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【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。

关于焦炭质量对高炉炼铁的影响及探讨摘要：炼铁技术作为一项重要的工业技术，在我国的发展历史悠久，现如今已经较为成熟，其中高炉炼铁是主要的炼铁技术之一，在全国范围炼铁技术工业厂都有着广泛的应用。

而作为高炉炼铁的直接原材料，焦炭的质量是影响炼铁质量好坏的关键所在，特别是随着近几年高炉炼铁技术的不断进步，对于焦炭的质量有了更高的要求，焦炭在这项技术中的作用也有了不断的变化。

因此，要根据炼铁大环境的趋势和现状，切实分析到位焦炭质量对高炉炼铁的影响，探究适合高炉炼铁的质量上乘焦炭，这样才能推动整个炼铁工业的进步。

关键词：焦炭质量；高炉炼铁；影响；建议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，在高炉炼铁过程中需要根据高炉的实际尺寸来确定焦炭的粒度，若在高炉炼铁的过程中不对焦炭的粒度进行相关要求，就会出现：焦炭粒度较大（>75mm）与高炉尺寸并不合适，在进行焦炭填充时会造成焦炭断裂破碎的情况，在进行燃烧的前期就会造成较多的粉尘，而且使用粒度较大的焦炭很多情况下并不能进行充分的燃烧，导致焦炭资源的浪费增加成本的投入，在进行高炉炼铁的过程中需要对焦炭的粒度进行严格的要求：焦炭粒度最好保持在40~50mm，这样不仅可以使在进行焦炭填充的过程中减少焦炭在炉内破碎的情况发生，而且还能在一定程度上保证焦炭能够进行充分的燃烧。

1.2 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[1]，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，在对焦炭的选用中首先需要确定的就是焦炭中固定碳的含量，固定碳比例越高的焦炭其他杂质的含量就会更少，在后续的燃烧过程中不仅仅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也会减少很多，在当前国家提供绿色可持续发展的大环境形势下可以保证高炉炼铁在未来走得更加长远。

焦炭在高炉炼铁中的作用高炉炼铁是钢铁工业的基本生产过程之一，其核心是焦炭在高炉内与铁矿石反应，产生还原气体，使铁矿石还原成金属铁。

焦炭作为高炉还原剂的重要组成部分，其作用至关重要。

一、焦炭在高炉中的化学反应焦炭在高炉中的主要化学反应是碳的氧化还原反应，其反应式为C + CO2 → 2CO。

在高炉中，焦炭与上层的矿石料和下层的熔渣接触，经过一系列的化学反应，产生还原气体，将铁矿石还原成金属铁。

此外，焦炭还能够吸收一些杂质，如硫、磷、氮等元素，使其与还原气体一起被排出高炉。

二、焦炭在高炉中的物理作用除了化学反应外，焦炭在高炉中还具有物理作用。

焦炭在高炉内的分布状态对炉内温度、流动和传热等过程有着重要的影响。

焦炭的热传导性能较好，能够快速地传递热量，使高炉内温度均匀分布。

此外，焦炭的孔隙度和比表面积较大，能够吸附大量的气体和液体，使高炉内的气体和液体更易于流动。

三、焦炭的质量对高炉操作的影响焦炭作为高炉还原剂的重要组成部分，其质量对高炉操作的影响非常大。

焦炭的质量主要包括热值、挥发分、灰分、硫分、孔隙度等指标。

其中，热值是焦炭的重要指标之一，影响着高炉的产量和燃烧效率。

挥发分、灰分和硫分是焦炭的杂质，会影响还原气体的质量，增加高炉的能耗和环保压力。

孔隙度和比表面积是焦炭的重要物理指标，影响着高炉内的气体和液体流动性。

四、焦炭的优化利用为了提高高炉炼铁效率和降低能耗，需要对焦炭的利用进行优化。

一方面，可以通过优化焦炭的生产工艺和质量控制，提高焦炭的热值和稳定性，减少焦炭的挥发分、灰分和硫分等杂质。

另一方面，可以通过优化高炉操作，控制焦炭的分布状态，使其在高炉内的利用效率最大化。

总之，焦炭在高炉炼铁中的作用至关重要。

研究焦炭的化学反应和物理作用，优化焦炭的生产和利用，对于提高高炉炼铁效率、降低能耗和环保压力具有重要意义。

影响高炉产量原因分析
公司领导：
自8月中下旬开始，高炉产量开始萎缩，维持在3200吨/天左右，经分析主要是因为焦炭质量波动给高炉操作带来困难造成。

经现场观察，作为主焦的美锦焦炭，炉头焦、泡焦占焦炭比例约75%左右，且大部分呈椭圆状、无棱角，强度较差，化验数据为挑出75%左右的炉头焦、泡焦后的数据，不能代表入炉焦炭的整体水平，对高炉操作来说无任何参考价值。

发现焦炭质量问题后，炼铁厂针对料场现有焦种进行了调整，8月26日开始调整主焦为远中（3000吨）焦炭，辅焦为永昌源（约700吨），但数量较少，炉况稍有好转后，远中焦炭和永昌源焦炭后续进料未跟上，被迫只能恢复美锦焦炭，8月29日峰峰焦炭陆续进场，高炉开始配加，但每日到厂量较少满足不了高炉需求。

