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焦粉由于其表面多孔,比表面積較大,在煉焦過程中,本身為惰性物,與活性組分的液態(tài)產(chǎn)物接觸面積大,其間的結(jié)合單純依靠固體顆粒對液相的吸附作用,因此配入量不宜過多。
焦粉一方面減少了半焦收縮和固化階段的揮發(fā)分析出量,降低了兩個階段的收縮度;另一方面由于多孔結(jié)構(gòu)的剛性小,使焦餅收縮產(chǎn)生的應(yīng)力較小,減少了焦炭的氣孔率,兩方面的結(jié)果都使焦炭塊度和抗碎性能增加,因此,在以往的生產(chǎn)實踐中焦粉經(jīng)常被用作瘦化劑。
焦炭裂紋度與氣孔率的高低,與煉焦所用煤種有直接關(guān)系,如以氣煤為主煉得的焦炭,裂紋多,氣孔率高,強度低;而以焦煤作為基礎(chǔ)煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。
焦炭強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標(biāo)來表示。
焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結(jié)構(gòu)的裂紋或缺陷處破碎的能力,用M40值表示;焦炭的耐磨強度是指焦炭能抵抗外來摩檫力而不產(chǎn)生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示。
焦炭亦稱“焦塊”、“焦渣”。按用途不同,有冶金焦炭、鑄造用焦和化工用焦三大類;按尺寸大小,又有塊焦、碎焦和焦屑等之分。焦炭主要用于冶煉鋼鐵或其他金屬,亦可用作制造水煤氣、氣化和化學(xué)工業(yè)等的原料。
煤在鍋爐爐內(nèi)加熱到850℃以上時,隨著溫度升高,煤中的有機物分解, 其中揮發(fā)性產(chǎn)物逸出后,殘留下的不揮發(fā)產(chǎn)物就是焦炭。其中包括能燃燒的固定碳和燃燒殘余物——灰分。燃燒時發(fā)出很短的藍(lán)色火焰,并釋放大量熱量。燃燒過程緩慢而持久,且易在表面形成灰殼。為使焦炭燃盡,應(yīng)設(shè)法及時除去其灰殼。焦炭的物理性質(zhì)(如粘結(jié)性等),對于層燃爐的運行具有較大的影響。
焦炭是高爐煉鐵用的,煉鐵需要把焦炭、球團、燒結(jié)礦、礦石等物料按一定的比例、批次、順序加入到高爐里面,在高爐的還原氣氛下煉出鐵水,之后提供給煉鋼廠進行煉鋼。
鐵水到了煉鋼之后兌進轉(zhuǎn)爐,一般情況下轉(zhuǎn)爐還需要加入一定量的廢鋼用來平衡熱量。鐵水和廢鋼都加入轉(zhuǎn)爐后通過氧槍進行供氧操作,利用氧氣的氧化作用把鐵水中的碳、硅、錳、磷、硫以及一些非金屬夾雜脫去,形成鋼水。在供氧的同時還需要加入石灰、白云石、氧化鐵皮以及礦山等渣料和冷卻劑。鋼水冶煉完成之后在出鋼過程中還要根據(jù)不同的鋼種要求加入相應(yīng)的鐵合金,之后還有精煉等過程。