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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。
1.化学成分
焦炭中固定碳的含量比例影响焦炭燃烧可产生热量的多少，而与固定碳相对的化学成分就是灰分，若焦炭的化学成分中灰分含量过高，就会导致焦炭在燃烧的过程中表面形成一层灰壳，灰壳的出现会严重影响高炉炼铁的质量和效率，在当前的高炉炼铁过程中为了使炼铁效率达到一个较高的标准，在对焦炭的选用需要确定的是焦炭中固定碳的含量，固定碳比例越高其他杂质的含量就会更少，在后续的燃烧过程中可以为氧化还原反应提供更多的热量和一氧化碳，而且燃烧所释放的有害物质会减少很多，在国家提供绿色可持续发展的大环境形势下保证高炉炼铁在未来走得更加长远。
2.粒度
焦炭的颗粒大小就是粒度，通常情况下较为适宜高炉炼铁的焦炭粒度为40毫米到50毫米之间，并且焦炭的颗粒要均匀。如果焦炭粒度过大，超过75毫米，则焦炭在反应过程只易破碎，并且以粉末状分散至炉内，使整个反应的环境恶化，并且影响炉内压强，使炼铁产量下降。
3.高温性能
高温性能指的是焦炭耐高温的能力，具体表现为焦炭在高温状态下与二氧化碳进行氧化还原反应的能力，相关的指标衡量分别为的块焦反应性及反应后强度。另外高温性能也指焦炭在高温下对碱侵蚀的提抗能力，反应了焦炭的高温强度。焦炭在高温状态下的性能表现直接影响了焦炭在反应过程中的利用率，因此要格外注意。
三、焦炭质量对高炉冶炼的影响
1.对炉温的影响
在焦炭中，固定碳和灰分是其主要的组成部分，彼此是呈现消长的关系。当焦炭的灰分较高，固定碳含量降低，单位焦炭所提供的热量就会减少。焦炭水分波动会带动炉温的波动，当水分过高，焦块上会带着焦粉进入到高炉之中，并且随着除尘系统直接进入到除尘灰环节，影响其实际负荷。一旦高炉燃料带入硫量占据了80%的负荷，那么增加焦炭含硫之后会增加其硫负荷。而进行脱硫需要大量能量的支持，所以一旦改变了焦炭的化学成分，如果不能及时调整，就会出现大幅度的炉温波动。虽然实际生产之中产生影响的因素较多，但如果冶炼条件没有任何改变，同时还需要作出相同反应，就可以判断是入炉的原燃料出现了变化；如果矿石正常，那么必定是焦炭质量出现了变化。
2. 对高炉长寿的影响
如果焦炭的强度和热态性较差，就会减弱高炉中心气流，增强边缘气流，影响透液性和透气性，这样很容易出现侵蚀的问题；如果高炉出现频繁的崩料，炉温大幅度变动，也会导致炉内的高温区域上下移动，让炉内软融带位置出现高低变动，引发炉墙粘结问题；当高炉坐料时也会破坏其炉衬和炉底，影响寿命。如果炉况长时间失常，就会引起炉缸中心的堆积问题。如果无法改善焦炭的质量，就不能确保高炉顺行，高炉边缘气流也无法控制，碱金属和有害元素的超标，就会出现炉衬侵蚀问题，直接影响使用寿命。
3.对高炉生产指标的影响
高炉属于系统化的工程，在各种因素作用下会导致焦炭质量对高炉生产产生影响。焦炭作为料柱的骨架，决定了高炉是否可以强化，能否提升喷煤比。同时，焦炭和CO 2的反应多少会直接影响其还原度的高度。焦炭固定碳及水分含量关联到高炉的热制度，并且硫含量与生铁质量有关；焦炭强度和热态性能也会直接影响其顺行。如果使用的焦炭质量偏差，就会影响高炉的指标，主要表现在其煤气利用率偏低，但是其燃料比较高。在2017年1080m³的高炉平均燃料比为544.2kg/t，在2018年因为其单系统生产，所以焦炭质量得到重视，焦炭配比从原本的二级逐渐调整为一级焦50%+汇丰二级焦50%，取消较差的部分，改善焦炭质量之后大幅度提升高炉技术经济指标，
四、提高焦炭质量的技术措施
1. 合理改善配煤结构
在配煤过程中，可以选择互代的方式改善焦炭的性能，并且调整其热态强度和热反应强度，增强焦炭同性结构的含量，最终提升热与抗碱的性能；为了增加焦炭的反应性，还可以考虑增加惰性组分；为了提高反应强度，则可以选择添加焦粉或石油延迟焦等添加物。
2.采用新工艺
在进行焦炭质量提高时，也要跟随时代脚步，采用更为先进的新工艺技术，比如，干熄焦技术，这项技术由日本引进，在我国已经得到了一定的推广和发展，此技术主要是针对焦炭的强度进行增加，最高能提升四个百分比，使焦炭的强度可以大幅度提升，并且也能改善焦炭自身的许多性能，比如高温性能，抗碱侵蚀性能等，这项技术日益成熟，是主要提升焦炭质量的常用技术之一。
结束语：在当前的炼铁行业中，高炉炼铁虽对自然环境的影响较大，但由于当前炼铁技术一直没能得到实质性的突破，高炉炼铁在短期内不会被炼铁手段所取代，关于焦炭质量对高炉炼铁影响的研究，依旧是当前高炉炼铁行业中需要重点关注的研究热点，以上关于焦炭质量对高炉炼铁的影响进行了简单的分析，希望能够为中国炼铁行业的进步贡献自己的一份力量。
参考文献：
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