现代高炉对焦炭的要求及焦炉的发展方向焦炭在高炉炼铁中的作用
焦炭质量对高炉炼铁的影响
焦炭质量对高炉炼铁的影响随着高炉采用富氧大喷煤为代表的强化冶炼措施后，高炉的冶炼发生了很大的变化，一个突出的表现就是对焦炭的骨架作用要求更高。
随着煤比不断提高，焦炭负荷越来越重，焦炭的冶金性能也越来越受到重视。
目前国内大型高炉技术经济指标不高，大多是受原燃料条件尤其是焦炭质量的限制。
标签：焦炭质量的影响；高炉冶炼中的作用；措施1.1 焦炭水分对高炉冶炼的影响焦炭水分的波动势必引起称量不准而影响高炉炉况的稳定，并导致铁水中硅、硫含量的变化。
水分过高，焦粉粘附在焦块上，影响焦炭强度和筛分，将焦粉带入炉内；如果焦粉不能全部随煤气吹出，将影响高炉透气性和透液性，严重时造成炉缸堆积。
从马钢2500m3高炉生产实践过程得知：当焦炭水分控制在4.0%以下时，对高炉冶炼影响不大。
当焦炭水分超过4.0%时，则入炉含粉率、炉尘量以及炉尘含炭量将明显上升，高炉顺行状态变差。
1.2 焦炭灰分对高炉冶炼的影响焦炭在高炉内被加热至高于炼焦温度时，由于焦质与灰分的热膨胀性不同，沿灰分颗粒周围产生裂纹，使焦炭碎裂，含粉增加。
焦炭的灰分与强度几乎成线性关系，即灰分增加，强度下降。
马钢2500 m3高炉自投产以来，焦炭灰分逐年下降，焦炭的热态性能则逐年提高，而高炉技术经济指标也呈逐年提高之势。
焦炭灰分控制在12%以下，高炉生产可以获得比较先进的技术经济指标。
1.3 挥发分对高炉冶炼的影响焦炭的挥发分含量影响焦炭的耐磨强度和反应后强度。
挥发分高，焦炭气孔壁材质疏松，耐磨强度和反应后强度就低；挥发分低，焦炭气孔壁材质致密，耐磨强度和反应后强度就高。
焦炭的挥发分含量与炼焦最终温度有关，是焦炭成熟程度的标志；提高炼焦最终温度与延长焖炉时间，使结焦后期的热分解与热缩聚程度增强，使焦炭挥发分含量降低，从而改善焦炭的质量。
马钢2500 m3高炉作焦炭的挥发分含量控制在1.2%以下，终点温度和结焦时间分别为l050℃和20h；焦炭的冷态和热态性能均能满足高炉的要求。
浅议焦炭质量对高炉炼铁的影响
浅议焦炭质量对高炉炼铁的影响【摘要】焦炭作为高炉炼铁过程中不可或缺的原料，在其中扮演着至关重要的角色。
本文通过探讨焦炭质量对高炉炼铁的影响，揭示了焦炭质量与高炉工艺参数、高炉温度、炉渣特性、炼铁效率以及产品质量之间的密切关系。
优质的焦炭不仅能提高高炉的炼铁效率，还能改善产品质量，降低生产成本。
提高焦炭质量对于改善高炉炼铁过程、提高产品质量具有重要的意义。
在实际生产中，需要针对具体情况优化焦炭的生产工艺，确保焦炭的品质符合高炉炼铁的要求。
焦炭质量的重要性不可忽视，只有不断提高焦炭的质量，才能有效提高高炉炼铁的效率和产品质量。
【关键词】焦炭、高炉、炼铁、质量、影响、效率、温度、炉渣、工艺参数、产品质量、炼铁质量、优化、生产工艺、高炉炼铁、煤焦炭。
1. 引言1.1 煤焦炭在高炉炼铁中的作用煤焦炭作为高炉炼铁的主要还原剂和燃料，在高炉冶炼过程中扮演着至关重要的角色。
煤焦炭可以提供充足的热量，将铁矿石还原为金属铁，并在炉内维持所需的高温。
煤焦炭中的固定碳和挥发分不仅能够作为还原剂参与还原反应，还能提供充足的燃料，确保高炉冶炼过程的持续进行。
煤焦炭中的灰分、硫分等杂质也会对炼铁过程产生一定影响，因此对煤焦炭的质量要求较高。
煤焦炭在高炉炼铁中扮演着多重作用，其质量直接影响到高炉的冶炼效率和产品质量。
对煤焦炭的质量控制和优化具有十分重要的意义，可以提高高炉的生产效率，减少能源消耗，改善产品质量。
1.2 焦炭质量对高炉炼铁的重要性焦炭质量对高炉炼铁的重要性不容忽视。
在高炉炼铁过程中，焦炭是一种重要的还原剂和燃料，其质量直接影响着炼铁的效率和产品质量。
优质的焦炭可以提高高炉的热效率，减少炉料消耗，降低能耗。
焦炭质量的好坏还会影响高炉的工艺参数，如温度、压力等，进而影响炼铁过程的稳定性和控制性。
提高焦炭质量是提高高炉炼铁效率和产品质量的重要手段。
只有不断优化焦炭的生产工艺，确保焦炭的质量稳定和优良，才能更好地发挥焦炭在高炉炼铁中的作用，提高炼铁的经济效益和产品质量。
焦炭在高炉炼铁中的地位和作用
焦炭在高炉炼铁中的地位和作用焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。
焦炭对高炉炼铁的作用是：(1)主要的热量来源。
高炉炼铁炭素(包括焦炭和煤粉)燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的71%。
随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。
但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。
理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉55%～65%。
(2)还原剂。
焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。
炉料到风口焦炭溶反应为25%～35%。
(3)生铁的溶碳。
在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。
