近年來，我國(guó)煉鐵精料技術(shù)取得了較大進(jìn)展。主要表現(xiàn)在，雖然品位下降，使用雜礦品種和數(shù)量增多，但通過提高燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)水平，積極采用先進(jìn)技術(shù)裝備，燒結(jié)質(zhì)量在不斷提高，如燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高、堿度提高、FeO含量下降、返礦率下降等，焦炭質(zhì)量也有進(jìn)步。但是在當(dāng)前原燃料質(zhì)量劣化的條件下，煉鐵生產(chǎn)更須要科學(xué)評(píng)價(jià)焦炭的質(zhì)量，選擇利于高爐穩(wěn)定順行的原燃料。
高爐精料煉鐵的幾個(gè)要點(diǎn)
國(guó)內(nèi)外煉鐵工作者均認(rèn)為高爐煉鐵是以精料為基礎(chǔ)。高爐冶煉使用精料后，可以獲得優(yōu)良的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，能夠有較高的經(jīng)濟(jì)效益。這是由冶金學(xué)基本原理所決定的。高爐精料水平對(duì)高爐生產(chǎn)指標(biāo)的影響率約70%。在高冶煉強(qiáng)度、高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量對(duì)煉鐵生產(chǎn)指標(biāo)的影響率約35%。精料技術(shù)的內(nèi)容包括：高、熟、穩(wěn)、凈、均、小、少、好。入爐礦石含鐵品位高是精料技術(shù)的核心。
高：鐵礦石含鐵品位要高，爐料的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度要高，燒結(jié)礦堿度要高（大于1.8倍）。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外高爐煉鐵入爐鐵品位均處于下降趨勢(shì)，過度追求高品位既不現(xiàn)實(shí)，也不經(jīng)濟(jì)。因此，精料技術(shù)的核心已不是鐵品位高，而是爐料成分和質(zhì)量的穩(wěn)定。爐料質(zhì)量波動(dòng)1%，會(huì)影響燃料比約7kg/t。當(dāng)前，全國(guó)高爐生產(chǎn)存在的最大問題是生產(chǎn)不穩(wěn)定。原燃料供應(yīng)和質(zhì)量不穩(wěn)定，已是影響高爐不穩(wěn)定的最大因素。
熟：應(yīng)注意的是現(xiàn)在高爐煉鐵已經(jīng)不再過度追求高的熟料比，煉鐵爐料結(jié)構(gòu)提高高品位塊礦比，可調(diào)劑爐渣堿度，也可促進(jìn)入爐礦含鐵品位的提高。為降低采購(gòu)成本，應(yīng)大力發(fā)展提高低價(jià)褐鐵礦使用比例、改善高褐鐵礦配比的燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)。
少：《高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50427-2008要求爐料中（包括礦石、焦炭、煤粉）有害雜質(zhì)含量要少：堿金屬含量＜3kg/t（K對(duì)爐料和耐材的破壞作用比Na大十倍，要盡量減少K的含量）；S＜4.0%，P＜0.07%，K2O＜0.2%，Pb和Zn各＜0.15%，CuO＜0.2%，As＜0.1，Cl＜0.6%等。爐料中有害雜質(zhì)含量增加1%，高爐冶煉的經(jīng)濟(jì)性下降30元/噸~50元/噸。一些企業(yè)爐料有害雜質(zhì)含量超標(biāo)，使高爐生產(chǎn)指標(biāo)惡化、難以操作，對(duì)壽命影響很大。
均和?。?精料技術(shù)要求爐料粒度要均勻、偏小。燒結(jié)生產(chǎn)要求粉礦的粒度＞8mm的含量要低，因?yàn)椋?mm的原礦燒不熟且會(huì)影響制粒效果；1.0mm~0.25mm的粒級(jí)含量要≤20%，這種準(zhǔn)顆粒它既不能成為制粒的核心，也不能黏附在粒核的外層，會(huì)嚴(yán)重影響混合料的透氣性，因此這一粒級(jí)所占比例應(yīng)該越低越好；呈片狀的鏡鐵礦粉難以制粒，配比一般不宜＞5%。
凈：爐料要凈。爐料的粒度＜5mm的含量要＜5%，粒度5mm~15mm的含量要＜30%。
好：鐵礦石的冶金性能要好，即還原性好（＞60%）、軟熔溫度高（＞1200℃）、軟熔區(qū)間窄（100℃~150℃）、還原粉化率和膨脹率低（＜15%~20%）等。
科學(xué)評(píng)價(jià)焦炭的作用與質(zhì)量
焦炭在高爐內(nèi)的作用主要包括：一是骨架作用，支撐高爐內(nèi)的爐料，可提高爐料的透氣性。二是與氧氣燃燒發(fā)熱提供熱量，高爐煉鐵熱量來源有78%是由碳素（焦炭、煤粉）燃燒獲得的。三是對(duì)鐵水滲碳，生鐵是鐵碳合金，含碳2%~6%。四是作為鐵礦石的還原劑，碳與鐵礦石反應(yīng)，將鐵礦石還原為鐵（直接還原反應(yīng)）；碳與氧氣燃燒，產(chǎn)生CO，使鐵礦石能進(jìn)行間接還原反應(yīng)；五是焦炭填充爐缸，使高爐好操作。
