沖天爐熔煉對精密鑄造焦的的四大要求
作者: admin發布時間: 2019-10-16點擊次數: 1545
在現代鑄鐵件生產中，仍大多數采用沖天爐熔煉（單獨或與電爐雙聯），這是由于沖天爐具有綜合能耗低、能滿足大批量連續生產的要求、結構簡單、操作方便等優點。隨著環保技術、控制技術及精密鑄造焦技術等的發展與進步，沖天爐熔煉有進一步擴大的趨勢。
精密鑄造型焦作為沖天爐熔煉的專用燃料，在研制工作中首先必須認識它在沖天爐熔煉過程中的作用，明確對它的要求。研究結果表明，在沖天爐熔煉過程中，焦炭的作用不僅是熱量的主要提供者（占95%以上）而且是鐵水過熱區中的主要傳熱介質，過熱的熱量絕大部分是由焦炭直接傳遞給鐵水滴（占85%以上）；同時焦炭也是鐵水增碳和增硫的來源；除此之外，焦炭在熔煉過程中，處于燃燒高溫狀態下承受上部料柱的壓力，以保持整個熔煉過程的正常、穩定、連續的進行。根據沖天爐熔煉過程中焦炭的作用，同時考慮到沖天爐結構及操作特點，提出對焦炭如下要求：
1. 含硫量較低
焦炭中的硫，在燃燒時一部分以SO2的形式隨煙氣排出，而大部的硫（主要是礦物硫和硫化鐵硫）都轉移到鐵水和爐渣中，大量生產統計結果是，焦炭中的硫有60～70%轉移到鐵水中。對于鑄鐵件生產而言硫是有害元素，尤其是球鐵、蠕鐵件生產危害更大。沖天爐內不可能脫硫（高爐冶煉時爐內脫硫），因此，精密鑄造焦要求硫盡可能低，考慮到我國實際條件，國家標準中要求硫含量低于0.8%（特級焦小于0.6%）。為了降低焦炭中硫含量，只有選用優質原煤及其它原料（如石油焦等），這在資源配置和生產成本均帶來不利影響。
2. 反應性能低
沖天爐熔煉過程是將金屬料塊熔煉成一定溫度和成份的鐵水，因此通常爐內氣氛呈弱氧化性。高爐冶煉是將鐵礦石還原成鐵，故爐內氣氛必須是強還原性的。為此要求精密鑄造焦的反應性能要低于冶金焦。煉焦工藝上采取延長結焦時間等措施是降低氣孔率。鑄造焦反應性能的降低，一方面能提高了高溫區的范圍，同時也提高了焦炭表面燃燒溫度，這些都是對鐵水過熱十分有利的。氣孔率的降低，在降低焦反應性能（即焦炭與CO2的反應）的同時，也降低了焦炭的燃燒速度（即焦炭與O2的反應）。過分降低氣孔率會使爐內焦炭燃燒不能形成相對集中的高溫區和獲得最高的溫度值，這對于鐵水的過熱十分不利。同時氧化區過于分散，事必造成爐內氧化性增強，元素燒損率升高，這在技術上和經濟上都是不合理的。
3. 固定炭含量較高
為了獲得高溫鐵水，要求爐內高溫區的最高溫度達到1800℃左右。要求焦炭中固定碳含量較高（即相應焦炭中灰份含量較低）。研究結果表明，焦炭中灰份降低1%，鐵水溫度提高10℃左右。國外甚至有固定碳含量達95%的鑄造焦。在提高固定碳含量的同時，爐內鐵水增碳率隨之升高，爐料中的廢鋼用量也激劇增加，對于工業欠發達、廢鋼供應緊張的發展中國家，必須注意這一問題。我國精密鑄造焦標準中，主要按焦炭中灰份含量的多少，分為三個級別，以適應不同生產的需要。即便是二級鑄造焦的固定碳含量也在86%以上（灰份少于12%），遠高于原來使用的地方焦和冶金焦固定碳含量。值得指出的是，為了提高固定碳含量，要求煉焦原煤的灰份含量降低，生產成本也相應提高。
4. 塊度較大，強度較高
為保證沖天爐內焦炭燃燒區內的形成一定的高溫區，斷面溫度分布均勻，以利于鐵水滴充分得以過熱，獲得高溫鐵水，要求精密鑄造焦的塊度較冶金焦大。工藝上要求焦炭塊度為沖天爐爐徑的 ～ 。在投爐后，焦炭承受鐵料塊度的沖擊而破碎，爐內焦炭實際塊度還會降低一些，因此要求焦炭強度較高。沖天爐焦炭的破碎主要是由于金屬料塊沖擊所致，故鑄造焦采用落下強度，與此對應的是冶金焦主要承受磨擦作用而破碎，故采用轉鼓強度。為提高塊度和強度，在常規精密鑄造焦生產中主要措施是采用結焦性能好的主焦煤，同時延長結焦時間，減少煉焦過程中產生的焦炭裂紋。煉焦時間的延長，焦爐產率下降，生產成本則相應升高，結焦性能好的主焦煤資源有限，價格較高，從而進一步提高生產成本。