一般铸造生铁含碳3.9%左右，炼钢生铁在4.3%左右。
生铁渗碳消耗焦炭7%～10%。
(4)炉料的骨架作用。
焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到煤气的透气窗作用。
焦炭的4种作用中，提供热源的主导作用不会改变，这就决定3个理论焦比最低值。
低于这个最低值，高炉炼铁就难以正常生产，或经济上就不合算了。
在各种条件下高炉炼铁中碳的还原作用和渗碳功能不会有较大的变化。
在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。
否则，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。
焦炭从料线到风口平均粒度减少20%～40%。
劣质焦炭和热反应性差粉化率会很大。
宝钢高炉缸内的焦炭粒度可达33mm。
高炉炼铁对焦炭质量的要求各国根据资源条件，高炉炼铁要求的焦炭质量是有较大差别(详见表1)。
但是，工业发达国家的焦炭质量是明显优于中国，这是这些高炉技术经济指标优于中国的重要原因。
美国Gary厂焦炭的挥发份为1.8%，德国蒂森和瑞典SSAB分别为1.1%和1.0%。
我们认为，焦炭的挥发份应控制在0.5%～1.0%为宜。
过高会有生焦存在，焦炭强度差；过低是由于炼焦过火的原因，这时焦炭裂纹多，易碎。
1 高炉大型化以后对焦炭质量提出了高要求，并对焦炭热性能有要求高炉大型化以后，料柱增高后，料的压缩率提高了，透气性变差。
焦炭的用途工作原理
高炉冶炼早期以木炭为主，而后使用了无烟煤，再到后来的高炉几乎都使用焦炭做燃料，并使用喷吹技术，从风口喷吹的燃料已占全部燃料用量的10—30%，有的达到了40%，用作喷吹的燃料主要有无烟煤和天然气。
一、焦炭在高炉中的作用焦炭在高炉中有一下几个方面的作用：1.发热剂：焦炭在风口前燃烧放出热量而产生高温，它使高炉内各种化学反应得以进行，并使渣、铁熔化。
高炉冶炼所消耗的热量70—80%是由焦炭燃烧来提供的。
2.还原剂：焦炭中的固定碳C和它燃烧后产生的CO、H2与铁矿石中的各级氧化物反应后，将铁还原出来。
铁矿石还原所需的还原剂几乎全部由燃料所供给。
3.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撑上部的炉料。
焦炭在高炉料柱中约占整个体积的三分之一至二分之一，焦炭又是多孔的固体，同时它又起着改善料柱透气性的作用。
二、焦炭的物理性质焦炭的物理性质包括机械强度、筛分组成和气孔度等，其中最主要的是机械强度。
1.机械强度焦炭的机械强度主要是指焦炭的耐磨性和抗冲击的能力，其次是抗压强度。
它是重要的质量指标。
焦炭的机械强度对高炉冶炼十分重要：若机械强度不好，在焦炭运转的过程中和在炉内下降的过程中，由于炉料与炉料之间、炉墙之间相互摩擦挤压，会导致焦炭破裂而产生大量的粉末，在高炉冶炼过程中，这些粉末将渗入初渣中，增加初渣的粘度，降低了初渣的流动性，增加了煤气通过初渣带上升的阻力，最终造成炉况不顺，炉缸堆积，风口烧坏等事故。
目前我国各厂测定焦炭强度的方法是转鼓试验。
转鼓的测定有两种：大转鼓和小转鼓。
以小转鼓为好。
小转鼓是由钢板制成的无穿心轴的密封圆筒转鼓，鼓内径和鼓内宽皆为1000mm，鼓壁厚6—8mm，内壁每隔90度焊角钢（100*50*10mm）一块，共焊接四块。
试验时取50公斤大于60mm的焦炭试样装入鼓内，以25转每分的转速转100转。
焦炭质量对高炉的影响
总结
通过以上分析我们不难看出焦炭质量的好 坏对高炉冶炼会产生重大的影响。它影响 到高炉冶炼的炉温、炉况以及生产指标进 而影响高炉的使用寿命、产品的质量规格、 生产成本的节约等。从中我们能得到以下 启示：
（１）焦炭质量是许多中、小钢铁企业老、大、 难问题，影响高炉炉况及各项生产指标，包括 高炉寿命，企业在评估焦炭对炼铁经济成本影 响时，不能只顾眼前利益，应从长远或一代炉 龄去考虑。
焦炭质量对高炉的影响
一、焦炭质量对炉温的影响
焦炭质量好坏，首先是化学成分Ｃ固或灰分高 低。Ｃ固变化大时，如果高炉不能及时作出调
整，会引起炉温大幅波动，铜钢高炉由于入炉
焦炭的不确定性以及波动性较大，有时会出现 炉温突然大幅升高或降低，虽然在实际生产中， 影响炉温的因素很多，但是二座或二座以上高 炉对外部条件同时作出相同反应时，可以判断 是人炉原燃料发生变化。
二、焦炭质量对炉况的影响
焦炭灰份重，冷态机械强度和高温冶金性能都变差，高炉 炉内料柱透气性恶化，高炉出现炉况不顺，频繁右时县冻 货聂料．其至恶性悬料，操作上采用铁口长时间喷吹后拉 风坐料。经常性的坐料还会对炉衬、炉底砖造成较大破坏， 缩短高炉寿命。这时，常伴随着炉温大幅下降，拉风坐料 时，容易引起风口倒灌，迫使高炉休风处理；长时间炉况 失常，还容易形成炉缸中心堆积，风口频繁烧损，一些高 炉采用了局部斜风口，活跃炉缸中心，减少风口损耗.另 一方面，炉温大幅波动，引起炉内高温区上下移动，炉内 软融带位置高低变动，也会进一步影响炉况。
焦炭及其质量对高炉 的影响
小组成员：典立民 苏亚晓 任旭立
高炉炼铁提高焦炭质量,降低入炉焦比
焦 炭质量 变化
Ｍ ４ ＋１０ ０． ．％ Ｍ １． ０ 一Ｏ．％ ２
