影响焦炭质量的因素及改善

vinny911

在高炉冶炼过程中，焦炭的骨架作用非常重要，其核心指标是抗碎强度、耐磨强度、反应性和反应后强度，其中最重要的是反应性和反应后强度。只有降低焦炭的反应性，提高焦炭的反应后强度，才能够保证高炉顺行和各项指标的优化，从而使焦比降低、产量增加、铁成本降低，这对炼铁生产具有重要意义。
影响焦炭质量的因素
炼焦煤料的煤化度。大量的科学及生产实验结果表明，中等变质程度的煤（焦煤、肥煤）炼出的焦炭气孔率低，与CO2反应后气孔率的增值较小，即反应性降低。但是单独炼焦时，不仅不能充分利用炼焦煤资源，而且容易出现推焦困难，损坏炉体。
炼焦煤料的惰性组分含量。按煤岩学理论，结焦过程中并非煤粒互熔成均一的焦块，而是活性物和惰性物之间进行界面反应。因此，焦炭的强度既决定于活性物的组型和各种组型的含量，又决定于惰性物相对含量。适宜的惰性物含量可以获得气孔率低的焦炭，而且焦炭与CO2的反应速率也低。因此，应使炼焦煤料的惰性物含量达到适宜值，以获得反应性低、反应后强度高的优质焦炭。
煤料的预处理。煤料的堆密度及均匀性增加、预热后装煤（200℃）等均能使焦炭的气孔率降低（实验已证明能降低焦炭的气孔率3%左右），使焦炭的比表面积减少，进而降低焦炭的反应性。
炼焦条件。提高炼焦速度与延长焖炉时间，也能降低焦炭的气孔率，从而改善焦炭的反应后强度。
改进焦炭质量的措施
为了不断改善焦炭的质量，在条件允许的情况下，研究者对焦炭的抗碎强度与反应后强度、热反应性的相关性进行了分析和试验。
单种煤结焦性能试验。到目前为止，对煤的研究还没有一种成型的理论，而且，由于不同矿点的同一煤种质量差异较大，只能通过科学试验，不断摸索、不断完善。为此，研究者对不同矿点的洗精煤分别进行小焦炉试验，对所得焦炭进行质量分析，寻找单种煤的结焦特性以及焦炭抗碎强度、反应后强度、热反应性的对应关系，从而为优化配煤比提供依据。试验显示，焦炭的抗碎强度与反应后强度、热反应性虽不存在一一对应的关系，但在大趋势上基本统一，特别是强黏结性煤存在着较明显的对应关系。
提高炼焦速度的研究。我国焦炉加热的管理方法通常用标准温度法，日本采用火落管理法。由于火落后的焦饼仍照常进行加热，在经过一段不低于技术要求的焖炉时间才可以推焦，使焦饼在结焦后期的热分解与热缩聚程度提高，焦炭的挥发分降低，碳结构中氢含量减少，焦质更加致密，从而能够提高焦炭的耐磨强度和反应后强度，降低焦炭的反应性。这与我国传统的提高炼焦速度、延长焖炉时间，使焦炭的气孔率降低，从而提高焦炭的耐磨强度和反应后强度的观点基本一致。为此，研究者进行了半个月的试验。试验表明，提高加热速度，延长焖炉时间，对改善焦炭质量有一定的好处。
焦炭钝化技术的研究。研究者采用硼酸作为钝化剂，在熄焦池内配入硼酸，用不同浓度的硼酸溶液熄焦，在配煤比不变的情况下，焦炭的热反应性降低5%左右，反应后强度提高5%左右，但是焦炭的成本上升15元/吨以上。对于焦化厂来说，成本压力增大。因此，焦炭钝化以及钝化剂的选择还有待进一步研究。