焦炭是高爐冶煉過(guò)程中的重要原料，占比約45%左右，其他還有球團(tuán)礦、燒結(jié)礦、塊礦、石灰石等。關(guān)于焦炭，有些人會(huì)有疑問(wèn)，焦炭、煤炭都是高發(fā)熱量的燃料，甚至有的無(wú)煙煤比焦炭熱值更高，還比焦炭便宜，為什么高爐不直接用煤炭呢？下面小編通過(guò)回答三個(gè)問(wèn)題來(lái)解決大家的疑惑。
圖1：高爐爐料構(gòu)成
Q1：What？——焦炭是什么？比煤好在哪兒？跟家里常用的炭一樣嗎？
通俗說(shuō)，焦炭就是煤提純后的產(chǎn)物。焦炭跟煤相比，少了些水兒和氣兒，也把別有用處的煤氣和對(duì)煉鐵有害的焦油分離了出去。
日常所說(shuō)的煤炭一般就是指煤，而家常用的炭一般是木炭。
圖2：焦炭、煤炭實(shí)物圖
Q2：How？——焦炭是怎樣加工成的？
把煤隔絕空氣放入“烤箱”（焦?fàn)t）高溫烘烤，隨著溫度升高，煤先是脫水、脫氣，300℃后變軟出油（焦油），這會(huì)兒的半成品半焦（也叫蘭炭）已經(jīng)可以直接燒了。溫度再升高到1000℃左右，半焦再經(jīng)縮聚就熟化成焦炭了。
焦炭從“烤箱”出來(lái)，拿水“噴淋”就是水熄焦，放到有惰性氣體的“盒子”里自然冷卻就是干熄焦。
圖3：典型煙煤熱分解示意圖
Q3：Why？——為什么要用焦炭？不能直接用煤塊嗎？
先說(shuō)說(shuō)焦炭的用途，焦炭在高爐中有料柱骨架、還原、供碳、和供熱四種作用。
料柱骨架：高爐爐料中焦炭堆密度最小，間隙大，體積占爐料總體積的35%-50%。焦炭比較堅(jiān)固，只要在風(fēng)口區(qū)以上就始終保持塊狀，這能使料柱有很好的透氣性，保持爐況順行。
還原：焦炭碳含量在85%以上，高溫CO2氣體與焦炭中的碳反應(yīng)生成CO，CO進(jìn)一步還原鐵礦石生成鐵水。
供碳：生鐵碳含量4%左右，全部來(lái)源于高爐焦炭，占焦炭含碳量的7%-9%。
供熱：焦炭、噴吹燃料的燃燒及外部通入的熱風(fēng)提供了高爐冶煉所需全部熱量，其中焦炭燃燒供熱占比高達(dá)75%-80%。
高爐里的反應(yīng)發(fā)生在“一升一降”之間，即煤氣的上升和爐料的下降，這就要求料柱要有很好的透氣性，使原料能被還原充分。煤不如焦炭堅(jiān)固，被壓碎后會(huì)造成高爐透氣性下降。一些無(wú)煙煤的熱值、碳含量比焦炭還要高，但煤中的磷、硫等有害雜質(zhì)也比較多，隨著燃燒進(jìn)入鐵水會(huì)影響后續(xù)鋼材質(zhì)量。兩相比較下可知，焦炭在高爐中不僅是燃料還是原料，煤在供熱性能上可替代焦炭，這一點(diǎn)企業(yè)可適當(dāng)提高噴煤比例，但是還原反應(yīng)及骨架作用還得靠焦炭，目前暫沒(méi)有更好的方案可替代。
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