随着高炉冶炼低成本 战略发展 ， 高风温的使用 已经成为降低生 铁成本的一件 重要武器 。 可是 ， 使用高风温除了受到高炉炉况能否 接 受高 风温 的 限 制 外 ， 风 温 能 否获 得 也往 往 要 受 到 热 风炉 自 身条 高 件的限制 。 尤其是高炉煤气作为高炉的主要 副产 品， 被下道工序 以 及居 民用户广泛使用 ， 煤气质量不断贫化 ， 这样就给获得高风温造 成一定的不利影响。 因此 ， 提高热风温度 ， 为高炉的低成本战略保驾 护航 ， 达到降低焦 比的 目的就 成为广大炼铁 工作者的首要任务 。 目前用 于 提 高风 温 的 办法 主 要 有 以下 三 种 ： 一 种 是 使 用 混合 第 煤气 ， 通过在高炉煤气 中混合转炉煤气或焦炉煤气 ， 达到提高煤气 热值 ， 提高热风温度 的 目的 ； 第二种是通过 回收高温烟气预热 热风 炉助燃空气和煤气 ， 提高进入热风炉的物理热 ， 从而提高热风温度 。 第三种是同时使 用上述两种方法 ， 昆 既｝ 合转炉或焦炉煤气 ， 又通 过 换热器 回收热风炉烟气余热对助燃空气和煤气进行加热 ， 提高热风 温度 。 现在 国 内多数 大 中型 钢企 都 采 用 以上 三 种 方法 来 提 高 热 风 温 度， 已经取得不错的效果 ， 少数企业 已经将热 风温度使用到 １０ ＂ ２０ Ｃ
４、 结 语
焦炭质量 的提高和高风温 的应用不但可 以解 决居 高不 下的成 本压力 ， 更可以保证炉 况的长期 稳定顺行 ， 以各大钢企一直把 这 所 两 个 条 件做 为基 本 前提 ， 以使 企 业 得 以在 严 峻 的 市 场形 式 下 生 存 发
展。
参 考 文 献 ［］ １ 张士 金 ． 焦炭 热反 应 性 的 研 究 ． 钢 技 术。０ ６３ 本 ２ ０，． ［］ ２ 王维兴． 中国钢铁企 业网． 中型高炉技 术经济 指标 改善 的条件 大 和 途径 ． 儿 一１ 一 Ｏ ２ ０ Ｏ １．
焦炭性能对高炉冶炼的影响
北京科技大学冶金与生态工程学院
孔德文
1 对焦炭的要求
焦炭在高炉内起四个作用： ① 热源 风口前燃烧放热9800KJ/KgC，扣除焦炭自身 灰分造渣耗热和脱硫耗热，每Kg焦炭在炉内净供热 q=9800C 焦 -2760A 焦 -20000S 焦 ，如果将燃烧焦炭用热 风 （ 1100±50℃ ） 带 入 热 量 也 计 算 在 内 ， 则 q=12200C焦-15290A焦-30770S焦； ② 还原剂 焦炭中C是直接还原的还原剂，高温氧化成 的CO是间接还原的还原剂； ③ 料柱的骨架 特别是在软熔带及其以下的区域，焦炭 是煤气流通过的唯一通道，是下部料柱的主体； ④ 渗碳 溶入生铁。
60-80 20.2 —— —— ——
40-60 55.74 44.87 42.21 34.64 56.84 40.03
40-60 49.5 22.8 29.3 12.1
25-40 12.8 14.63 37.15 31.09 29.46 35.71
25-40 16.8 42.82 62.6 61.2
机械剥落 耐火砖膨胀受外部束缚产生应力造成的
结构剥落 由于炉渣等渗透耐火砖本身物理化学性能变化而造成的。 上个世纪的研究表明炉身下部炉墙砖衬破损的因素分别是碱-40%；C、Zn、SiO-20%； 磨损10%；热震10%；导热性差10%；炉渣侵蚀5%。 因此必须控制边缘气流发展，使耐火砖衬表面温度在渣皮熔化温度以下1200℃，而要控 制边缘气流有需要精料作为基础。
2.1 对高炉顺行的影响
③软熔性能 在软熔带影响软熔层数n，软熔层的宽度B，
在这个区域特别重要的是焦炭的空隙度及焦炭层的厚度
④渣量 决定滴落带内的ht，滞留量，炉渣除了其数量外
焦炭在高炉炼铁中的地位和作用
焦炭在高炉炼铁中的地位和作用焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。
焦炭对高炉炼铁的作用是：(1)主要的热量来源。
高炉炼铁炭素(包括焦炭和煤粉)燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的71%。
随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。
但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。
理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉55%～65%。
(2)还原剂。
焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。
炉料到风口焦炭溶反应为25%～35%。
(3)生铁的溶碳。
在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。
一般铸造生铁含碳%左右，炼钢生铁在%左右。
生铁渗碳消耗焦炭7%～10%。
(4)炉料的骨架作用。
焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到煤气的透气窗作用。
焦炭的4种作用中，提供热源的主导作用不会改变，这就决定3个理论焦比最低值。
低于这个最低值，高炉炼铁就难以正常生产，或经济上就不合算了。
