探討現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標模擬性的意義

1、2008年全國煉鐵技術交流會論文集1探討現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標模擬性的意義探討現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標模擬性的意義程顯玉（本溪鋼鐵集團公司）摘要：摘要：從焦炭在高爐中劣化過程探討焦炭質(zhì)量指標從焦炭在高爐中劣化過程探討焦炭質(zhì)量指標M4040、、M1010、CRICRI（反映性）（反映性）、CSRCSR（反應后強度）的模擬性。認為（反應后強度）的模擬性。認為M4040、和M1010對高爐塊狀帶有一定模擬性，但塊狀帶對焦炭劣化不太明顯；對高爐塊狀帶有一定模

2、擬性，但塊狀帶對焦炭劣化不太明顯；CRICRI在無堿條件下測定，而高爐中均積累了一定數(shù)量的循環(huán)堿在無堿條件下測定，而高爐中均積累了一定數(shù)量的循環(huán)堿，因此，，因此，CRICRI指標對實際焦炭質(zhì)量會產(chǎn)生誤導，由此衍生出傳統(tǒng)配煤技術概念需要更新的問題。指標對實際焦炭質(zhì)量會產(chǎn)生誤導，由此衍生出傳統(tǒng)配煤技術概念需要更新的問題。關鍵詞：關鍵詞：焦炭質(zhì)量指標焦炭質(zhì)量指標顯微結構顯微結構堿反應性反應性1前言焦炭是高爐煉鐵的主要原燃料之一，其質(zhì)量的優(yōu)劣對

3、高爐順行起著舉足輕重的作用。高爐大型化和富氧噴煤工藝是世界范圍內(nèi)高爐技術發(fā)展的趨勢，高爐風口實現(xiàn)富氧噴吹新技術能夠顯著降低焦比，提高高爐的利用系數(shù)。高爐大型化和高爐噴吹對焦炭的質(zhì)量要求逐年提高，如果仍然按現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標進行提高，但能否真正提高焦炭在高爐中應用時的質(zhì)量，依然缺乏高爐煉鐵條件下的模擬性。焦炭質(zhì)量指標中的灰分、硫分、磷的含量無可爭議；焦炭塊度要求均勻早獲共識。但與焦炭強度有關的一些指標卻存在著一些爭議。近20年來，由于各國對

4、高爐先后進行了解剖，以及風口取焦樣裝置的研制成功，有條件對風口焦和相應的入爐焦的各項性質(zhì)做確切的對比實驗，以及在實驗室條件下從不同角度進行高爐局部條件的模擬實驗，使焦炭在高爐中的劣化過程細節(jié)得到進一步深化。因此，有條件對現(xiàn)行冶金焦炭質(zhì)量指標進行攻關，探討其在高爐中劣化過程的模擬性，是非常必要的。２焦炭質(zhì)量指標對焦炭在高爐中劣化的模擬性２焦炭質(zhì)量指標對焦炭在高爐中劣化的模擬性２.1M40和M10用各種規(guī)格不同的轉鼓，以不同的操作方法來測試

5、焦炭的冷態(tài)強度已有很長的歷史。真正較清楚焦炭在高爐中的劣化過程是在高爐解剖之后，現(xiàn)在通用的是米庫姆轉鼓試驗，得出的指標是M40和M10。2.1.1M40M40為冷態(tài)抗裂強度。它對焦塊從高爐落下到料柱上面和落下后再承受下批原材料落下時的沖擊，以及焦塊在塊狀帶階段承受的壓力具有一定的模擬性。如果焦塊沒有裂紋和結構上的缺陷，經(jīng)轉鼓試驗，焦塊不會開裂。這樣的焦塊，經(jīng)塊狀帶也不會開裂。否則，就會開裂成小塊焦。因此爐外整粒和進高爐前轉碾運輸對于穩(wěn)定

