沖天爐熔煉對精密鑄造焦的的四大要求
作者: admin發(fā)布時(shí)間: 2019-10-16點(diǎn)擊次數: 1520
在現代鑄鐵件生產(chǎn)中，仍大多數采用沖天爐熔煉（單獨或與電爐雙聯(lián)），這是由于沖天爐具有綜合能耗低、能滿(mǎn)足大批量連續生產(chǎn)的要求、結構簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著(zhù)環(huán)保技術(shù)、控制技術(shù)及精密鑄造焦技術(shù)等的發(fā)展與進(jìn)步，沖天爐熔煉有進(jìn)一步擴大的趨勢。
精密鑄造型焦作為沖天爐熔煉的專(zhuān)用燃料，在研制工作中首先必須認識它在沖天爐熔煉過(guò)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(guò)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(guò)熱區中的主要傳熱介質(zhì)，過(guò)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(shí)焦炭也是鐵水增碳和增硫的來(lái)源；除此之外，焦炭在熔煉過(guò)程中，處于燃燒高溫狀態(tài)下承受上部料柱的壓力，以保持整個(gè)熔煉過(guò)程的正常、穩定、連續的進(jìn)行。根據沖天爐熔煉過(guò)程中焦炭的作用，同時(shí)考慮到?jīng)_天爐結構及操作特點(diǎn)，提出對焦炭如下要求：
1. 含硫量較低
焦炭中的硫，在燃燒時(shí)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(chǎn)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(chǎn)而言硫是有害元素，尤其是球鐵、蠕鐵件生產(chǎn)危害更大。沖天爐內不可能脫硫（高爐冶煉時(shí)爐內脫硫），因此，精密鑄造焦要求硫盡可能低，考慮到我國實(shí)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(yōu)質(zhì)原煤及其它原料（如石油焦等），這在資源配置和生產(chǎn)成本均帶來(lái)不利影響。
2. 反應性能低
沖天爐熔煉過(guò)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(cháng)結焦時(shí)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(shí)也提高了焦炭表面燃燒溫度，這些都是對鐵水過(guò)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(shí)，也降低了焦炭的燃燒速度（即焦炭與O2的反應）。過(guò)分降低氣孔率會(huì )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(guò)熱十分不利。同時(shí)氧化區過(guò)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(shù)上和經(jīng)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(shí)，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(yè)欠發(fā)達、廢鋼供應緊張的發(fā)展中國家，必須注意這一問(wèn)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(gè)級別，以適應不同生產(chǎn)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(lái)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(chǎn)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(guò)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(shí)際塊度還會(huì )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(chǎn)中主要措施是采用結焦性能好的主焦煤，同時(shí)延長(cháng)結焦時(shí)間，減少煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦炭裂紋。煉焦時(shí)間的延長(cháng)，焦爐產(chǎn)率下降，生產(chǎn)成本則相應升高，結焦性能好的主焦煤資源有限，價(jià)格較高，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)成本。