在各种条件下高炉炼铁中碳的还原作用和渗碳功能不会有较大的变化。
在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。
否则，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。
焦炭从料线到风口平均粒度减少20%～40%。
劣质焦炭和热反应性差粉化率会很大。
宝钢高炉缸内的焦炭粒度可达33mm。
高炉炼铁对焦炭质量的要求各国根据资源条件，高炉炼铁要求的焦炭质量是有较大差别(详见表1)。
但是，工业发达国家的焦炭质量是明显优于中国，这是这些高炉技术经济指标优于中国的重要原因。
表1 各国冶金焦炭质量情况美国Gary厂焦炭的挥发份为%，德国蒂森和瑞典SSAB分别为%和%。
我们认为，焦炭的挥发份应控制在%～%为宜。
过高会有生焦存在，焦炭强度差；过低是由于炼焦过火的原因，这时焦炭裂纹多，易碎。
1 高炉大型化以后对焦炭质量提出了高要求，并对焦炭热性能有要求高炉大型化以后，料柱增高后，料的压缩率提高了，透气性变差。
炼铁工艺03高炉用燃料
第三讲 高炉用燃料一、高炉冶炼对焦炭质量的要求1.焦炭在高炉内的作用焦炭在高炉内的作用有：1）在风口前燃烧，提供冶炼所需热量；2）是氧化物的还原剂；3）是料柱的骨架；4）铁水渗碳。
到现在焦炭质量仍是限制高炉生产发展的因素之一。
特别对于大型高炉，灰分高、强度差的焦炭往往给高炉作业造成麻烦。
2.高炉冶炼对焦炭质量的要求1）强度：足够的强度。
测定焦炭强度的办法是转鼓试验。
2）固定C及灰分含量：良好的冶金焦应含固定C量高而灰分低。
高炉治炼的实践证明，焦炭灰分每增加1%，焦比升高2%，高炉产量下降3%。
3）硫：焦炭（煤粉）带入的硫量，占冶炼单位质量生铁所需原料总硫量的60-80%。
每吨生铁入炉原料带入的总硫量称为“硫负荷”，kg/t 冶炼实践说明，焦中含硫每提高0.1%，高炉焦比升高1.2-2.0%。
4）挥发份含量：代表焦炭在制造过程中受到干馏后的成熟程度。
一般质量分数为0.8-1.2%。
5）成份和性能的稳定性以及粒度：与所有入炉原料相同，焦炭成份和性能波动会导致高炉冶炼行程不稳定，对高炉提高生产效率及降低燃料消耗量十分不利。
二、焦炭质量检验1.冷态机械强度我国一般由小转鼓测定焦炭的强度。
小转鼓是由钢板焊成的无穿心轴的密封圆筒。
鼓内径和鼓内宽均为l000毫米。
内壁每隔90度焊角钢（100×50×10mm）一块，计四块。
试验时取50公斤大于60毫米的焦块试样装入鼓内、以25转/分的速度转100转。
倒出试样，用Ø40和Ø10毫米的圆孔筛筛分，以＞40毫米的焦炭占入鼓焦样重量的百分数（用M40表示）作为破碎强度指标，以＜10毫米的焦炭占入鼓焦样的重量百分数（用M10表示）作为磨损强度指标。
一般要求M40＞72%，M10＜9%。
2.反应性和反应后强度测定焦炭的反应性和反应后强度是同一组试验中完成的。
试样是取大于25mm冶金焦20kg，弃去泡焦和炉头焦，制成直径21～25mm的焦球700g，分成3份，每份不少于220g。
高炉炼铁对焦炭质量的要求及对捣固焦的评价 (1)
焦炭在高炉矿内有五个作用： 对炉料起支撑作用（要求强度高）、 提供热量（燃烧发热，碳素燃烧得热量占炼铁所需热量的７８％）、 是铁矿石的还原剂（碳和燃烧产生的ＣＯ是矿石的还原剂）、 对生铁渗碳（生铁中含碳４％吒％）、 填充炉缸（高炉休风后，全是焦炭填充，有约４０％的空间）。 高炉炼铁，焦炭质量已成为极重要的因素。近一来，一些大型高炉出现失常，主要是焦炭质 量恶化和成分波动大，高炉操作没进行及时合理的调整。影响高炉燃料比（焦比、煤比、小块焦 比）的主要因素见表１。
出现焦比升高、产量降低现象。所以，对使用捣固焦炼铁的企业，进行捣固焦指标与非捣固焦对
比，要打折扣（约在０．８５％左右）。涟钢、国丰等企业高炉１００％使用捣固焦，生产指标得到改善 （焦比降低、产量升高）。一批企业在按一定比例使用捣固焦炼铁，有一定的经济效益。所以，要 科学评价捣固焦对炼铁的影响。鞍山热能院孟庆波院长提出，焦炭质量的优劣主要取决于炼焦煤 的性能，要用煤岩学来进行判断。
我们应十分关注Ｍｌｏ的变化。 ４高炉炼铁对焦炭质量的要求
２００８年建设部公布了《高炉炼铁工艺设计规范》ＧＢ５０４２７—２００８。
表２焦炭质量要求
表４入炉原料和燃料有害杂质质量控制值（ｋｇ／ｔ）
表２说明，大高炉要求的焦炭质量要比小高炉高。燃料中有害杂质含量也要严格控制。
３
２０１１年捣固炼焦技术、捣固焦炭质量与高炉冶炼关系学术研讨会论文集
＋ｌｇ＾一
１％ ＋０．１％ ＋Ｏ．５％
＋ｌＫ∥ｔ
．Ｏ．５％
－５．０Ｋ酣
－７．０Ｋｇ，ｔ
＋１．Ｏ％～２％ ＋１．５％～２％ ＋１．１％～１．３％ ．３．５％ ＋６％～７％
＋４～５Ｋ鲈 ・１０Ｋ∥ｔ ＋４０Ｋｇ，ｔ
＋８％ ３％
焦炭
浅析焦炭质量对高炉炼铁的影响
浅析焦炭质量对高炉炼铁的影响摘要：焦炭作为高炉炼铁的直接原材料，其质量是影响炼铁质量好坏的关键所在，随着环保意识的不断加强就此对于焦炭的质量有了更高的要求。
因此，只有根据炼铁大环境的趋势和现状而做出改变，切实分析到位焦炭质量对高炉炼铁的影响，探究高炉炼铁所需焦炭的质量，才能促进炼铁技术的发展和顺应时代发展的要求。