6、焦塊塊度，即提高M40指標是有利的。此外，塊狀帶下部，雖然溫度已上升，但仍在煉焦終點溫度下，熱的作用對焦塊結構不應有影響，因此，標志冷態(tài)抗裂強度的M40在塊狀帶有一定的模擬性。各國高爐解剖結果都說明，經(jīng)塊狀帶，焦塊平均直徑變化很小，而且變化的原因主要來自磨2008年全國煉鐵技術交流會論文集3異性為主要成分的、由中變質(zhì)程度肥煤、焦煤所煉制焦炭，用國標測得的CRI和CSR值一般相差十分明顯，而在有堿存在下測得的CRI和CSR，兩者差別卻大大

7、縮小。就是說，目前十分受重視的國標CRI和CSR指標的優(yōu)劣差別的順序，對焦炭在實際高爐生產(chǎn)中所顯示的優(yōu)劣差別并非如此順序，甚至可能是逆轉的順序。這將誤導人們對焦炭質(zhì)量優(yōu)劣的正確認識，成為多配用稀缺中變質(zhì)程度、強粘結性煤的依據(jù)。3.3.傳統(tǒng)配煤技術概念更新的必要性傳統(tǒng)配煤技術概念更新的必要性長期以來，由于高爐內(nèi)部的動態(tài)難以捉摸，煉鐵對焦炭的要求難以找到科學依據(jù)，焦炭質(zhì)量指標缺乏可靠的模擬性。為了保證高爐生產(chǎn)順行，盡量把已定的焦炭質(zhì)量指標提

8、高到最高水平，保證我國有限的煉焦煤資源得到合理利用。傳統(tǒng)的配煤技術對高質(zhì)量的高爐焦炭質(zhì)量要求M40高、M10低、CRI低、CSR高。要生產(chǎn)這樣的焦炭，根據(jù)本鋼煉鐵廠焦化車間目前生產(chǎn)條件看必須配用60%以上稀缺的中變質(zhì)程度、強粘結性肥煤和焦煤，由這些煤煉成焦炭后所衍生的焦炭顯微結構在光學上是各向異性占絕對優(yōu)勢的，即在有堿存在下反應性是高的。相反，配用大量儲量豐富（占煉焦煤儲量60%以上）的低變質(zhì)程度、弱粘結性的氣煤類煤，其所制成的焦炭含有

9、大量抗高溫堿侵蝕性能良好的各向同性結構。氣煤類弱粘結性煤的焦炭，其各向同性結構的高溫抗堿侵蝕能力比焦炭中其它各向異性結構強，這項研究成果是多用弱粘結性的氣煤的理論基礎。這就是說，按照上述討論的觀點和研究結果，只要保持一定M40、M10值和保持有堿和無堿時相比測定結果趨于相近的CRI和CSR值（配用氣煤類煤的焦炭）的焦炭，就會達到既能保證高爐順行，又能達到多用氣煤類煤的目的。多配用氣煤類煤對企業(yè)可降低焦炭原料成本，降低焦炭灰分（我國氣煤類

10、煤一般灰分低而易洗），如：寶鋼焦炭的M40和M10由于采用配型煤和干洗焦兩項新技術，配入大量氣煤類煤，所得焦炭的M40和M10并沒有明顯變壞。關鍵在于如何精確而有效選擇CRI和CSR的操作條件和適用范圍。然而，對于其他企業(yè)，如果接受了所提出的配煤技術新概念，則必須降低對現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標中的M40和M10、CRI、CSR的要求。關鍵在于降低要求后對高爐生產(chǎn)是否有影響，降低到什么程度才有影響。各企業(yè)從考慮企業(yè)降低焦炭的原料成本和國家煉焦煤資

11、源現(xiàn)狀能作進一步工作。煉鐵廠溪湖廠區(qū)結合煤炭市場情況，在集團公司原料處的支持下，合理選擇煤種，進行焦炭質(zhì)量攻關，制定科學合理的配煤比，采用專業(yè)技術測算和到技術中心做小焦爐試驗等技術手段，根據(jù)入廠煤質(zhì)量情況，最大限度地降低配煤揮發(fā)分和提高配煤結焦性，將氣煤取消，適時采取了配加瘦煤（10%）降低配煤揮發(fā)分的五種煤煉焦〔主焦煤（兩種）、13焦煤、肥煤、瘦煤〕，焦炭強度達到M40、≥77%，M10≤8.0%，反應性29.45%，反應后強度58.