添加铁矿粉对焦炭冶金性能的影响

２ ０ １ ７ 年８ 月期 中国金 属通 报
添 加 铁 矿 粉 对 焦 炭 冶 金 性 能 的 影 响
刘 磊
（ 山钢 集 团莱 芜 分公 司 品质 保证 部 ， 山东 莱芜 ２ ７ １ １ ０ ４）
摘 要 ： 在 炼 制 焦 煤的 过 程 中， 加入 不 同 比例 和 含 量 的铁 矿粉 能够 帮 助 焦煤 进行 提 炼 ， 同 时这 些铁 矿粉 能够 加速 焦炭
的 反应 ， 除 此之 外 ， 温度 和 气压 也 是影 响 焦 炭机 械 强度 和 反 应性 的要 素 ， 针 对 这 些要 素 进行 研 究 时 ， 要 采 用控 制 变量 法进 行
研究 ； 有 关 实验 也表 明 当添 加 少许 铁 矿 粉 时 ， 实验 中的 焦炭 机械 强度 会 有 降低 ， 而且 这 种 降低 与该 铁矿 粉 的加入 质 量 是 直
矿 粉形 成的气 孔壁厚 度不 同 ，才 更注重 于对铁 矿粉质 量和浓
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度 配 比进行研 究 ，这 个实验 的初步 研究 也就是 了解 了起 到终
极 反 应 目的 的 ，是 这 些 惰 性 组 织 。
本实 验通 过改变 添加铁 矿粉 比例 ，来 对比焦 炭机械 强度 和 反应性 与其 之 间的关系 ，这也是 为 了能 够更方 便 目后 进行 焦炭 的炼 制反 应。这 些数 据是 由不 同的质 量和浓 度的铁 矿粉 进行 实验 后总 结出来 的 ，在 这些实 验数据 中 ，铁矿 粉的 比例 是变 量 ，结果 发现 只要配 比的铁矿 粉的 比例不大 于 １ ０ ％，那 么炼 制 出来的焦 炭的机 械强度 也就 会跟没 加入铁矿 粉的 机械
强 度 差 不 多 ，也 就 是 说 减 小 的 幅 度 其 实 根 本 就 不 大 ，而 只 要
案， 便于我 国直接进 行节能的管理 。 在进行炼 制焦煤的过程中 ， 势必 会排 出众 多污 染气 体 ，因此如何 保证 该反 应中的 污染气
体数 量减 小才 是炼 制焦煤 的关键 ，而 在该 反应 中 ，只要 能够 增加 反应 物 的反应 程度 ，提高 反应物 的反 应度就 能够适 当减
加入 的铁矿粉 配 比浓度超过 了 １ ０ ％，机械 强度减 小的幅 度就
大幅 提升 。而导致 这个现 象产 生的原 因是炼 制焦煤 都有一 个 容惰 范围 ，加 入铁 矿粉对 焦煤 本身来 说有抑 制反应 的作 用 ，
而焦煤 本身 的容惰 能力又 会随 着铁矿 粉浓 度的增加 而减 弱 。
经过 数据 分析 之后 ，可 以明显 看 出，没有添 加铁 矿粉炼
制 出来 的焦 炭的机 械程 度最 强 ，而 添加 了铁矿 粉的焦 炭在炼 制 完之后 检验 出来 的机械 强度 与没 添加铁 矿粉 的相 比都会有 所 降低 ，经过 研究 表明这 种情 况之 所以会 发生 ，是 因为 整个 铁矿 粉在 加进 实验 中之 后起到 的作 用变成 了惰 性作 用 ，所有 的焦 炭发 生 的反应 都会 有延误 ，在该 实验 中 ，伴 随着温 度的 升高， 铁 矿粉形成的惰性组织又会 渐渐被软化 ， 最 终这 些东 西 ， 就 成为 了焦炭 的气 孔 ，也正 是 因为不 同浓度和 不 同质量 的铁
种抑制 作用 ，焦炭 的机 械强度 就会 受到影 响 ，１ ０ ％ 的铁矿粉 浓度是 一个 主要 的分界 点 ，在这 个分界 点之上 的铁矿 粉添加 进反应 物 中，机械 强度不 会发生 太大 的改变 ，而只要浓 度超
过了 １ ０ ％，就 会 大 幅 度 地 降 低 机 械 强 度 ， 同 时 针 对 焦 煤 的 容
鼓 实验 ，每个 样 品保证 同等 质量 进转动 筛进 行转鼓 实验 ，每 个 样品都要转动 １ ０ ０转 ，最后取 ４ ０ ａｍ 筛上物进行综合 比对 ， ｒ
这 些不 同 的转动物 的机 械强 度用转 动后 的质量 除转 动之前 的 质量 ，最后得到的数据进行 综合 研究分析 ］ 。
换而 言之 ，添 加的 铁矿粉 浓度 越高 ，焦煤 自身就 不能 抵抗这
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文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ 卜５ ０ ０ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ８ — ０ ０ ４ ９ — ２
伴 随着 经济 的发 展 ，工业 污染 越来 越重 ，与此 同时 ，我 国也 在加 强对环境的管理 ，在进行工业生 产时 ，尽量做 到少排 放有毒气 体 ， 节能减 排是科技发展的重心 ， 从“ 节能 ” 方面出发 ， 我 国主要 就是 希望 更多 有志之 士能够 提供 更好 的生产 组织方
惰 能力 ，也能发 现一 旦提高 了铁矿 粉 的高品质 ，就 能够 让机 械 强度直 接下 降 ，品质 过低 的铁矿 粉也 是根本 不能够起 到任 何 的减 弱机械 强度 的作用 ，这在反 应 当中也是 需要注 意的 。 根据这 些结 论 ， 也可以知道 ， 如 果要 进行 高品质的焦煤 的制 备 ，
接成正比的， 加入的铁矿粉越少， 机 械 强 度 的 变化 越 小 ，因此铁 矿 粉 的 成 分 和质 量 都 是 影 响 焦炭 机 械 强 度 的 关键 因素 。 在 进行 焦煤 炼 制 的过 程 中应 该 注 意 ， 也 必 须去 了解这 其 中的 关 系 ； 经过 研 究也 表 明 适 当加入 铁 矿粉 能够 降低 反 应 的起 始 温度 ， 也 能够 提 高反 应 的起 始 温度 ， 直到 达 到理 想 中的反 应规 定 温 度 ； 本 文就 这 两 个添 加铁 矿 粉后 产 生的 影响 进行 分 析 。 关 键词 ： 添 加铁 矿 粉 ； 焦炭 机械 强度 ； 反应性 ； 影 响
轻污染气体 的排放量 ，真正起到 “ 节能减排 ”的作用。
１ 添加铁 矿粉对 焦炭机械 强度 的影 响
添 加铁 矿粉 对焦 炭机 械强 度的影 响实验 时 ，采 用的方 式
是添加 不 同浓 度和不 同质 量的铁 矿粉 炼制煤 炭 ，在 控制其 他 变 量 不同 的情况 下 ，将 这些 不 同过 程炼 制 出来 的煤 炭进行 转