关键词：焦炭质量；高炉炼铁；影响探究引言工业的兴起使大型高炉冶炼成为一种趋势，而焦炭质量要求也越来越高。
随着我国跟上世界发展脚步，虽然国内也拥有众多炭资源，且焦炭质量有显著的提升，但始终无法满足大型高炉冶炼要求。
对于我国工业行业来说，如何提升焦炭质量就成为最核心的一个问题。
一、焦炭在高炉炼铁过程中的作用焦炭就是煤在一千摄氏度左右的高温条件下干馏而得到的不挥发产物，相对比煤来说焦炭可以在燃烧的过程中产生更多的热量，并且燃烧时间相对比煤来说更久。
而焦炭之所以能够运用到炼铁的过程当中主要原因有以下几个方面：发热值适合、高温下的高强度、成本较低、可以生成一氧化碳、杂质较少等。
焦炭在燃烧过程中产生的热量为25104焦耳每千克，用来冶炼金属铁时符合铁矿石产生氧化还原反应时所需要达到的热量要求，可以产生氧化还原反应所需要的一氧化碳，由此可知焦炭在高炉炼铁的过程中还充当着还原剂的作用，当然焦炭相对比煤来说杂质更少在冶炼金属铁时会更加稳定；焦炭的主要成分是固定碳，在高炉炼铁的过程中由于喷煤量的不断增加以及氧化还原反应的不断进行，会导致高炉的实际焦比会随着炉料的逐步下降而下降，但是这时高炉内中的压差会越来越大，焦炭可以为高炉炉内维持它的透气性和透液性，进而实现支撑高炉结构的作用。
二、高炉炼铁对焦炭质量的要求焦炭在高炉炼铁中的作用至关重要，而在高炉炼铁的具体反应过程中，焦炭会随着反应的进行而得到大量的消耗，一些是作为反应需要的原料，而很大部分是经过碰撞、挤压、磨损等机械作用或者是经过碳融损反应、碱金属侵蚀等化学作用而被损耗，这些损耗会使焦炭的利用率大大降低，而质量不好的焦炭在这些过程中会被损耗的更多，因此想要使高炉炼铁中，焦炭的利用率得到提升，就必须对焦炭的质量进行严格的把控。
高炉对焦炭粒级的要求
高炉对焦炭粒级的要求
高炉对焦炭粒级的要求可以根据具体的生产工艺和炉型有所不同，但一般包括以下要求：
1. 粒径：焦炭粒径的大小直接影响高炉的燃烧效率和炉内物料的流动性。
较大的焦炭粒径可以提高炉喉的通风条件，但太大的粒径有可能导致冷风不能从喉部均匀吹入，影响燃烧效率。
通常要求焦炭粒径的分布控制在一定的范围内。
2. 粒度均匀性：高炉内的燃烧过程要求焦炭的粒度均匀，避免过细或过粗的焦炭颗粒过多存在，以免造成局部堵塞或过份通风，影响高炉内的燃烧效率。
3. 粒度分布：高炉内需要燃烧的煤气要经过焦炭层流动，因此，焦炭粒度的分布要满足一定的条件。
一般要求炭粒细小的比例较小，这样可以提高渗气性，有助于剧烈反应的扩散。
4. 机械强度：焦炭在高炉内会承受高温、高压和机械冲击等作用，因此焦炭粒度要具有一定的机械强度，以保持颗粒的完整性并抵抗热应力和物料流动的冲击。
总之，高炉对焦炭粒级的要求主要包括粒径、粒度均匀性、粒度分布和机械强度等指标，这些要求的具体数值会根据不同的高炉工艺和炉型有所差异。
焦炭质量对高炉的影响
焦炭质量对高炉的影响焦炭是高炉冶炼过程中重要的还原剂和燃料，其质量直接影响高炉的冶炼效果和产品质量。
下面将从焦炭质量对高炉还原性能、渗透性能和操作条件等方面进行详细阐述。
首先，焦炭质量对高炉还原性能有直接影响。
焦炭在高炉内发挥着还原增碳的作用，其具有高还原性能、较大的焦炭展开系数和较低的还原度损失率时，可有效提高高炉的还原性能。
焦炭的还原性能受其化学成分、物理结构和热稳定性等因素的影响。
一方面，高挥发份和较多的氢、碳和低氮的焦炭有利于提高焦炭的还原性能。
另一方面，降低焦炭中硫、磷、钾等杂质含量对于提高焦炭的还原性能也是十分重要的。
此外，焦炭中固定碳含量的高低也直接影响焦炭的还原性能，固定碳含量越高，焦炭的还原性能越好。
其次，焦炭质量对高炉的渗透性能也具有重要影响。
焦炭在高炉内下降过程中，会受到高温和高压的影响，如果焦炭质量不合格，会导致焦炭在下降过程中易溶解、粉化、断裂等现象，严重影响高炉的渗透性能。
可造成炉料排列的不规则和难以形成理想的还原条件，从而降低高炉的冶炼效果。
此外，焦炭质量对高炉的操作条件也会产生影响。
焦炭质量不理想将会增加高炉的炉喉塞渣倾向，降低高炉的持炉率。
不合格的焦炭在高温和高压下容易糊状结焦，产生大量焦炭结焦物，堵塞高炉炉缸和炉喉，降低高炉的操作效率。
此外，焦炭的杂质含量高，会加重高炉的炉缸结渣和结焦倾向，增加炉缸结壳的难度，增加炉缸结构的修理和更换次数，加大高炉的运行成本。
综上所述，焦炭质量对高炉的影响是多方面的，包括还原性能、渗透性能和操作条件等方面。
焦炭质量的优劣直接关系着高炉的冶炼效果和产品质量。
因此，高炉冶炼过程中应该严格控制焦炭质量，确保焦炭的还原性能和渗透性能达到最佳状态，从而提高高炉的冶炼效果和产品质量。
关于焦炭质量对高炉炼铁的影响及建议
关于焦炭质量对高炉炼铁的影响及建议摘要：炼铁技术是一种在中国发展了很长时间的重要工业技术，目前已经比较成熟，而高炉炼铁是一种主要的炼铁技术，它在国内的炼铁技术工厂中得到了广泛的应用。
而作为铁水冶炼的原料，焦炭的品质又是决定铁水冶炼质量的重要因素，尤其是近年来铁水冶炼工艺的发展，对其品质的要求越来越高，因此，焦炭在铁水冶炼工艺中的地位也随之发生了改变。
所以，要从炼铁大环境的发展趋势和现状出发，对合适的焦炭质量对高炉炼铁的影响进行深入的分析，探索出一种适用于高炉炼铁的优质焦炭，从而促进整体炼铁工业的发展。
