焦炭质量

焦炭质量江直树的婚姻守则 1.焦炭的工业分析及机械强度 焦炭由于用途不同，对其质量要求也不同。供高炉冶炼用的冶金焦的质量指标包括焦炭的工业分析、机械强度、粒度筛分组成、块度均匀系数等项。铸造用的铸造

1.焦炭的工业分析及机械强度

焦炭由于用途不同，对其质量要求也不同。供高炉冶炼用的冶金焦的质量指标包括焦炭的工业分析、机械强度、粒度筛分组成、块度均匀系数等项。铸造用的铸造焦要求块度大、灰分低、硫含量低、强度高、气孔率低和反应性低。而气化用焦则应具有尽可能大的反应性、气孔率大、耐磨性低些。

焦炭的工业分析包括水分、灰分、硫分、挥发分含量等项。机械强度包括抗碎强度指标M25 (或M40)、耐磨指标M10，铸造焦还有落下强度指标SI504 。我国采用米库姆转鼓试验方法测定焦炭的机械强度。世界各国的转鼓试验在装置的尺寸、鼓内结构、试样粒度和重量、转鼓的转速和转数、筛孔、表示方法等不尽相同。焦炭的筛分组成是计算焦炭块度＞80mm、80～60mm、60～40mm、40～25mm等各粒级的百分含量。利用焦炭的筛分组成可以计算出焦炭的块度均匀系数k。k可由下式算出：

2. 焦炭反应性(CRI)与反应后强度(CSR)

焦炭强度的M40、M10转鼓指数都是焦炭的冷态特性，而焦炭在高炉中恰恰是在高达1000℃以上的热态下使用。M40、M10转鼓指数好的焦炭在高炉内不见得就表现出很好的冶炼性能。例如采用土法生产的焦炭虽然M40、M10的指标很好，但在实际冶炼应用时其冶炼性能却不一定好。因此，人们更看重的是焦炭在冶炼热态下的“高温强度”。这是因为焦炭强度在高炉下部被削弱的主要原因是高温下CO2对焦炭的侵蚀作用，焦炭中的C为CO2所氧化或曰CO2被焦炭中的C还原成CO。焦炭中的C被用于直接还原而消耗，失去了高温强度而发生粉化，失去了支架的透气作用，使高炉无法运行操作。因此，现代化大高炉要求的优质焦炭应该是在高温下不易被CO2所侵蚀的焦炭。经过长期的生产实践和科学实验，人们研究出，可以用焦炭的反应性(CRI)和反应后强度(CSR)来作为评价焦炭高温强度指标。我国采用的测定方法与日本新日铁相同，都是使实验条件更接近高炉情况。即在1100℃恒定温度下用纯CO2与直径20mm焦球反应，反应时间为120min，试样重200g，以反应后失重百分数作为反应性指数(CRI)。反应后的焦炭在直径130mm、长700mm的I型转鼓中以每分钟20转，转动600转并经筛分，以大于1mm筛上物与入鼓试样总重的百分数作为反应后强度(CSR)。

(1)冶金焦质量按GB/T1996—2003《冶金焦炭》新标准简介

GB/T1996—2003《冶金焦炭》代替GB/T1996—19940标准，从2004年4月1日起实施。新标准中的抗碎强度由原标准M25又增加了M40，原因M40广为炼铁生产企业操作中应用；修改了挥发分指标；增加了反应性和反应后强度指标；增加了范围性附录“冶金焦炭机械强度M40和M10的测定方法”。因此新标准更具有代表性，同时还可与国际接轨。

粒 度

大且均匀：60mm>80%；

大于80mm<10%；

5-15mm < 30%；

<5mm <5%。

原因：由于大粒度的焦炭(>75mm)在炉内易破碎，产生较多的粉末。这些粉末会使炉料透气性恶化，高炉压差升高，被破减少风量，产量下降、焦比升高，需要加以控制。

硫 分

炼焦时，配煤中的硫约有85 %--90％残留于焦炭中，因此配煤中的硫分越低越好，炼焦配煤的硫分一般应小于1.0％。硫是有害杂质，能使生铁变脆。为了脱除焦炭过高的硫分，需增加溶液石灰石和焦炭的用量，从而降低了高炉的利用系数，使生铁产量下降，焦炭的硫分每提高0.1 %，石灰石和焦炭的用量将分别增加3.7 ％和1.8 % ，高炉生产能力降低2 ％一 2.5 ％。冶金焦的硫分规定不大于0.8 ％。

灰 分

配煤中的灰分在炼焦后全部残留于焦炭中，因此应当控制配煤的灰分。煤的成焦率一般在75％左右。所以焦炭的灰分要比配煤灰分高1.3 倍左右，在生产要求配煤灰分小于10 %。焦炭的灰分每提高1 % ，焦炭用量增加2 ％一2.5 %，溶剂石灰石的用量增加4 % ，高炉生铁产量降低3 % ，焦炭强度下降2.2 ％。

挥 发 分

根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于 1.5% ，则表示生焦；挥发分小于 0.5—0.7%, 则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为 1% 左右。

水 分

焦炭中水分是湿法熄焦时渗入的，通常达2%～6%。水分对高炉冶炼无影响，但由于焦炭是按重量入炉的，水分波动必然要引起干焦量的波动，从而引起炉况波动。

磷 分

炼铁用的冶金焦含磷量应在 0.02—0.03% 以下。

胶质层厚度

胶质层是表示煤在加热时产生液体的数量的指标。配煤中必须具有一定的液体物质来粘结其他不能熔融的物质，使之成为坚固的冶金焦炭。配煤对胶质体的要求厚度为15 一20mm。

表2-1 冶金焦炭质量标准(GB/T1996-2003)

指标 等级 粒度/mm ＞40 ＞25 25～40 灰分A d /% 一级 ≤12.00 二级 ≤13.50 三级 ≤15.00 硫分S t.d /% 一级 ≤0.60 二级 ≤.80 三级 ≤1.00 机械强度 抗碎强度 M 25 /% 一级 ≥92.0 按供需双方协议 二级 ≥88.0 三级 ≥83.0 M 40 /% 一级 ≥80.0 二级 ≥76.0 三级 ≥72.0 耐磨强度M 10 ，% 一级 M 25 时：≤7.0；M 40 时：≤7.5 二级 ≤8.5 三级 ≤10.5 反应性CRI/% 一级 ≤30 — 二级 ≤35 三级 — 反应后强度CSR/% 一级 ≥55 二级 ≥50 三级 — 挥发分Vdaf/% ≤1.8 水分Mt/% 4.0±1.0 5.0±2.0 ≤12.0 焦末含量/% ≤4.0 ≤5.0 ≤12.0 注：百分号为质量分数。