结果与讨论
对于焦炭的反应性,常规认识是焦炭反应性低、熔损起始温度高更好,以便炉身间接还原充分发展,提高煤气利用率,部分研究者甚至研究了焦炭的钝化措施。但近十几年来,自日本提出高反应性、高强度焦炭的思路后,国内不少研究者提出了降低焦炭熔损反应起始温度、提高焦炭反应性的观点,认为高反应性焦可以降低高炉热储备区温度,促进高炉内铁氧化物的还原,达到降低炼铁燃料消耗并减少CO2排放的目的。该观点的理由是基于Rist 操作线和“叉子”曲线。由于Rist 操作线和“叉子”曲线仅仅解释了使用高反应性焦的热力学平衡条件更好,因而部分学者提出了使用高反应性焦的前提条件是烧结矿具有良好的还原性和良好的煤气分布。
事实上,评估提高焦炭反应性能否降低燃料消耗的唯一条件是炉顶煤气利用率是否得到提高。煤气利用率低、燃料消耗高的高炉,从高炉的物料平衡和热平衡计算来看,焦炭在风口气化相对较多,因而,其高炉内的CO绝对量以及还原势相对煤气利用率高的高炉更能够满足热力学平衡条件,人为地提高焦炭的反应性,其实是不必要的,甚至是适得其反。从某种程度上讲,提高炉料的还原性和优化煤气分布的确是提高煤气利用率的关键,但这与焦炭的反应性可能关系不大。
相对来说,传统的观念追求焦炭反应性低、熔损起始温度高的方向更有理论依据,所欠考虑的是不同高炉内焦炭的熔损量波动并不是太大,而新日铁发布的检测方法导致不同的焦炭熔损量差别很大,因而强度差别也会很大。
降低铁水燃料成本,可否从新的思路来考虑?冶金焦搭配少量低价、反应性高的燃料,让熔损反应消耗低价燃料,既能保证冶金焦的强度,又能提高含铁炉料进入软熔带区域的金属化率,尽管煤气利用率可能不会得到提高。
按照这一思路,高反应性的燃料使用量不宜超过焦炭的熔损量,即小于20%的冶金焦量。此外,从熔滴性能来看,高反应性焦比兰炭块更好。