关键词：炼铁技术；工业技术；贴水冶炼；焦炭质量1.焦炭质量对高炉炼铁造成影响的因素1.1焦炭粒度颗粒的大小就是粒度，在高炉炼铁的时候，要按照高炉的实际尺寸来选择焦炭的粒度，如果在高炉炼铁的时候没有对焦炭的粒度做相应的规定，焦炭粒度太大（>75 mm)，与高炉的尺寸不符，在填充焦炭时会引起焦炭的断裂和破碎，在早期的燃烧中会产生大量的灰尘，并且在许多时候，采用大粒度的焦炭也不能实现完全的燃烧，从而造成了焦炭资源的浪费，从而加大了投资，在进行高炉炼铁的时候，必须对焦炭的粒度进行了严格的控制：焦炭粒度最好控制在40-50 mm 之间，这样不但可以在进行焦炭填充的时候，降低了在炉子中的破碎，还可以在一定程度上确保了焦炭的充分燃烧。
1.2化学成分在目前的高炉冶炼工艺中，为了提高冶炼效率，在选择合适的焦炭时，必须要考虑到其所能产生的热量，而与之相对应的是灰分，如果灰分过多，则会在焦炭的表面生成一层灰色的薄膜，这将会对高炉冶炼工艺的性能造成很大的影响，因此，在目前的高炉冶炼工艺中，要想提高冶炼的效率，必须要考虑到焦炭中的固定炭的含量，这样才能更好的冶炼工艺。
1.3焦炭耐高温性能高温性能是指焦炭耐高温的能力，表示焦炭在高温下与二氧化碳进行氧化还原反应的能力，相关的指标为块焦反应性及反应后强度。
而耐高温性，则是指焦炭耐碱性腐蚀的能力，反映了焦炭的耐高温性。
不同容积高炉对焦炭的需求
大型高炉炼铁对焦炭的质量要求焦炭在高炉炼铁中的地位和作用。
焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。
焦炭对高炉炼铁的作用是：一是主要的热量来源，高炉炼铁炭素(包括焦炭和煤粉)燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的71%。
随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。
但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。
理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉55%～65%。
二是还原剂，焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。
炉料到风口焦炭溶反应为25%～35%。
三是生铁的溶碳，在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。
一般铸造生铁含碳3.9%左右，炼钢生铁在4.3%左右。
生铁渗碳消耗焦炭7%～10%。
四是炉料的骨架作用，焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到煤气的透气窗作用。
焦炭的4种作用中，提供热源的主导作用不会改变，这就决定了理论焦比最低值。
低于这个最低值，高炉炼铁就难以正常生产，或经济上就不合算了。
在各种条件下高炉炼铁中碳的还原作用和渗碳功能不会有较大的变化。
在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。
否则，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。
焦炭从料线到风口平均粒度减少20%～40%。
劣质焦炭和热反应性差粉化率会很大。
焦炭质量变化对高炉炼铁的影响见表3:焦炭质量变化对高炉炼铁的影响是比较大的。
通过洗煤可以降低煤炭中的灰分和硫分，采用干法熄焦可以降低焦炭的水分，提高主焦煤的配比和条取综合技术装备可以改善焦炭的M40和M10指标。
从技术上讲上述措施均是可行的。
但是要把技术与经济管理相结合，找出最佳操作点，同时还要考虑到资源供给的条件。
所以各企业要根据客观条件，本企业技术装备现状，科学、合理地提出不同时期不同炉容的高炉对焦炭质量标准。
高炉大型化以后对焦炭质量提出了新的更高要求，并对焦炭热性能等提出了要求。
焦炭在高炉内的劣化行为及高炉冶炼对焦炭的质量要求
焦炭在高炉内的劣化行为及高炉冶炼对焦炭的质量要求摘要：高炉冶炼中的燃料主要是焦炭和喷吹用煤粉，焦炭在高炉冶炼中起到发热剂、还原剂、渗碳剂和骨架的作用。
随着高炉冶炼技术的进步，喷煤量不断提高，大部分焦炭的发热剂和还原剂功能逐渐被煤粉随代替，但对焦炭的骨架作用提出了更高的要求，焦炭质量成为喷煤量提高的限制性因素。
着重分析焦炭在高炉内的劣化行为对加深焦炭在高炉内部物理化学变化状态的认识有着重要的作用，给高炉生产者关注、分析焦炭质量提供定量参考。
高炉冶炼中的燃料主要是焦炭和喷吹用煤粉，焦炭在高炉冶炼中起到发热剂、还原剂、渗碳剂和骨架的作用。
随着高炉冶炼技术的进步，喷煤量不断提高，大部分焦炭的发热剂和还原剂功能逐渐被煤粉随代替，但对焦炭的骨架作用提出了更高的要求，焦炭质量成为喷煤量提高的限制性因素。
因此，本文着重分析了焦炭在高炉内的劣化行为及高炉冶炼对焦炭的质量要求，希望本文对此研究能够有助于自己和企业对焦炭质量进一步了解。
关键词：焦炭，高炉，劣化，质量一．冶金焦炭的性能与用途1.1 冶金焦炭的性能焦炭是经炼焦过程即煤料在隔绝空气的条件下，从室温加热到1000±50℃经干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段而形成的。
