焦炭在高炉中的劣化分析及其质量要求

刘 云 仙

(1.煤炭科学技术研究院有限公司 煤化工分院，北京 100013;2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京 100013)

0 引 言

焦炭在高炉中的作用主要体现在提供热源、还原剂、骨架和供碳，除焦炭的骨架作用不可替代外，其他作用均可被喷吹燃料所代替[1-3]。高炉喷吹燃料主要有煤粉、焦炭及油等，而喷吹煤粉的成本最低，因而高炉喷吹技术得以迅猛发展[4-5]。

高炉喷吹技术可减少高炉焦炭也即优质炼焦煤资源的消耗量，增加高炉的有效容积从而提高炼铁产量[6-8]。以年产生铁350万t的高炉为例，炼铁与焦炉孔数的组合关系如下:喷煤量(kg/t铁)为0、50、100、150、200、250时，冶金焦量(万t/a)分别为194.6、177.8、161.0、144.2、127.4、110.6，折全焦量(万t/a)分别为209.25、191.18、173.12、155.05、136.09、118.92，焦炉孔数分别为213、194、176、157、139、121个，焦炉组合(座×孔)分别为4×53、4×49、4×44、3×53、3×46、3×40或2×61。当喷煤量超过150 kg/t铁时，相当于可少建1座炭化室高度5.5 m的捣固焦炉。

高炉大型化、高喷煤比对焦炭质量提出更高的、更全面的要求，焦炭质量的优劣对高炉生产的稳定顺行、技术经济指标、产品质量和高炉长寿至关重要，对大型高炉的顺稳影响极大。因而，结合焦炭在高炉中的劣化分析并针对焦炭性质变化对高炉的影响以分析大型高炉对焦炭质量的要求，以期可为现实大型高炉运行提供参考价值。

1 焦炭在高炉中的劣化分析

焦炭在高炉内下降过程中受热应力、机械磨损、碳素熔损反应和铁渗碳反应熔蚀该4个主要的破损作用而劣化。随着喷煤量的增长，骨架焦炭的工作条件迅速恶化[9]。

(1)热应力。焦炭进入高炉后被上升煤气加热，由于焦炭的导热性差，焦块表面与中心就产生温度差。……