焦炭热反应性能对高炉顺行的影响_王冲霄

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焦炭热反应性能对高炉顺行的影响

宣化钢铁集团有限责任公司炼铁厂

王冲霄

［摘要］本文焦炭热反应性影响其在高炉内反应后的强度，制约着焦炭在高炉中料柱骨架的作用，进而影响高炉的透气性和高炉顺行。结合生产实际，对焦炭在高炉不同部位的状态和行为进行了探讨，阐明焦炭的热反应性能对高炉顺行有较大影响。

［关键词］焦炭焦炭反应性能高炉透气性高炉顺行

１前言

焦炭热反应性能主要指焦炭反应性和反应后的强度。高炉焦炭反应性是指焦炭在高炉内与ＣＯ２气体的反应能力。反应后的焦炭因失重而产生裂缝，同时因气孔壁变薄而失去强度。如果焦炭反应性过大，就会使焦炭强度下降，产生较多的碎焦和焦粉，恶化高炉透气性，影响高炉顺行。

块，同时夹杂因重力流下的液体渣和铁，称为雀巢焦。强度好的焦炭，雀巢焦层不大，数量也不多，但易碎裂的劣质焦炭则因雀巢焦量多且易向中心偏移，导致碎焦充满料柱的空隙，影响渣铁液滴向下正常渗透。雀巢焦层的下方是大块的焦炭区域５，由中心料柱呆滞层焦炭移动和风口与风口间的焦炭堆向下移动所形成。区域６是呆滞层焦炭，它始终处于稳定状态，直到碳素完全溶解，灰分进入渣中为止。

２焦炭在高炉不同部位对顺行的影响２．１块状带

块状带在炉腰以上，温度低于１０００℃，由于矿石尚处于固

态，并无粘着现象，因此所有炉料基本保持层状。由于这里的温度在炼焦最终温度以下，所以焦炭承受热的作用很小，焦炭块度和强度下降很少，对高炉的顺行影响不大。

２

３

１

６

２．２软熔带

软熔带处于炉腰、炉腹结合处１０００￣１３００℃左右的部位，因温度及气流分布的关系，矿石由表及里逐渐软化熔融，而焦炭仍为块状，起疏松和使气流畅通作用。由于这一区域焦炭的气化反应剧烈，焦炭的反应性在这一区域充分显示出来，焦炭中碳的损失可达３０％～４０％。焦炭与ＣＯ２反应后，气孔发生很大变化，气孔壁变薄，所以焦炭强度下降，块焦减小很明显。如果焦炭的反应性过大，则失重就大，反应后的强度必然就低，产生较多的碎焦和焦粉，恶化高炉的透气性，影响高炉顺行。

２．３滴下带软熔带下有一由焦炭组成的中心料柱，温度在１３５０℃以上，它承受滴落的液渣铁的冲刷，使软熔带半熔化的铁滴中的碳含量由不到１％增加到２％以上，在进入炉缸时达到４％左右，完成铁的渗碳过程。滴下带的焦炭，因为气化反应不厉害，一般能保持一定的强度和块度，所以这部分有一定的透气性，对软熔带因中心气流强而保持倒“Ｖ”形起重要作用，在很大程度上促使高炉顺行。因此焦炭有一定的热态强度是必要的。

中心料柱的焦炭大部分来自软熔带最上部，当软熔带顶层熔融而分裂开并向下移动时，倒“Ｖ”形顶端产生穿透作用，以致焦炭向下滑动，直到顶端新的软熔层形成。也有一部分焦炭来自软熔带各个层面受到一定程度气化反应的焦炭，这部分焦炭处于焦炭堆的外围，它与滴下带的一部分焦炭向下运动，进入风口区，最后全部燃烧成为高炉的热源。这部分焦炭称为活动层。中心料柱的下部有一堆焦炭，它受到上面炉料的重力、下面液体铁渣的浮力和四周鼓风的压力，形成一个平衡状态，因而处于静止状态，称为呆滞层或死料柱焦。所以高炉操作应注意发展中心气流，提高高炉的透气性。但焦炭如果在软熔带就会产生较多的碎焦和焦粉，这一区域的透气性也将受到影响。

自产焦１＃自产焦２＃外购焦１＃外购焦２＃炉墙

４

５

渣及液铁

图１风口回旋区周围的焦炭

焦炭从进入高炉开始，直到风口区前历经各种热力和化学过程，优质的焦炭保持一定的块度是回旋区正常的重要条件。减少雀巢焦的数量，增加炉腹焦的数量，将为提高料柱的透气性以及高炉的顺行创造有利的条件。只有热反应性能好的焦炭才能保证炉腹焦的数量和质量。