焦炭按其用途可分为冶金用焦、气化用焦、碳素材料用焦等。
一般来说，如无特别指明，焦炭均指冶金焦炭。
焦炭的主要性能指标如下：1.1.1 焦炭平均粒度与粒度分布焦炭平均粒度和粒度分布指标是通过对焦炭的筛分得到的。
该指标对高炉稳定操作和高产很重要。
根据高炉容积、所用原料情况及高炉操作制度，对焦炭平均粒度有不同的要求。
一般来讲，炉容大、喷吹煤时，希望粒度大些，粒度分布尽可能窄。
1.1.2 焦炭的机械强度焦炭的机械强度是冷态性能的一个关键指标。
它的测试方法是取50kg、粒度>40mm的试样经米库姆转鼓100转后，分析焦炭的筛分组成。
转鼓后>40mm的焦炭占试样总重的百分数称为M40，转鼓后<10mm的焦炭占试样总重的百分数称为M10。
浅谈高炉冶炼对焦炭质量要求
第6期2016年12月No.6 December，2016现代盐化工Modern Salt and Chemical Industry0 引言随着世界钢铁工业的兴起，大型高炉冶炼也成为一种趋势，对煤炭的质量要求也随之提高。
我国也跟随世界脚步迈进钢铁工业，我国煤炭资源虽多，但是优质煤炭却无法满足大型高炉冶炼的需求，如何提高煤炭的质量成为我国钢铁工业面对的一大问题。
1 焦炭质量变化对高炉炼铁的影响我国焦炭质量仍然不能满足高炉冶炼的要求，因为焦炭质量跟不上，供不应求，成分不稳定，无法满足高炉冶炼用焦情况，因此对高炉冶炼产生了负面影响，影响了我国钢铁工业的发展。
经过调查，煤炭质量的好坏对高炉冶炼的影响至关重要，尤其是对大型高炉冶炼的影响更大。
2 高炉冶炼对焦炭质量的要求 2.1 焦炭的化学成分焦炭的化学成分用工业分析来表示是固定碳、灰分、硫分、挥发分和水分。
第一，固定碳和灰分，高炉冶炼对于固定碳和灰分的要求如下：固定碳含量要高，灰分要低，因为这样可以降低焦比。
经过实践证明，如果固定碳含量升高，焦比可以降低，相反，如果灰分含量升高，固定碳含量降低，就会使焦炭的耐研磨度降低，提高溶剂使用量，提高焦比。
我国的焦比较高；第二，硫和磷，在高炉冶炼中，如果硫进入高炉冶炼中，那么硫会进入生铁中，影响生铁的质量，虽然我国已经采取了很多措施来降低高炉冶炼中硫的含量，但是在焦炭中仍不可避免的出现大量的硫，因此，为了降低生铁中的硫含量，相应的，焦炭中的磷含量一般较低；第三，挥发分，在高炉冶炼中，正常的挥发分是0.7%~1.2%，如果挥发分含量过高，那么说明焦炭的质量较差，不利于高炉冶炼，因此，要想提高高炉冶炼质量，就要降低焦炭的挥发分；第四，水分，焦炭中的水含量也应该进行控制，过高的水分会影响焦炭的质量，相应的也会影响高炉冶炼的质量。
因此在进行高炉冶炼时，要用测水仪来进行水分测量。
2.2 焦炭的物理性质焦炭的物理性质包括机械强度和焦炭粒度。
炼铁时焦炭的作用
炼铁时焦炭的作用
在现代钢铁制造业中，焦炭在金属冶炼过程中起着至关重要的作用。
焦炭的作用尤为重要，是炼铁的必要条件。
焦炭是一种高比重，高灰分，碳含量高，含水量低的碳素物质，最初由木炭烧制而成。
焦炭的主要作用是为铁矿热量，它的燃烧产生的热量可以使铁矿熔化，从而使其受碳的影响而生成大量的碳固体，这也是炼铁过程中产生钢铁的基础。
此外，焦炭还能增加铁矿中碳的含量，从而使钢材具有更好的抗静电性、抗磨损性和韧性。
焦炭在有色金属冶炼中也有重要作用。
由于许多有色金属具有高熔点、低比重和高蒸发率，因此很难以热量使它们受碳影响而熔化。
在这种情况下，必须使用焦炭，它能帮助有色金属被炼出，并能在炼出的金属中添加一些具有特殊功能的元素，以改善金属的性能。
此外，焦炭可以用来净化金属。
在熔炼钢铁的过程中，不同的金属元素可能会混在一起，可能会影响钢铁的性质和耐久性，而使用焦炭可以净化污染物，使钢铁更加纯净。
综上所述，焦炭在炼铁和有色金属冶炼中具有重要的作用，它可以为金属热量，提高金属中碳的含量，改善金属的性能，以及清除金属中的污染物，从而使其具有更高的质量。
因此，相比其他燃料，焦炭具有更高的比率和可靠性，是现代钢铁制造业中金属冶炼过程中重要的组成部分。
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2、现代高炉对焦炭的要求及焦炉的发展方向
焦炉的发展方向
从已探明煤的储量看，优质炼焦煤的储量明显短缺。这 种优质焦炭与低质炼焦煤的矛盾，推动着配煤技术的不 断发展和炼焦工艺的不断改进。
为实现焦炉的高效低耗，提高生产效率，焦炉正朝着大 型化、全机械化和自动化方向发展。焦炉的大型化主要 在于提高炭化窒高度并增加其长度。由此在焦炉结构上 愈来愈多地采用分段加热及贫煤气和空气全下喷的方式。 在加热煤气结构上，则向全自动调节和程序加热方向发 展。
高温炼焦的发展
十九世纪将炭化室和燃烧室完全隔开，炭化室内生成的荒 煤气，先用抽气机抽出，分离出煤焦油及其它化学产品， 再将净焦炉煤气压送到燃烧室内燃烧。燃烧产生的高温废 气（约1200℃）直接从烟囱排掉，因此称为废热式焦炉， 这种焦炉产生的焦炉煤气全部用于自身加热。
为了合理利用资源，将焦炉煤气用作化工原料及工业和民 用燃烧等。1883年诞生了第一座蓄热式焦炉，炼焦炉增 设了蓄热室。使加热用的焦炉煤气量减少到煤气产量的一 半左右，大大降低了生产成本。
中温干馏
