温。

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程在渗碳的同时也发生渗硫作用，硫主要来源于金属炉料和焦炭，废铁料的含硫可高达0.1%～0.6%，焦炭带入的硫约占焦炭总量的30%～60%，渗硫随温度的增加而增加，铁水中的硫通过造渣可以部分除去，但只有在碱性炉渣时才能起脱硫作用。

一、铸造焦1.冲天炉熔炼过程冲天炉中也要加入一定数量的熔剂，以降低炉渣黏度并利于排渣，黏性炉渣附着在焦炭上会防碍其燃烧及铁水渗碳，并容易造成悬料事故，故一般冲天炉中炉渣量仅为铁水量的5%～6%，这表明冲天炉内通过炉渣脱硫是有限的。炉渣中除发生类同高炉炉渣与铁水间硫的转移而进行铁水脱硫反应外，炉渣的存在还有利于铁水中氧化物的还原。炉缸中温度约为1500℃，这时铁水中的FeO、MnO、SiO2能被浸渍在铁水和炉渣中的焦炭还原，从而减轻Si、Mn的烧损，这种还原反应随炉渣厚度增高而增强。

一、铸造焦2.铸造焦的质量要求（1）粒度冲天炉内的主要反应有：氧化带C+O2→CO2，还原带C+CO2→2CO。为提高冲天炉过热区的温度，使熔融金属的过热温度足够高，流动性好，应保持适宜的氧化带高度（h），该高度可用下式表示：一般要求粒度大于60mm。式中：A——系数，为6.75×10-5；W——送风强度，m3/（m2·min）；dk——铸造焦平均直径，m；v——铸造焦在氧化带内燃烧的线速度，m/min。

一、铸造焦2.铸造焦的质量要求铸造焦平均直径（dk）小而焦炭反应性（v）高，则氧化带高度（h）小。由于冲天炉内底焦的高度是一定的，氧化带高度减小，必然使还原带高度增加，炉气的最高温度降低，进而使过热区的温度降低。但铸造焦粒度过大，使燃烧区不集中，也会降低炉气温度。由上式可知

一、铸造焦2.铸造焦的质量要求（2）硫硫是铸铁中的有害元素，通常应控制在0.1%以下，冲天炉内焦炭燃烧时，焦炭中的硫一部分生成SO2，随炉气上升，在预热区和熔化区内与固态金属炉料作用发生如下反应：3Fe（固）+SO2→FeS+2FeO+363000kJ/kg

一、铸造焦2.铸造焦的质量要求因此，含硫低于0.1%的原料铁，经气相增硫后，铁料的含硫量可达0.45%。铁料熔化成铁水后，在流经底焦炭层时硫还要进一步增加。焦炭硫分高，粒