３生产实例

宣化钢铁集团有限责任公司１８００ｍ３高炉于２００５年１０月投产后，自产焦供应明显不足，因此外购一些焦炭用于小高炉的生产。使用外购焦后小高炉的炉况随之出现了一些问题，崩悬料次数增加，风量不足等，造成炉况难行。通过焦炭的热性能测定，发现外购焦的热性能明显不如自产焦。检测指标见表

１。

表１焦炭热性能检测指标％

焦炭种类

反应性

反应后强度

２７．０２９．０４０．０４０．０

６５．８６３．０４１．７４５．０

２．４风口回旋区

风口回旋区的焦炭块度不一，它们在此被鼓入的热空气带动强烈地回旋并且燃烧，为高炉提供热能和还原气体ＣＯ。回旋区的外围因鼓风动能和炉料移动关系，焦炭以不同状态分布在整个风口区域，如图１所示。区域１为回旋区，焦炭在此处燃烧，温度约２０００℃。区域２是块度较大的焦炭，它是供作回旋区燃烧的焦炭来源，这部分焦炭称为炉腹焦。区域３是已经在回旋区燃烧过的焦炭，称为回旋区焦炭。区域４在整个回旋区焦炭下方，它是一个很紧密的结构，有碎裂的小粒焦

此外，由于外购焦的产地不同，焦炭的质量也不相同，品种的变化也将引起炉况的变化，造成高炉难行，给高炉操作带来难度。表２是某３５０ｍ３高炉使用外购焦前后部分指标的对比情况。

（下转第５９５页）

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科技信息

专题论述

乡居民的收入的差距归根到底仍是农村居民收入偏低、农村经济不够发达引起的，今后要大力发展农村经济，以增收促消费，有效地缩小城乡差距。因此，从目前来看，需调整农村经济结构，要在稳定农业生产、调整农业生产结构、千方百计提高农业收入的同时，大力发展农村非农产业，保持农民非农收入的稳定增长；长远来说，要逐步把农民从农村转移出来，大力发展农村第三产业，搞活乡镇企业，鼓励发展民营经济，为农民创造更多的就业机会，从根本上增加农民收入，提升农民消费水平的平台。

搞好农村基本设施建设，大力改善农村消费环境２、

城乡居民消费差异在一定程度上是由于农村消费环境不完善。首先，目前农村仍没有很好的医疗机构来保证农民的身体健康，娱乐设施也不多，放松休闲的场所也不多见，在这样的消费环境下，农民的消费潜力没有得到充分的挖掘，消费能力也被忽视。因此，要加大力量解决好农村电力、水利、广播电视网、道路交通和通讯设施等建设问题，这样既能促进家用电器等耐用消费品在农村市场的销售，又能缩小城乡差别，引导商家重视农村这个大市场。在改善农村消费市场“硬环境”的同

，要整顿市场经济秩时，还要改善农村消费市场的“软环境”

序，严厉打击销售假冒伪劣商品的活动，切实保护农民的利益。

引导农民更新消费观念，鼓励适度消费３、

积极引导农民更新消费观念，改变传统的生活方式，促进消费的合理、适度增长。如在食品消费上，要鼓励农民逐步改善膳食结构，增加肉蛋奶蔬菜水果的消费量，提高营养水平，鼓励农民在吃好、穿好、住好的同时，还要积极丰富精神生活。另外，还要开发好农村人力资源，在农村牢固确立教育的基础地位，加大农村的教育投资力度，进一步提高农村劳动者的素质，使农民的消费观念和消费理念得到更新和优化，提高消费质量。参考文献

［１］苏祯．辽宁城乡居民消费差异实证分析．合作经济与科技，２００７年３月

［２］李红兵，赵云君．建设社会主义新农村进程中的消费问题探讨．商场现代化，２００７年２月

［３］王健．重庆城乡居民消费结构的比较分析．重庆社会主义学院学报，２００５年第１期

座。

五、锚杆机角度调节器推广应用前景

风动锚杆机角度调节器利用万向原理，可施工０°－７０°角锚索钻孔。应用前景看好，适合于在极近距离煤层回采巷道掘进系统现场推广使用。

六、应用情况及经济社会效益

实践证明，利用此技术有效地降低了作业人员的劳动强度，提高了工作效率；极大的降低了井下极近距离煤层掘进的支护成本，有效的提高了巷道的支护效果，增大了安全系数。

锚杆机角度调节器所产生的社会效益广泛而深远，无法估量。它也为推动煤矿科技进步起到了积极的作用。的热反应性能决定着焦炭这一作用的发挥。高炉的透气性不好，造成高炉难行。风量不足，喷煤量不高，崩、悬料增加，风渣口损坏多，导致高炉生产指标下降。

