簡介
沖天爐熔煉鑄鐵時所用的一種固態燃料。是由煉焦煤料在高溫下經裂解、縮聚、碳化等過程製成的。鑄造生產中,沖天爐熔煉鑄鐵所用的焦炭應適應沖天爐熔煉過程的特點,具有不同於一般焦炭的性能。鑄造焦炭的質量要符合要求,否則焦炭的消耗量會增大,鐵水得不到高溫過熱,不利於鐵水的爐後處理,使孕育鑄鐵、球墨鑄鐵等高強度鑄鐵的質量難以穩定。此外,還將導致產品鑄件產生各種缺陷,鑄鐵的顯微組織不佳,機械性能低下。
要求
① 低的化學反應能力。炭與高溫CO2氣流發生反應生成CO的速率稱為化學反應能力。沖天爐熔煉鑄鐵時,主要是將金屬爐料熔化並使鐵水過熱。如果底焦燃燒時,隨爐氣上升的CO2容易和上層底焦及層焦發生吸熱反應生成CO,就必將導致爐內溫度下降,高溫帶縮短。並且,此反應還會使上層底焦和層焦燒蝕,爐氣的潛熱損失也將增大。所以,鑄造焦炭的化學反應能力應較低。影響焦炭化學反應能力的因素很多,如在煉焦煤特性相同的情況下,煉出的焦炭孔隙率越高,塊度越小,比表面積(單位重量焦炭的總表面積)就越大,其化學反應能力就越強;如果焦炭的石墨化強度越高,其化學反應能力就越低。
② 適宜的塊度。即焦炭的大小。為了有利於爐內氣流的運動,並具有較低的化學反應能力,要求焦炭的塊度均勻並且較大。各國在制定鑄造焦炭的規格時都對其塊度有嚴格的要求,一般說來,宜為沖天爐內徑的1/8~1/10。沖天爐不宜用60毫米以下的焦炭。
③ 高的固定碳。焦炭固定碳含量越高,其熱值越高,灰分也相應地較少。這對提高爐溫、減少熱損失和減少鐵水的吸硫都大有好處。
④ 一定的強度。焦炭的強度有 3個方面:焦炭在裝料過程中會受已裝爐料和隨裝爐料的衝擊,其抵抗衝擊碎裂的能力稱抗碎強度;焦炭在爐中隨料柱向下運動時會受爐料及爐壁的摩擦作用,其抵抗摩擦破碎的能力稱抗磨強度;焦炭在爐內要承受料柱的靜壓力,其抵抗壓碎的能力稱抗壓強度。沖天爐的爐料是金屬塊,鑄造焦炭所受的衝擊較大,其抗碎強度應較高。
鑄造焦炭除了塊焦以外,還有另一種形式即型焦,或稱為團塊焦炭。製造型焦的主要原料是無煙煤、焦末和石油焦等,採用型焦可節約優質焦煤。型焦的密度大,化學反應能力低,而且塊度一致,是較好的鑄造焦炭。