时间：2022-09-07 01:14:53
【摘 要】焦炭质量预测对高炉生产有很重要的现实意义，在全面综合国内外研究文献的基础上，探讨影响焦炭质量的诸多因素，进而预测焦炭质量，并提出预测中存在的问题。收的热量，反应体系本身可实现自给供热，达到节省投资和操作费用双重目的。
【关键词】焦炭;质量;因素;影响
在钢铁工业中，焦炭起着还原剂、热源和骨架的重要作用。随着高炉大型化和高炉操作自动化的发展，对焦炭质量稳定的要求逐渐升高，焦炭质量波动，势必增大焦比，直接关系到高炉的经济效益。预测焦炭质量是用若干煤质指标，不经实验，定量地获得焦炭的某些质量指标。用实验室的煤质指标预测焦炭质量并指导配煤，已成为衡量配煤技术水平的一个重要标志。
1 配合煤对焦炭质量的影响
由于煤炭性质、储量、煤种分布、开采及运输等因素的影响，配合出最理想的入炉原料，是炼焦工艺的一个关键。
我国很多焦化厂研究开发了适合自己特点的降耗增效配煤方案：邯钢焦化厂将正交实验法应用于配煤方案的选择，利用数理统计学实现配煤的优化，得出了配比结果为气煤：肥煤：焦煤：瘦煤=6：3：7：4，邢钢焦化厂利用线性规划指导炼焦配煤，求出最佳配煤方案为肥气煤：肥煤：焦煤：瘦煤=7：3：6：4，均达到了预期效果。
但以上配煤方法仅仅是从宏观角度出发、定性的、经验的研究方法，亟待向微观的、定量的、统计的研究方法迈进。资料显示，煤岩学观点和方法是当前论证较为充分、效果较好预测焦炭质量指导配煤的方法。
从煤岩学的角度看，煤的显微组分可分为惰性组分（丝质组和矿物质） 和活性组分（镜质组和稳定组），前两者不能形成胶质体，不具有粘结性;后两者能熔融成胶质体，具有粘结性，有利于结焦。
在炼焦过程中，惰性组分作为骨架，增强焦炭的强度，活性组分则可湿润、分散、粘结惰性组分，二者适当结合，可提高焦炭强度与块度。因此配煤过程中要掌握两种组分的合理配比，资料表明，惰性组分含量以30%为宜。另外，一般情况下，气煤、瘦煤硬度大、难粉碎，故在粉碎时粒度小一些，以改善其结焦性，焦煤、肥煤则容易破碎，其破碎粒度应大一些，以充分利用其粘结性。
2 抗碱性对焦炭质量的影响
焦炭抗碱性是指焦炭在高炉冶炼过程中抵抗碱金属及其盐类作用的能力。
2.1 钾、钠对焦炭反应性、焦炭机械强度和焦炭结构均会产生有害的影响，以致危害高炉操作
2.1.1 对机械强度的影响
钾、钠及其氧化物能渗入焦炭的碳结构，形成石墨钾、石墨钠等层间化合物，使碳结构变形、开裂而导致焦炭机械强度下降。
2.1.2 对焦炭结构的影响
焦炭与CO2反应过程中，钾、钠的催化作用使表面反应增强，因此焦炭气孔壁的减薄程度加剧，钾、钠还使焦炭光学组织中的各向异性组分反应率有较大的增加，对焦炭反应性的影响。钾、钠对焦炭与CO2反应有催化作用。一般情况下，钾、钠在焦炭中每增加0.1%～0.5%，焦炭与CO2的反应速度约提高10%～15%，钾、钠还可降低焦炭与CO2反应的开始温度。含3%钾、钠的焦炭比含0.1%～0.3%，钾、钠的焦炭的反应开始温度约降低50～100℃。
2.1.3 对反应后强度的影响。