４．２气化反应后的焦炭因失重而产生裂缝，同时气孔壁变薄而失去强度。如果焦炭的反应性过大，反应后的强度也将受到影响，产生较多的碎焦和焦粉，势必恶化高炉的透气性。

４．３焦炭的气化反应从软熔带开始，其反应程度直接影响着滴下带及风口回旋区的工作状况。软熔带产生的碎焦和焦粉多，进入滴下带的碎焦和焦粉也多，风口回旋区的雀巢焦就多，高炉的透气性就差。对于高炉顺行来说，希望焦炭的热反应性小些，反应后强度高些。

居民人均消费差额就会增加０．７２３元，可见，城乡居民收入差异是造成城乡居民消费水平差异的主要原因。同时，也是造成城乡居民消费结构差异的重要原因，农村居民还是将大多数的收入用来解决温饱问题，农村居民要进行更高层次的消费必须是在收入增多的基础上，没有这个基础，要缩小城乡居民消费结构的差距，就很难实现。

城乡消费环境的差异２、

消费环境的好坏，也会影响到人们的消费行为，而城乡居民所处的消费环境也是有很大差别的。城镇的基础建设好，交通条件便利，公共设施发达，市场体系发育良好，居民的消费环境舒适方便，而目前农村的消费环境却存在严重的问题。一方面，农村已成为相当部分假冒伪劣产品的集散地，过去农民关心的是买东西方便不方便，现在关心的是能不能买到货真价实的东西。另一方面，大多数农村基础设施还比较落后，一些地方尚未实现“通水、通电、通路”，另一些地方虽已三通，但脆弱的农村电网无法支持空调机、热水器、电冰箱等一些大功率电器的正常使用；另外，由于排水、排污设施欠缺，洗衣机、

电脑、移热水器等也不方便使用；而通讯状况又影响电视机、

动电话的广泛使用。在此种情况下，农村的富裕阶层也只有沿用原有的生活习惯与生活方式，无法将潜在的购买力转化为现实购买力，无法享受普通城镇居民已享有的生活

城乡消费观念的差异３、

农民的消费观念与城镇居民相比有很大的差距，这主要是由于城乡居民文化素质、生活环境和风俗习惯等的不同造成的。农村居民长期受传统观念影响，比较注重传统的节俭消费观念和习惯，这对农村居民进行更高层次的消费有一定的阻碍作用；同时，农民的文化程度较城镇居民来说有不足之处，而且他们长期生活在文化教育发展落后的农村，很多习俗带有旧的东西，一些不良的习惯影响着农民的消费观念就成为必然，文化素质上的差距所造成的消费观念的不同，使得农民对精神文化消费的意识远不如城镇居民，从而进一步拉大了扬州城乡居民消费差异。

三、缩小城乡居民消费差异的对策建议

增加农民收入是缩小城乡居民消费差异的首要措施１、

通过上面的论述，我们已经充分了解了造成扬州市城乡居民消费差异的根本原因是城乡居民多年来的收入差距。城（上接第５９１页）决了极近距离煤层掘进支护的一大难题，又减轻员工劳动强度，大大提高了劳动生产率。

三、总体性能指标与国内外、集团公司内其他单位技术的比较

锚杆机角度调节器在我矿尚属首例，在同煤集团公司，乃至国内处领先地位。

四、锚杆机角度调节器应用中应注意的几个问题距离工作面太近无法施工（必须大于１．６米）。１、

不同生产厂家、不同型号的掘进机，锚杆机的底座固定２、

位置不一致。

３、在掘进机伸缩部靠近截割头的正上方焊接一固定底（上接第５９２页）

表２某高炉使用外购焦前后部分指标项目使用前使用后

焦比・／ｋｇｔ－１

煤比

・／ｋｇｔ－１

悬料

／次

坐料／次

风口损坏／个

渣口损坏／个

３６５３８２

１７７１５１

７４５

７４５

３１９

１４１７

注：以上为季度指标比较。４结论

４．１焦炭的料柱骨架作用对高炉顺行有重要影响，而焦炭

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