改善焦炭抗碱能力问题

    从焦炭在高碱负荷高炉中的行为可以看出，焦炭质量的改善比通常高炉焦炭更为重要。70年代以来，不少研究工作涉及焦炭抗碱能力问题，归纳起来是：第一，目前还没有一个工业上可以实现的方法，使焦炭在高炉中不受钾的影响；第二，众可以而且能够改善焦炭某些性质，使用权它更适应高碱负荷高炉的操作，第三，改善焦炭反应性，防止过低的开始气化温度和提高焦炭强度减少粉化是最重要的措施。这里将着重分析焦炭强度和反应性的改善问题。
    
    （1）改善焦炭强度。所有提高焦炭强度的措施都可以采用，提高焦炭转鼓指数也有助于焦炭在高炉中强度与块度的稳定。由于焦炭在高碱负荷高炉炽所受的破坏是过多的溶碳反应所造成的，因此提高焦炭强度，应使热态时焦炭微型裂纹减少，同时还要使气孔均匀，结构致密，有足够的结构强度。这就需要在炼焦中选择适当的配煤和工艺，包括有足够的中、低挥发强粘煤，尽可能增加装煤的堆密度。这里之所以要强调中、低挥发分强粘调，是因为高挥发分强粘煤（挥发分大于30%）在配煤中虽然也能提高焦炭转鼓指数，但CO2反应后的焦炭强度却很差，在钾影响下焦炭粉化更为加剧。提高煤料堆密度对改善焦炭CO2反应后的结构强度有一定效果，例如配入30%型煤块的煤料与同样煤料组成而不配型煤块的焦炭对比，在3%K2CO3的CO2催化反应下，结构性质改善明显，反应前后孔壁厚度都较高，结构强度指数提高了近20%。
    
    （2）改善CO2反应性。关键在于使焦炭在钾影响下，开始气化温度不要有过大的下降，这方面究竟如何控制还是一个难题，解决的办法只有通过实验来判别。在大多数情况下配有较多高挥发分煤的焦炭，钾对气化开始温度的下降影响较大；如配入的低挥发分煤属于弱粘结性或不粘结性煤时，其开始气化温度下降幅度更大。在考虑开始气化温度下降程度时也要重视其开始气化温度的绝对值，这对高炉操作更有指导意义。我国14个企业的高炉焦炭的开始气化温度平均为985℃，如果焦炭中浸入K2CO31%，则降至894℃。14个企业的高炉焦炭的碱效应相差很大，添加1%K2CO3后的焦炭，基开始气化温度能保持900℃以上者有太钢（940℃）、韶钢（930℃）、重钢（925℃）、马钢（920℃）、宝钢（920℃）、梅山（925℃）、鞍钢（900℃）。这似乎与主焦煤用量的多少有一定关系。为改善钾对开始气化温度的影响，除了要选择合适的炼焦用煤外，在煤料中掺入某些添加物也是有效的，最可行的是添的是添加石油延迟焦，它在炼焦过程中由于碳氢化合物的分解使裂在气孔中沉积，因而阻碍了CO2向微孔的扩散，有明显的降低反应性效果。硼是CO2反应抑制剂，如掺入1%可使反应性指数降低6个单位，大大地抵消了钾的影响，不过工业上尚难实现。改善CO2反应性的主要效果是提高了反应后强度。