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焦炭为高炉炼铁重要原料之一，其质量对高炉生产有直接影响，特别是在炼铁技术水平不断提高的局势下，对焦炭质量提出了越来越高的要求。对此，首先应明确高炉炼铁受焦炭质量的影响，并以此为依据确定有效的解决方法。
1高炉炼铁受焦炭质量影响分析
1.1焦炭强度
高炉炼铁将受到焦炭强度直接影响。当M40增加1%时，利用系数将增加0.04t/（m3·d），同时综合焦比将降低5.6kg/t；当M10增加0.2%时，利用系数将增加0.05t/（m3·d），同时综合焦比将降低7.0kg/t。根据焦炭强度综合水平进行推算，对于利用系数，其平均值不能低于2.099t/（m3·d），且应处在1.989-2.210t/（m3·d）的范围内，而综合焦比的平均值应保持在498-528kg/t范围内[1]。
1.2焦炭粒度
这是对焦炭质量进行衡量的关键指标，通常，其应保持在50-55mm范围内，当焦炭力度保持均匀时，可提高高炉的透气性。然而，粒度能否保持稳定主要取决于焦炭的实际强度大校当焦炭的强度较低时，需要提高粒度范围下限；而当焦炭的强度较高时，可对其粒度范围的下限予以放宽，此时需要注意，放宽下限并不表示可以忽视焦粉及碎焦控制。可见，在选择焦炭粒度时，应充分考虑焦炭的强度。
相关经验表明，高炉中从上到下焦炭的粒度不断减小，然而在径向与纵向上发生的变化具有不同规律。目前通过对高炉的解析可知，炉身上部的粒度没有太大变化，而炉身下部边缘的焦炭往往最先发生细化，到炉腹时，可见到明显的细化现象，但整个中心区域内，没有明显的变化[2]。
1.3化学组成
如果焦炭的硫分与灰分有所增加，则说明高炉中的杂质变多，使造渣量明显增加。根据实践结果，当焦炭的灰分提高1%时，焦比增加1%-2%，使产量减少2%-3%；当焦炭的硫分提高0.1%时，焦比提高1%-3%，使产量减少2%-5%。若灰分与硫分均升高，则影响作用将明显加剧。
高炉炼铁中，除了要对焦炭的灰分进行严格控制，还需要对灰分及其组成进行控制，尤其是硫等碱金属。这是因为硫会在高炉中持续循环和富集，在护壁上产生炉瘤，对炉衬造成侵蚀，还会使焦炭发生气化反应，减小焦炭的块度与强度，对高炉顺行造成影响。通常，当钾和钠的含量提高0.3%-0.5%时，和二氧化碳之间的反应速度将增加10%-15%。实际情况中，尽管通过对渣量的改变能对循环碱量进行有效控制，但更重要的是从源头上进行严格控制，把进入到高炉中的碱量限制在2.0-2.5kg/t范围内。
焦炭中水分发生的波动可采用监测的方法来自动补偿，然而这样依然会造成热平衡发生波动，使焦比有所升高。实践表明，当焦炭中水分提高1%时，其用量将增加1.1%-1.3%。
1.4热态性能
对焦炭而言，其冷强度指标无法充分反映它在高炉中的性能，如果不同焦炭有类似的冷强度，它们的反应后强度并不安全相同，可能有极大的差异。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当焦炭热态性能较差时，将对块状带透气性造成影响，使软熔带发生下移，导致中心气流变弱，但边缘处的气流明显增强。以上都会对高炉顺行造成影响。另外，还有一定几率导致高炉的还原度变高，使煤气化学能实际利用率降低[3]。
1.5质量波动
高炉为炉料和煤气流间的化学反应装置，高炉顺行指的是其中发生的逆向运动保持平稳。因料柱在冶炼时沿原始分布状态进行整体下移，所以如果进入到高炉中的焦炭，其质量发生波动，将使煤气流实际分布发生变化，最终导致操作及铁水质量都出现较大变化。实践表明，如果短时间内焦炭的质量有所下降，则会使高炉处于不稳定状态，无法维持煤比与风量；并使煤气流发生失常，导致顺行变差。
2保证焦炭质量的方法
（1）注重焦炭高温性能
如前所述，焦炭的高温性能是高炉炼铁主要影响因素之一。对此，为降低这一负面影响，需要将高温性能纳入到考核指标。虽然现在很多企业的焦炭高温性能都得到了改善，但与预期水平还有一定差距。因此，在今后工作中需要高度重视焦炭高温性能，探讨有效的技术措施，使焦炭具有良好高温性能。
（2）增加外购焦炭，保证整体质量
如今，伴随高炉产能不断增大，对焦炭的需求越来越高，在这种情况下，外购焦炭逐步增加。然而，因受到运输等方面的影响和制约，使外购焦炭质量并不客观，进而对高炉生产造成影响。因此，应加大这一方面的投资力度，对外购焦炭质量予以严格控制，避免焦炭质量产生波动。尽管这样会增加成本，但如果能有效提高焦炭的质量，则会增加煤比，减小焦比，使高炉顺行，实现产量的提高[4]。
（3）加强对中块焦的分析研究
在高炉中使用的焦炭，其粒度为40-80mm，为满足这一要求，需要对焦炭进行筛分处理，筛分后产生的部分数量巨大，对其进行高效利用是现在亟需解决的重要问题。对此，相关企业和技术人员应切实加大研究力度，探究合理可行的利用途径。
3结论
通过以上分析，可得出下列几条结论：
（1）高炉生产将受到焦炭质量直接影响，除了基本的冷态指标，还会受到热态强度影响，需要将其纳入到质量考核体系当中。
（2）目前很多企业的焦炭质量都有所提高，但却在热态性能及灰分、硫分方面存在很大的波动，对高炉生产带来负面影响。
（3）企业外购焦炭在质量上往往不够稳定，影响到高炉正常和高效生产。对此，应对外购焦炭予以严格的质量控制。
（4）在条件允许的情况下，加强对中块焦的分析研究，探究合理可行的中块焦利用途径，解决焦炭利用方面的困境。
参考文献：
[1]邢然,李辉,任培兵.河北省焦化行业压减产能对钢铁企业的影响[J].河北冶金,2018(12):7-12.
[2]张晓冬.焦炭质量对高炉炼铁的影响[J].中国金属通报,2018(06):26-27.
[3]杨金来.降低高炉入炉焦比的研究与应用[J].科技风,2017(15):288.
[4]秦延华,秦富兵.炼铁经济料与低成本炼铁的关系研究与探讨[J].河南冶金,2016,24(05):1-5+15.
论文作者:张晨
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第1期
论文发表时间:2019/7/18
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