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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。
焦炭裂紋度與氣孔率的高低,與煉焦所用煤種有直接關(guān)系,如以氣煤為主煉得的焦炭,裂紋多,氣孔率高,強(qiáng)度低;而以焦煤作為基礎(chǔ)煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強(qiáng)度高。
焦炭強(qiáng)度通常用抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度兩個指標(biāo)來表示。
焦炭的抗碎強(qiáng)度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結(jié)構(gòu)的裂紋或缺陷處破碎的能力,用M40值表示;焦炭的耐磨強(qiáng)度是指焦炭能抵抗外來摩檫力而不產(chǎn)生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示。
焦炭中的硫分:硫是生鐵冶煉的有害雜質(zhì)之一,它使生鐵質(zhì)量降低。在煉鋼生鐵中硫含量大于 0.07% 即為廢品。由高爐爐料帶入爐內(nèi)的硫有11%來自礦石;3.5%來自石灰石;82.5%來自焦炭,所以焦炭是爐料中硫的主要來源。
焦炭硫分的高低直接影響到高爐煉鐵生產(chǎn)。當(dāng)焦炭硫分大于1.6%,硫份每增加0.1%,焦炭使用量增加1.8%,石灰石加入量增加3.7%,礦石加入量增加0.3%高爐產(chǎn)量降低1.5—2.0%。冶金焦的含硫量規(guī)定不大于1%,大中型高爐使用的冶金焦含硫量小于0.4—0.7%。
焦炭在高爐中的骨架,支撐煉鐵原料(燒結(jié),球團(tuán),塊礦),和氣體的通風(fēng)窗。
中的主導(dǎo)作用4影響焦炭,不提供熱量的變化,這決定了3的理論焦比值。這低于值,高爐難以正常生產(chǎn),或經(jīng)濟(jì)上不合算。
在高爐煉鐵碳有了很大的改變,各種條件下的還原和碳化作用不夠。在高噴煤比條件下,焦炭的骨架作用將更加突出,對焦炭質(zhì)量的要求會越來越高。否則,很難實(shí)現(xiàn)高煤比,不是高爐正常生產(chǎn)。從進(jìn)線到風(fēng)口焦炭平均粒度從20%下降到40%。下焦熱粉反應(yīng)率很低。