不同容積的高爐對(duì)焦炭質(zhì)量要求是不一樣的。大高爐對(duì)焦炭質(zhì)量的要求高。因?yàn)榇蟾郀t的料柱高，爐料的壓縮率大（＞15%）、易破碎；要使?fàn)t料透氣性好、壓差低，大高爐必須使用優(yōu)質(zhì)焦炭，以提高效能。否則，大高爐生產(chǎn)穩(wěn)定會(huì)受到嚴(yán)重負(fù)面影響。對(duì)于大高爐，焦炭的粒度要偏大些。
要關(guān)注對(duì)焦炭粒度上限和下限的要求。它會(huì)影響爐料的透氣性（正常爐料的空間系數(shù)是在0.4%），以及焦炭到達(dá)爐缸的粒度（一般爐缸焦炭的粒度會(huì)是裝爐時(shí)的50%~60%）。
在焦炭指標(biāo)中，M10指標(biāo)最重要，其嚴(yán)重影響爐料的透氣性，它變化0.2%，燃料比變化7kg/t。一般希望它的數(shù)值不大于7%。
大高爐要求焦炭的熱性能是對(duì)的，但并不絕對(duì)。因?yàn)榻固康臒嵝阅懿煌耆斫固康膶?shí)際性能，這是由實(shí)驗(yàn)條件決定的（取最好的焦，在100%CO2、1000℃條件下；而高爐內(nèi)實(shí)際條件是CO2含量約20%、1500℃）。筆者認(rèn)為，1000m3以下容積的高爐，不必過度追求焦炭的熱性能好。而且，不必過度追求焦炭的熱反應(yīng)性低。因?yàn)檫^低的反應(yīng)性，會(huì)使焦炭燃燒不足，熱量不夠，產(chǎn)生的CO量偏少，礦石間接還原度低，導(dǎo)致高爐燃料比升高。
要關(guān)注焦炭灰分中的有害雜質(zhì)含量，滿足煉鐵的要求。否則，對(duì)高爐生產(chǎn)會(huì)帶來負(fù)面影響。
外買焦炭含水分高，要進(jìn)行脫濕處理（可用熱風(fēng)爐廢氣），否則對(duì)高爐生產(chǎn)有負(fù)作用。
影響焦炭質(zhì)量的因素，主要包括4個(gè)方面：一是煤的成因，煤巖學(xué)的機(jī)理、指標(biāo)———J值、Y值、反射率等指標(biāo)是影響焦炭質(zhì)量的最根本因素，煉焦要用煤巖學(xué)去指導(dǎo)配煤。二是主焦煤、1/3主焦煤等煤種的配煤比對(duì)焦炭質(zhì)量的影響是決定性的；搗固焦少配主焦煤要有一個(gè)限度，否則高爐生產(chǎn)要受影響。三是煤調(diào)濕、干熄焦、裝爐煤密度、焦?fàn)t熱工制度等對(duì)焦炭質(zhì)量有一定的影響。四是焦炭的灰分、水分、硫分、揮發(fā)分對(duì)M40、M10和熱強(qiáng)度指標(biāo)均有不同程度的影響，指標(biāo)之間有一定的關(guān)聯(lián)性。
合理評(píng)價(jià)搗固焦
搗固焦提高煉焦煤的密度（由760kg/m3提高到1000kg/m3左右），煉焦可少配主焦煤，焦炭指標(biāo)有所改善，而且降低煉焦生產(chǎn)成本，對(duì)保護(hù)我國(guó)煤炭資源有利。同等重量的搗固焦體積，要比頂裝焦體積小18%左右。搗固焦的煤餅在炭化室內(nèi)溫度的梯度變窄，使搗固焦的裂紋增多，平均粒度變小。但是搗固煉焦減少主焦煤的配比要有度，（建議控制減少主焦煤的比例在8%~10%）不能是0，否則對(duì)高爐冶煉會(huì)有較大的負(fù)面影響。
希望搗固的煤密度不要大于1.0。否則，搗固焦的反應(yīng)性太低，高爐熱量偏低，煤氣中的CO含量會(huì)低，使礦石的間接還原度降低，造成高爐燃料比升高和產(chǎn)量下降。
搗固焦炭氣孔呈細(xì)長(zhǎng)狀、扁圓形，有時(shí)形成“盲腸”，平均孔徑比頂裝焦要小，焦炭的孔隙率也減少，使搗固焦與空氣接觸表面減少，造成焦炭反應(yīng)性差，形成的CO少；使鐵礦石在高爐內(nèi)的間接還原度下降，使煉鐵焦比增加，燃料比增加，產(chǎn)量下降。
搗固焦炭抗堿金屬能力差，粉化率高。如果鐵礦石的堿金屬含量高，高爐應(yīng)減少搗固焦炭的使用量。
搗固焦炭骨架支撐性能好，但透氣性差。對(duì)于小高爐，其料柱矮，煤氣阻力小，使用搗固焦炭對(duì)高爐操作壓差影響較小，小高爐生產(chǎn)能夠適應(yīng)使用搗固焦煉鐵。而大于2000m3的大型高爐，料柱高，爐料壓縮比可達(dá)10%～15%，使用搗固焦炭，高溫區(qū)焦炭破碎率升高，粉末增多，使?fàn)t料透氣性變差，會(huì)對(duì)高爐差壓有較大升高，造成高爐難以操作，生產(chǎn)不穩(wěn)定順行。
搗固焦顯微結(jié)構(gòu)不如頂裝焦，在高溫區(qū)和大沖擊力作用下，易產(chǎn)生裂紋，焦炭強(qiáng)度下降，因此大高爐使用搗固焦煉鐵的效果不好。
歐洲高爐和我國(guó)首鋼首秦金屬材料公司等企業(yè)高爐的生產(chǎn)實(shí)踐表明：煉鐵使用搗固焦炭后，會(huì)有降低高爐產(chǎn)量、燃料比升高、工序能耗升高的現(xiàn)象。煉鐵工作者的體會(huì)是，與頂裝焦炭指標(biāo)相比較，搗固焦炭冷熱強(qiáng)度性能值應(yīng)乘上一個(gè)0.8～0.85的折算系數(shù)。