基本介紹
- 中文名：鐵合金焦
- 外文名：coke for ferroalloy
- 屬性：焦炭
- 用途：用於礦熱爐冶煉鐵合金
- 顏色：黑色
簡介,鐵合金焦還原反應,矽鐵合金生產對焦炭的要求,影響鐵合金焦質量的工藝因素,
簡介
鐵合金焦(coke for ferroalloy)是指供冶煉鐵合金的礦熱爐用的冷金焦。礦熱爐所用的炭質還原劑種類很多，有冶金焦的篩下焦、氣化焦、氣煤焦、弱粘煤塊焦、褐煤焦、石油焦、木炭、無煙塊煤和貧煤塊煤等。鐵合金焦是其中套用最多和質量較好的一種。
鐵合金焦還原反應
鐵合金焦在礦熱爐中作為固態還原劑參予還原反應，反應主要在爐子中下部的高溫區進行。以冶煉矽鐵合金為例，其反應式為SiO2(液)+2C(固)= Si(液)+2CO(氣)，隨著反應的進行，焦炭中的固定碳不斷消耗，主要以CO形式從爐頂逸出。焦炭灰分中的Fe2O3、Al2O3、CaO、 MgO和P2O5等，部分或大部分被還原出來，進入合金中，不參加反應的部分進入爐渣。焦炭中的S與Si生成SiS和SiS2後揮發掉。冶煉不同品種的鐵合金，對焦炭的質量要求不一，生產矽鐵合金時對焦炭質量要求最高，所以能滿足矽鐵合金生產的鐵合金焦，一般也能滿足其他鐵合金生產的要求。
矽鐵合金生產對焦炭的要求
矽鐵合金生產對焦炭的要求是：固定碳含量高，灰分低，灰中有害雜質Al2O3和P2O5等的含量要少，焦炭反應性好，焦炭電阻率特別是高溫電阻率要大，揮發分要低，有適當的強度和適宜的塊度，水分少而穩定等。固定碳高，則所需焦炭總量少，帶入的灰分和有害雜質也相對少。這樣，渣量少、電耗低、合金品位高。反應性良好的焦炭，可使還原反應在比較低的溫度下開始、反應區向礦熱爐上部擴展，還原反應較為充分，可提高單爐產量。比電阻大的鐵合金焦，可提高整個爐料的電阻，增加電極下插深度，使高溫區下移，反應區擴大，減少已被還原的元素揮發，改善熱利用率，降低電耗。鐵合金焦應有適當的強度，否則會增大粉焦量，影響爐口料面的透氣性，導致爐況惡化。鐵合金焦的水分若波動大，焦量不易配準，造成爐況波動。水分過大，則蒸發水時消耗熱能過多，使礦熱爐電耗增加。蘇聯國家標準規定灰含量為11%和13%的冶金焦篩下焦(粒度為10-25mm和8-25mm)可作為鐵合金焦。德國冶煉鐵合金時，往往以三四種炭質還原劑與鐵合金焦搭配使用。中國尚沒有專用於鐵合金焦的國家標準，僅有部分生產廠的企業標準。大多數生產鐵含金的礦熱爐使用的還是冶金焦的篩下焦和氣化焦。
影響鐵合金焦質量的工藝因素
影響鐵合金焦質量的工藝因素主要有原料煤的性質和炭化溫度等。煤的變質程度直接影響焦炭的電阻率和反應性。要煉製出電阻率大、反應性好的鐵合金焦，應選擇中、高揮發分煤作為原料煤(如褐煤、長焰煤、弱粘煤和不粘煤等)。煤料從分低、灰中有害雜質少，則煉製出的焦炭固定碳含量高，用這種焦炭可冶煉出高品位的鐵合金。要保證焦炭有足夠的強度，原料煤必須具備一定的粘結性或足夠的熱穩定性。炭化終溫高時，焦炭機械強度較好，但電阻率和反應性有所降低。如焦餅中心溫度為800℃時，焦炭電阻率為0.05Ω·m，反應性(1100℃時的α值)為61.7%；當焦餅中心溫度達900℃，則焦炭電阻率降至0.01980Ω·m，反應性降至51.5%。縮短炭化周期，焦炭揮發分高，電阻率增大，但強度變差。
利用型焦製備工藝可由灰分低、反應性能好、電阻率大的粉煤生產鐵合金用型焦，且可利用常規焦爐和直立爐均無法利用的非煉焦粉煤和加入所需的礦粉。
