焦炭對沖天爐鐵液溫度的影響
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(1)焦炭的組分 焦炭中固定碳含量越高，發(fā)熱量越大，熔煉過程中由灰分形成的渣量也相應(yīng)減少，因而有利于提高爐氣最高溫度，進而加強焦炭對鐵液的熱傳導(dǎo)，采用固定碳高的焦炭是提高鐵液溫度的根本措施。用兩種含不同固定碳的焦炭（焦炭組成成分見表1-5），其不
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(1)焦炭的組分
焦炭中固定碳含量越高，發(fā)熱量越大，熔煉過程中由灰分形成的渣量也相應(yīng)減少，因而有利于提高爐氣最高溫度，進而加強焦炭對鐵液的熱傳導(dǎo)，采用固定碳高的焦炭是提高鐵液溫度的根本措施。用兩種含不同固定碳的焦炭（焦炭組成成分見表1-5），其不同含碳量對爐氣影響如圖1-11所示。
表1-5 實驗用焦炭組分（質(zhì)量分數(shù)，%）
表1-5 實驗用焦炭組分（質(zhì)量分數(shù)，%）
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代號 |
灰分 |
水分 |
C |
H |
O+N |
S |
揮發(fā)物 |
氣孔率 （體積分數(shù)） |
|
a |
10.77 |
1.56 |
84.7 |
3.45 |
1.30 |
0.78 |
|
45.2 |
|
b |
0.71 |
1.70 |
94.25 |
1.44 |
2.14 |
1.43 |
2.20 |
63.0 |
代號a 、b見圖1-11
(2)焦炭的強度與塊度
焦炭入爐后，受到爐氣的高溫和爐料的沖擊作用，低強度的焦炭在爐內(nèi)易破碎，這不但降低料柱的透氣性，而且影響熔煉的穩(wěn)定性，甚至使沖天爐不能正常工作。
焦炭的機械強度，包括抗壓強度、抗沖擊強度、抗碎裂強度( M40)和耐磨損強度(M10)。
焦炭（增碳劑）塊度對爐溫分布的影響，從圖1-12中可清楚地看出，焦炭塊度過小，其容積反應(yīng)面積過大，燃燒反應(yīng)加快，氧化帶縮短，致使高溫區(qū)縮短，爐氣最高溫度也稍低。而且小塊焦炭對送風(fēng)的阻力大，空氣難以吹入爐中心，爐壁效應(yīng)加劇，影響鐵液過熱。對中小型沖天爐，焦炭的平均塊度約為爐徑的1/10較理想，底焦的塊度稍大些為好。表1-6列出沖天爐爐膛直徑與底焦和層焦的推薦塊度。
表1-6 推薦焦炭塊度
焦炭（增碳劑）塊度對爐溫分布的影響，從圖1-12中可清楚地看出，焦炭塊度過小，其容積反應(yīng)面積過大，燃燒反應(yīng)加快，氧化帶縮短，致使高溫區(qū)縮短，爐氣最高溫度也稍低。而且小塊焦炭對送風(fēng)的阻力大，空氣難以吹入爐中心，爐壁效應(yīng)加劇，影響鐵液過熱。對中小型沖天爐，焦炭的平均塊度約為爐徑的1/10較理想，底焦的塊度稍大些為好。表1-6列出沖天爐爐膛直徑與底焦和層焦的推薦塊度。
表1-6 推薦焦炭塊度
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爐膛直徑/mm |
500－600 |
700 |
900－1100 |
1300－1500 |
|
底焦塊度/mm |
60－100 |
80－120 |
100－150 |
120－300 |
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層焦塊度/mm |
60－80 |
70－100 |
80－120 |
80－150 |
(3)焦炭的反應(yīng)能力
反應(yīng)能力指焦炭還原C02的能力，通常以R表示。R值是C02通過900℃的焦炭粒，反應(yīng)后測得的氣體成分，并可由下式計算而得：焦炭反應(yīng)能力強，會促成 CO2 + C= 2CO反應(yīng)發(fā)展，并降低爐氣溫度。鑄造焦炭的R值應(yīng)低于40%。
(4)底焦高度
底焦的高度對沖天爐熔煉正常進行 至關(guān)重要，底焦頂面應(yīng)與鐵料熔化開始位置相吻合，底焦頂面波動范圍就是所謂沖天爐熔化區(qū)。圖1-13表示底焦高度對熔化區(qū)位置的影響。圖中 ho挺示正常熔煉時底焦高度，當(dāng)選用的底焦高度h1 > ho時，底焦頂面的溫度沒有達到鐵料的開始熔化溫度，只有當(dāng)爐料下降到ho附近才慢慢熔化，此時鐵液熔化率降低，焦耗量提高，鐵液溫度雖有所提高，但浪費了焦炭，減少鐵液供應(yīng)量。當(dāng)?shù)捉垢叨萮2 < h0時，則熔化區(qū)下移，底焦頂面溫度偏高，熔化速度加快，鐵液過熱路程縮短，底焦頂面位置太低時會發(fā)生未熔化的鐵塊出現(xiàn)在風(fēng)口區(qū)，Si、Mn燒損猛增，鐵液溫度急降，甚至出現(xiàn)凍爐事故。
(5)層焦耗量
層焦的作用是使底焦頂面維持在沖天爐正常工作的波動范圍內(nèi)。假定送風(fēng)量不變，減少層焦加入量，將使底焦高度降低到一個新的平衡水平，底焦高度降低，使還原帶縮短，爐氣氧化性增強，三角試片白口數(shù)加大，熔化速度加快。同樣，在風(fēng)量不變情況下，增加層焦補充量，可使底焦上沿逐步上升到新的平衡水平，此時，熔化區(qū)溫度偏低，熔化速度減慢，鐵液溫度提高，爐氣中CO量相應(yīng)增加，三角試片白口寬度減少，實際造成了不必要的焦炭浪費。
鑄造增碳劑，沖天爐增碳
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