高炉冶炼中焦炭的化学组成和作用及喷煤工艺

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1、浅议高炉冶炼中焦炭的化学组成和作用及喷煤工艺【摘要】本文主要分析焦炭的化学组成及在高炉冶炼中的作用，并同时对高炉喷煤工艺做一简介。【关键词】高炉冶炼;焦炭;化学组成;作用;喷煤工艺原料在煅烧过程中的变化是复杂的，既有物理变化又有化学变化一一原料在低温烘干阶段所发生的变化(主要是排除水分)，基本上是属于物理变化：而在挥发分的排出阶段，卞要是化学变化，既完成原料中的芳香族化合物的分解，义完成某些化合物的缩聚。焦炭在煅烧中发生一定的氢化作用，可提高体系的活动性，从而加速在各温度范围内进行有序化和深度有序化过程。但是，在炭化阶段焦炭氧化，将导致横向键的形成，而妨碍石墨化的进行。１．焦炭

2、的化学组成焦炭的化学性质主要包括固定碳、挥发分、水分、灰分、硫分和磷分。1．1固定碳和挥发分固定碳是焦炭的主要成分。将焦炭再次隔绝空气加热到850℃以上，从中析出挥发物，剩余部分系固定碳和灰分。挥发物含量是焦炭成熟度的重要标志，挥发物含量过高表示焦炭不成熟(生焦)，挥发物含量过低表示焦炭过烧浅议高炉冶炼中焦炭的化学组成和作用及喷煤工艺【摘要】本文主要分析焦炭的化学组成及在高炉冶炼中的作用，并同时对高炉喷煤工艺做一简介。【关键词】高炉冶炼;焦炭;化学组成;作用;喷煤工艺原料在煅烧过程中的变化是复杂的，既有物理变化又有化学变化一一原料在低温烘干阶段所发生的变化(主要是排除水分)，基

3、本上是属于物理变化：而在挥发分的排出阶段，卞要是化学变化，既完成原料中的芳香族化合物的分解，义完成某些化合物的缩聚。焦炭在煅烧中发生一定的氢化作用，可提高体系的活动性，从而加速在各温度范围内进行有序化和深度有序化过程。但是，在炭化阶段焦炭氧化，将导致横向键的形成，而妨碍石墨化的进行。１．焦炭的化学组成焦炭的化学性质主要包括固定碳、挥发分、水分、灰分、硫分和磷分。1．1固定碳和挥发分固定碳是焦炭的主要成分。将焦炭再次隔绝空气加热到850℃以上，从中析出挥发物，剩余部分系固定碳和灰分。挥发物含量是焦炭成熟度的重要标志，挥发物含量过高表示焦炭不成熟(生焦)，挥发物含量过低表示焦炭过烧

4、(过火焦)。生焦耐磨性差，使高炉透气性不好，并能引起挂料、增加吹损，破坏高炉操作制度。过火焦易碎，容易落人熔渣中，造成排渣困难、风口烧坏等现象。1．2灰分焦炭燃烧后的残余物是灰分，它是焦炭中的有害杂质，其中主要是二氧化硅和三氧化二铝，还有氧化钙、氧化镁等氧化物。灰分含量增高，固定碳减少。高炉冶炼过程中，为造渣所消耗的石灰石和热量将增加，高炉利用系数降低，焦比增加。因煤在炼焦过程中灰分全部转入焦炭，故焦炭灰分高低决定于煤的灰分，焦炭灰分越低越好，对高炉操作越有利。1．3水分焦炭在102-105℃的烘箱内干燥到恒重后的损失量为水分。冶金焦水分一般为3％-5％。焦炭水分力求稳定，因高

5、炉生产一般以湿焦计量，焦炭水分波动，对高炉操作不利，造成炉况波动。1．4硫分焦炭含硫占高炉配料中硫来源的80％以上，硫进入生铁造成生铁含硫量高，为除去这部分硫，需增加熔剂脱硫，影响高炉正常生产。在炼焦过程中，煤中含硫量的70％-90％转入焦炭，故焦炭硫分高低，决定于煤的硫分，一般冶金焦硫分不大于0．9％。1．5磷分焦炭中的磷分在炼铁时大部分转入铁中，尘铁含磷使其冷脆性变大，用于转炉炼钢时，磷难以除掉，因此生铁中磷分越低越好。煤炼焦时磷分全部转入焦炭。故焦炭磷分高低决定于煤的磷分。2.焦炭在高炉冶炼中的作用焦炭在高炉冶炼中主要作为发热剂、还原剂和料柱骨架。焦炭在风口前燃烧放出大量

6、热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。2．1作发热剂高炉冶炼所消耗的热量70％-80％是由焦炭燃烧来提供的。2．2作还原剂焦炭中的固定碳、它燃烧后产生的co、h2可与铁石中的各价位铁氧化物反应，将铁还原出来。铁矿石还原所需要的还原剂几乎全部由燃料所供给。2．3作料柱骨架高炉内的铁矿石和熔剂下降到高温区时，全部软化并熔化成液体，而焦炭则既不软化也不熔化，所以它可以作为高炉内料柱的骨架来支承上部的炉料。焦炭在高炉料柱中约占整个体积的1／3～1／2，它又是多孔的固体，同时起着改善料柱透气性的作用。2．4作渗碳剂焦炭中的碳渗人命属铁中，可降

7、低铁的熔点，保证生铁在高炉内熔化。3.高炉冶炼对焦炭的质量要求焦炭质量的奸坏直接影响高炉冶炼过程的进行及能否获得好的技术经济指标，因此对入炉焦炭有一定的质量要求。3．1焦炭的化学成分焦炭的化学成分常以焦炭的工业分析来表示。工业分析项目包括固定碳、灰分、硫分、挥发分和水分的含量。3．2焦炭的物理性质3．2.1机械强度焦炭的机械强度是指焦炭的耐磨性和抗撞击能力。它是焦炭的重要质量指标。高沪冶炼要求焦炭的机械强度要高。否则，机械强度差的焦炭会在转运过程中和高炉内下降过程中破裂，产生大量的粉末进入初