目的：生产城市煤气 原料：弱粘煤 主要炉型：中温立式炉 干馏终温： 600~800℃ 产品：铁合金半焦、中温煤焦油、煤气
高温炼焦的发展
十六世纪，模仿木炭生产工艺进行，仅将煤成堆干馏。 十七世纪演变成为窑，至今仍能找到窑式炼焦的遗迹。此
类土法炼焦的特点是成焦与加热全在一起，靠干馏煤气与 煤的燃烧直接加热，因此焦炭的产率低、灰分高，成熟度 不均匀。 十八世纪中叶将炭化室与燃烧室用墙隔开，在墙的上部设 连通道，炭化室内的荒煤气经连通道直接流入燃烧室，与 来自炉顶通风道的空气混合，自上而下边流动边燃烧，称 之为倒焰炉。干馏所需热能从燃烧室经过炉墙传给炭化室 内的煤料，当炭化室宽度为0.9m，装炉煤量为3吨时，结 焦时间48h。机械化操作的倒焰炉投资少，开停不方便。
国内炼焦生产技术状况
炼焦技术发展
技术水平和装备水平不断提高。在焦炉方面,以宝钢 二期6m焦炉为代表,该焦炉的设计、机械设备的国产化率 达90%以上,其中焦炉本体的国产化率为100%。
煤气净化方面,我国自行开发了氨水流程、硫铵流程、 ADA脱硫工艺、氨焚烧工艺、单塔脱苯工艺等新技术；通 过与国外联合设计、技术引进等方式，掌握了全负压煤气 净化工艺、AS洗涤脱硫脱氰脱苯工艺、脱酸蒸氨工艺、 无饱和器法硫铵工艺、FRC工艺、T-H法脱硫脱氰工艺、 索尔菲班法脱硫工艺、冷法和热法弗萨姆无水氨工艺、氨
3、国内外炼焦生产技术状况 国外炼焦生产技术状况
控制炼焦污染
焦炉装煤时烟尘治理：(1)高压氨水无烟装煤的技术； (2) 燃烧净化装煤车；(3)装煤期间使用“U”型管； ( 4)安 装地面集尘装置；(5)装煤车采用顺序装煤。
推焦时烟尘治理： (1)焦侧大棚防尘； (2) 大型移动 式洗涤车；(3)地面集尘系统。
我国焦炭依次经历了土焦、改良焦、小型机焦，直到 现在的中型和大型机焦，可以说总体技术水平在不断提高。 建国初期我国只有日本和德国留下的老焦炉,工艺落后,装 备较差,产量很低,根本无法满足新中国建设的需要。1958 年,我国自行设计和建设的第一座58型焦炉在北京焦化厂 一次投产成功。随之,一大批66型焦炉和70型焦炉如雨后 春笋般出现。70年代末期和80年代, 设计建设了6m焦炉。 进入90年代,焦化环保技术、炼焦自控技术、各种新型炼 焦技术和装备发展迅速。
的过程，也称煤的高温干馏。根据生产目的和加热终温的
不同，有：
低温炼焦（500~550℃）
中温炼焦（600~800℃）
高温炼焦（950~1050℃） 高炉炼铁所需的冶金焦是高温炼焦所得的焦炭。
低温干馏
目的：得到低温煤焦油 原料：褐煤、长焰煤、高挥发分的不粘煤等 主要炉型：立式炉、水平炉、斜炉、转炉等 干馏终温：500~600℃ 产品及产率：半焦，50～70%；低温煤焦油，6～25％； 煤气80～200m3/t干煤。 用途：半焦用于发电或民用的无烟燃料，低温煤焦油用于 生产燃料。
熄焦时的烟尘治理：压力熄焦法和干熄焦技术。
3、国内外炼焦生产技术状况
国外炼焦生产技术状况
扩大炼焦煤源
扩大炼焦煤源,大比例使用弱粘结性煤是降 低炼焦成本的主要途径,为此开发了多种炼焦新 技术,如捣固炼焦、配型煤炼焦、煤预热及型焦 生产等。
3、国内外炼焦生产技术状况
国内炼焦生产技术状况ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
我国炼焦技术发展的回顾
第一章 炼焦工艺
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
炼焦化学生产概述 炼焦化学产品 焦炭的性质与质量标准 提高焦炭质量的途径 提高化学产品产率的途径
第一节 炼焦化学生产概述
1、炼焦工业简介
高温炼焦的定义
指煤在隔绝空气的条件下，加热到950~1050℃，经
过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段制得焦炭
近百年来，焦炉总体上仍是蓄热式的、间歇装煤、出焦的 室式焦炉，但在炉体构造、装备技术、自动化控制、化产 回收等方面有所发展。
2、现代高炉对焦炭的要求及焦炉的发展方向
焦炭在高炉炼铁中的作用
起还原剂、增碳剂、燃料、骨架和透气的作用
现代高炉对焦炭的要求
近年来，高炉已进入大型化和电子计算机时代，高炉的 大型化和高压富氧喷吹辅助燃料（粉煤、油或天然气等） 技术的发展，要求作为高炉用的焦炭，除了需具备较高 的冷态强度、适宜的块度、低灰和低硫外，还应具有较 高的热态强度和其他高温条件下的各种性能。
3、国内外炼焦生产技术状况
国外炼焦生产技术状况
焦炉大型化
提高单孔炭化室产焦量是焦炉的发展方向。70年代德国矿 山研究院普罗斯佩尔试验厂研制了450mm和600mm宽炭 化室焦炉4.5m×11.7m×0.45m(高×长×宽), 80年代的 7.1m×15.9m×0.59m, 90年代德国凯泽斯图尔炼焦厂建 成7.63m×18.0m×0.61m,炭化室有效容积78.8m3,一次出 焦48t, 120孔结焦时间25h,年生产能力200万t。2001年德 国蒂森．克虏伯(简称TK)钢铁公司出资建成施韦尔格恩 (Schwelgern)焦化厂，2×70孔结焦时间：结焦时间24.9h， 8.43×20m×0.49m焦炉，年生产能力250万吨，炭化室 有效容积93m3，单孔装煤量78.6t，产焦量53.7t。