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焦炭、炭黑、活性炭,它們都屬于無定形碳,然而成分是相同的,都是由石墨微晶體構(gòu)成,只是宏觀形態(tài)有差別而已:焦炭是由煤焦化制成,為黑灰色固體,含有的雜質(zhì)較多;炭黑是黑色粉末,主要由含碳燃料如、液化氣、石蠟、苯等有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生,活性炭則是具有多孔結(jié)構(gòu)的無定形碳,也是黑色物質(zhì)。
焦炭冶金是利用了碳在高溫下的還原性,和碳還原金屬氧化物(或其不完全燃燒)產(chǎn)生的氣體的還原性。
為優(yōu)化配煤方案、穩(wěn)定和提高焦炭質(zhì)量、降低煉焦成本、鑒別單種煉焦煤質(zhì)量優(yōu)劣提供了有力的技術(shù)支撐。焦炭是煉鐵生產(chǎn)中的重要原料,隨著煉焦用煤資源的緊張,煉焦配煤比變化頻繁,增加了煉焦生產(chǎn)的難度。
同時隨著本鋼新一輪技術(shù)改造的進(jìn)行,高爐愈加大型化,對焦炭的質(zhì)量要求越來越高。提前為焦?fàn)t進(jìn)行煤種配比試驗(yàn),優(yōu)化配煤方案,穩(wěn)定和提高焦炭的質(zhì)量,成為焦化廠的當(dāng)務(wù)之急。
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(jī)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(yùn)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(tuán)、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(jìn)行煉鋼。
鐵水到了煉鋼之后兌進(jìn)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(jìn)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。