以上调整没有从根本上解决焦炭质量问题，现有的焦炭不能满足高炉正常生产，不具备上产量条件。

就高炉实际生产状况，因焦炭问题造成炉况波动，并逐步恶化，体现在以下几方面：
1、风量萎缩，由2400m3/min降至2200—2300m3/min，下降200m3/min左右。

2、崩塌料次数增多，煤气流失常，炉缸出现局部堆积，表现在东西两场出铁不均；并且炉墙渣皮脱落频繁，使得冷却壁急冷急热，开始出现坏冷却壁现象，9月7日开始高炉补水频率增加，经检查发
现8根管漏水（C38、C40、D1、D21、D25、D28、A1、A27）。

3、透气性差，矿批重扩不上去，现批重为31吨，与国内同类型高炉相比处于低水平运行。

4、为避免出现炉况大幅度波动，给公司造成巨大经济损失，高炉被迫采取保守操作，以稳定炉况顺行为主，降低冶炼强度。

炼铁厂
2016年9月11日。

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。

烧结矿FeO和焦炭M10对高炉的影响二炼铁厂的生产经验和炼铁行业的研究结果表明，烧结矿FeO和焦炭M10对高炉炉况顺行和指标优化产生重大影响，现对此二因素对高炉的影响简单介绍如下: 烧结矿FeO含量是影响高炉炉况顺行的一个重要参数，与烧结矿的转鼓强度、低温还原粉化率、还原性的相关性很大。

烧结矿FeO过高时，烧结矿生产过程过熔，易生成难还原而易熔化的硅酸铁，烧结矿的气孔率降低，由于FeO主要在高温区进行直接还原，在高温区限制还原速度的主要环节为内扩散，任何恶化矿石内扩散条件的因素都会降低烧结矿的还原性，所以，随着烧结矿FeO含量的上升，烧结矿还原性下降，但过低的FeO又会影响烧结矿的强度，恶化低温还原粉化性。

在温度低于700~800?的上部低温区，FeO不能被煤气间接还原，只有在1100?以上时进行直接还原反应，烧结矿FeO过高导致软熔带变厚，恶化高炉透气性，炉况顺行变差，同时大量的FeO在高温区直接还原急剧吸热，破坏高炉下部的热平衡，恶化炉缸工作状况，高炉燃料消耗上升。

根据二炼铁的生产特点和同行业的经验，烧结矿FeO按7~10%控制较为合理。

焦炭耐磨强度(M10)对焦炭处于高炉块状带，焦炭与焦炭、矿石和炉壁之间的磨损有良好的模拟性;在超过850?的碳溶反应区域，CO不进入焦炭内部，碳溶反应只沿着焦炭表面反应，不破坏内部结2构;循环碱作用尚不十分剧烈，温度不足使焦炭表面产生显微裂纹，且焦炭中灰分颗粒少而细，不因温度而形成裂纹中心;这样焦炭中心部位在中温区仍较好地保持冷态特性，M10仍有一定的模拟性。

高炉生产的反应与M10的相关性高于M40，M10比M40对高炉生产有更好的指导作用。

M10含量上升时，焦炭在下降过程中产生大量焦粉，炉尘损失增多，煤气上升阻力增大，造成上部煤气流分布紊乱;焦粉进入滴落带后，煤气流阻力增大，滴落带滞留的熔融物增多，滴落带变厚，煤气流不易通过阻力大的中心区域，边缘煤气流发展，炉墙冲刷加重;焦炭强度变差，风口回旋区深度变小，中心加重，渗透性变坏，炉缸温度降低，铁渣成分变坏，流动性变差，易形成炉缸堆积，高炉风压升高，高炉顺行破坏。

高炉炼铁高炉gaolu liantie高炉炼铁blast furnace ironmaking现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。

这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。

尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。

在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。

炼出的铁水从铁口放出。

铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。

产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

简史和近况早期高炉使用木炭或煤作燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改冷风为热风(见冶金史)。

20世纪初高炉使用煤气内燃机式和蒸汽涡轮式鼓风机后，高炉炼铁得到迅速发展。

20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达450吨，焦比1000公斤／吨生铁左右。

70年代初，日本建成4197米高炉，日产生铁超过1万吨，燃料比低于500公斤／吨生铁。

中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。

1890年开始筹建汉阳铁厂，1号高炉（248米,日产铁100吨）于1894年5月投产。

1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。

1980年，中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。

1980年全国产铁3802万吨，居世界第四位。

[主要产铁国家产量和技术经济指标]70年代末全世界2000米以上高炉已超过120座，其中日本占1/3，中国有四座。

全世界4000米以上高炉已超过20座，其中日本15座，中国有1座在建设中。

50年代以来，中国钢铁工业发展较快，高炉炼铁技术也有很大发展，主要表现在：①综合采用精料、上下部调剂、高压炉顶、高风温、富氧鼓风、喷吹辅助燃料（煤粉和重油等）等强化冶炼和节约能耗新技术，特别在喷吹煤粉上有独到之处。