钾、钠虽然对焦炭与CO2的反应起催化作用。但在同一反应程度下，强度并不因钾、钠的存在而下降更多。这是因为催化作用虽然增强了焦炭的表层反应，却减轻了焦炭的内部反应，但在相同的反应时间内。碱金属能使反应程度加深，导致块焦反应后强度明显下降。
2.1.4 对高炉操作的不良影响
钾、钠对焦炭质量的影响也会给高炉生产带来不良后果。焦炭与CO2反应的开始温度降低，可导致高炉炼铁焦比升高;由于焦炭与CO2反应速度增加，焦炭在高炉中的降解失重加剧;机械强度和块度急剧下降，导致焦炭在高炉下部高温区过多粉化，影响高炉顺行;钾、钠蒸气在高炉上部与煤气中的CO2反应生成碳酸盐而析出，这些碱金属碳酸盐部分粘附在炉壁上，会侵蚀耐火材料，影响高炉寿命。
2.2 提高焦炭抗碱性的措施有
1）增加低挥发分煤在配合煤中的用量，降低焦炭反应性，提高开始反应温度，从根本上缓解焦炭强度在高炉内的过早恶化。
2）提高炼焦装炉煤的散密度，使焦炭气孔壁厚度增加，从而提高抵抗CO2的侵蚀能力。提高焦炭反应后强度。
3）在炼焦配合煤可添加一些CO2反应的抑制剂或在焦炭表面喷洒这种抑制剂。以降低钾。钠对CO2反应的催化作用，曾以SiO2和B2O3作为抑制剂。进行提高焦炭抗碱性试验，试验表明。添加0.5%的B2O3后。焦炭反应性可降低30%～50%。
4）减少碱金属在高炉内的循环，可以降低焦炭中的钾钠富集量，降低高炉炉身上部温度可减缓焦炭在进入软融带前发生过多的碳溶反应。从而使焦炭能承受更剧烈的反应而不致使强度过早变差。
3 工艺条件对焦炭质量的影响
除了煤质影响外，焦炭质量还和结焦时间尤其是结焦末期的焖炉时间、调火的温度控制、捣固密度等工艺条件有关。其中结焦时间是随着产量要求定的，焖炉时间长短和标准温度相关。炼焦方面能够控制的就是结焦过程中的温度控制，煤饼捣固密度。
1）控制温度就是要在生产中杜绝出现生焦、过火焦现象。还要有一定的焖炉时间，让焦炭能够充分收缩，这就要求调火工，煤气系统人员加强对温度调节和控制，稳定生产节奏，为标准温度合理地制定、调整、稳定打下基础。
2）捣固密度是炼焦生产中的重要控制参数，它关系到焦炭的致密性，即焦炭密度。焦炭密度大，说明焦炭内部气孔壁厚，气孔壁厚度是影响焦炭热强度的直接因素。这就要求强化对捣固工的捣固操作培训，对捣固机的点巡检以及日常维护。
4 焦炭质量预测中存在的问题
在生产上要预测焦炭质量，目前尚有一些不易解决的问题：
1）预测焦炭质量的前提，必须已经解决来煤质量稳定和煤场中每堆煤的质量，必须是相近的。
2）目前，各大焦化厂几乎不可避免地采用一种以上的不同牌号煤的混配煤，这种情况一时难以扭转。这对预测焦炭质量的效果会大受影响。
3）煤岩组成、反射率及反射率分布测定速度目前还难以适应煤质变化的频繁速度。
5 结论
综上所述，焦炭质量是可以预测的，但是由于焦化厂用煤、堆煤、炼焦工艺条件等原因导致焦炭质量的预测有很大的不确定性。但是随着高炉工艺的发展，对焦炭质量的要求逐渐升高，对焦炭质量预测准确度的要求也有很大提高。因此，我们需要把煤质指标与炼焦工艺条件密切结合起来，再加上大量的炼焦实验研究，提出更好的焦炭质量预测方法。