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焦炭的物理化学性质详解

焦炭的物理化学性质有两项指标表示,即:焦炭的反应性和焦炭的反应后强度,这两项指标都影响高炉生产,在冶金焦炭质量新标准中规定:一级冶金焦CRI≤30%,CSR≥55%。

焦炭的反应性(CRI)

焦炭在高温条件下与CO2和水蒸气相作用的能力称焦炭的反应性,用CRI表示。

C+CO2 = 2CO C+H2O = CO+H2

通常用焦炭和CO2反应一定时间后焦炭消耗量占焦炭试样的百分比表示。

目前高炉冶炼对焦炭的反应性十分关注,故在《冶金焦炭》新国标中列为其中,要求:CRI%Ⅰ级焦为≤30%,Ⅱ≤35%。

焦炭在高炉冶炼过程中的几点:

(1)焦炭反应性愈低,在风口回旋区与鼓风反应愈慢,回旋区断面积就增大,炉料下降更均匀。

(2)焦炭反应性愈高,在较低温度下就与CO2反应,得不到有效利用。

(3)焦炭反应性高最主要的是在高炉中,下部焦炭要经受CO2以及铁氧化物等作用,即产生碳熔反应和焦炭龟裂,结果耐磨性大大降低,形成焦粉进入炉渣中,降低炉渣流动性,使炉内料柱的透气性降低,这就说明:高炉容积愈大,对焦炭的反应性要求愈低,一般要求CRI<30%。

焦炭的反应后强度(CSR)

焦炭的反应后强度是高炉下部焦炭反应后性能的要求,通常将反应后强度指标称之为热强度。

从生产实践证明:焦炭的反应性与反应后强度有着较好的相关关系是:反应性高的焦炭孔孢壁碳熔损大,其反应后强度低;通俗的说:就是焦炭的反应性愈高,则反应后强度就愈低。

焦炭反应后强度与高炉内处于软融带强度相一致,它在与高炉下部的透气性有着良好的相关性,一般来说反应性高的焦炭其冷态转鼓指数M10就差,反之,反应性低的焦炭M10就好。若反应性相近似值的焦炭,冷态转鼓强度高,反应后强度也高。

焦炭质量要求简要的总结就是:

(1)、固定碳(C)含量要高,即灰分和挥发份要低。

(2)、有害的杂质硫、磷含量要低。

(3)、耐磨和抗碎强度要好。

(4)、反应性要低,反应后强度要高。

(5)、水份要低而稳定。

(6)、焦炭块度要均匀,40~80mm级含量要高,<25mm级含量要低。

满足上述要求,可以保证高炉生产达到高产、、低耗,还可有效提高利用系数,冶炼强度高,焦比低,得到低硫、磷的的生铁。



开封市洁净煤化工研究所(河南远征冶金科技)

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