高炉焦炭研究的进展和成就

近两百年来，人们不断对焦炭进行研究以适应高炉的需要，从技术发展过程看，大体经历了三个阶段。

20世纪以前，高炉炼铁和炼焦在技术上都处于逐渐成熟和完善的阶段，人们对室式焦炉生产的高温焦炭的性质的焦炭在高炉在的行为还了解不多，因此不可能进行系统的研究。由于焦炭远比木炭坚固，人们在用焦炭代替木炭后，对焦炭强度并不重视，但是由于焦炭比木炭灰分含量高得多，而且化学活性又很低，所以早期对焦炭的研究是从化学分析、焦炭反应性和气孔率测定等内容光焕发开始的，这些早期研究成就至今仍有一定价值。例如早在1885年贝尔就提出焦炭的CO₂反应性测定方法，并最早提出高炉中的碳溶损失这一术语的概念，他所主张的应当防止高反应性焦炭在炉身上部形成过多碳溶损失的观点，至今意义犹新。又如富尔顿和安德森在1883年和1896年先后研究焦炭气孔率和真密度的测定方法，其基本原理沿用至今。这些成就对焦炭研究起到先行作用。

20世纪前50年，焦炭的研究进入一个全面发展的阶段。第一次世界大战后的20年代，钢铁工业有一次更新，800m³以上的高炉、炭化4m以上的硅砖焦炉都大量兴建，人们开始重视焦炭的强度和与强度有关的块度、筛分组成。由于炼焦煤中强粘结性煤不足，众对焦炭强度的研究自然地与煤处理技术和食粮热工制度相联系。与此同时，有关基础研究如成焦机理、焦炭结构也有较大发展，因此对焦炭的研究趋于系统和完整，有关高炉焦炭的专门著作相继出版，著名的有莫特和惠勒尔合著的《高炉焦炭》；西博特编著的《冶金焦炭的质量》；萨保什尼可夫编著的《煤与冶金焦炭》等，这些著作都全面地总结了当时有关焦炭的性质和质量有关问题，起到了承前启后的作用。

20世纪后半叶，特别是60年代以来，高炉大型化以及高风温、精料、富氧、喷吹等新技术采用，使高炉焦比与20世纪上半叶相比下降约40~60%，高炉容积利用系数几乎提高一倍。高炉冶炼强化的结果，不但促使了全世界范围内焦炭质量的提高与改善（尤其是大容积高炉），而且使人们在对待焦炭质量认识上、研究方法上、改善质量措施上都有很大进展。这一时期，人们对焦炭在高炉中行为的研究更加重视，更加深入研究了焦炭工艺性质及焦炭的结构和微观性质。炼焦工艺技术的进步也对改善质量产生了重要作用。