焦炭
[拼音]:jiaotan
[外文]:coke
煉焦煤料在高溫作用下,經(jīng)過熱解、縮聚、固化、收縮等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)過程而形成的固體燃料。焦炭主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風(fēng)爐冶煉,起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用。煉鐵高爐采用焦炭代替木炭,為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎(chǔ),是冶金史上的一個重大里程碑。為使高爐操作達(dá)到較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),冶煉用焦炭(冶金焦)必須具有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì),包括冶煉過程中的熱態(tài)性質(zhì)。
灰分是焦炭燃燒后的殘留物,主要是氧化硅和氧化鋁。焦炭灰分每增加1%,高爐焦比上升1.7~2.2%,熔劑消耗增加2.5~3.5%,生鐵產(chǎn)量降低2.2~3.0%,生鐵成本提高0.7~1.0%。焦炭灰分全部來自煉焦用煤,因此,必須合理降低經(jīng)過洗煤的精煤灰分。硫分是生鐵的主要有害物質(zhì),高爐爐料中的硫,80%來自焦炭,因此焦炭的硫分要嚴(yán)加控制,不宜超過0.6~1.0%。水分波動會使入爐焦炭計量產(chǎn)生誤差,影響高爐操作。一般要求控制在3~5%,并力求穩(wěn)定。揮發(fā)分的高低,是鑒別焦炭成熟程度的主要標(biāo)志。正常焦炭的揮發(fā)分在 1%左右。
力學(xué)強(qiáng)度(包括抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度)是高爐用焦極重要的物理性質(zhì)。焦炭如無足夠的力學(xué)強(qiáng)度,容易在高爐內(nèi)碎裂并產(chǎn)生較多的粉焦,會使高爐料柱透氣性變差,影響爐況順行,耐磨強(qiáng)度尤為重要。檢測焦炭的力學(xué)強(qiáng)度,普遍采用轉(zhuǎn)鼓試驗。將一定數(shù)量的焦炭樣裝入轉(zhuǎn)鼓內(nèi),以固定的速度旋轉(zhuǎn)一定次數(shù)后,取出焦樣過篩,按規(guī)定粒級的重量百分率算出指標(biāo)。通用的轉(zhuǎn)鼓試驗方法是冷態(tài)試驗,不能完全反映焦炭在高爐內(nèi)的性質(zhì)。研究焦炭在高爐內(nèi)的熱性質(zhì)和熱反應(yīng)性質(zhì),其中焦炭的熱強(qiáng)度、高爐風(fēng)口區(qū)焦炭的特性以及高溫下焦炭與二氧化碳的反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度等指標(biāo)尤為重要。熱強(qiáng)度試驗通常是將焦炭置于溫度達(dá)1500℃的高溫轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)行。反應(yīng)性以焦炭在高溫下與CO2反應(yīng)前后失重百分率表示。反應(yīng)后強(qiáng)度用反應(yīng)后的焦樣經(jīng)特制的轉(zhuǎn)鼓作試驗,以粒度大于10毫米級焦炭的重量百分率表示。用多配弱粘結(jié)性煤的煤料煉成的焦炭,通常反應(yīng)性升高,反應(yīng)后強(qiáng)度和熱強(qiáng)度指標(biāo)明顯變差,所以應(yīng)特別重視其熱態(tài)性質(zhì)。焦炭作為高爐內(nèi)料柱骨架,除必須有足夠的力學(xué)強(qiáng)度外,還要力求粒度均勻,以保證透氣性。
焦炭除大量用于煉鐵和有色金屬冶煉(冶金焦)外,還用于鑄造、化工、電石和鐵合金,其質(zhì)量要求有所不同。如鑄造用焦,一般要求粒度大、氣孔率低、固定碳高和硫分低;化工氣化用焦,對強(qiáng)度要求不嚴(yán),但要求反應(yīng)性好,灰熔點較高;電石生產(chǎn)用焦要求盡量提高固定碳含量。
由于高爐煉鐵技術(shù)的進(jìn)步,每噸生鐵所耗的焦炭逐年有所下降。但因冶金工業(yè)和其他工業(yè)的迅速發(fā)展,世界焦炭產(chǎn)量仍穩(wěn)步增長(見圖)。
參考文章
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標(biāo)簽:焦炭
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