焦粉压块替代铁合金焦试验研究

　焦粉是冶金生产企业焦碳破碎、运输、使用过程中时产生的副产物，一般粒度在8mlTl以下，因粒度小，高炉无法使用，一般用作其他工艺的燃料而配用(如烧结添加替代无烟煤)，由于焦粉硬度较高难破碎、难筛分，此外高含水率导致运输性差，使用中存在较多问题。

　　2试验条件

　　2.1原料

　　试验所用蓝炭、焦粉和硅石为酒钢所提供，钢屑和石墨电极外购。对酒钢蓝炭、焦粉进行各项理化性能的测试。焦粉含灰分较高，且比电阻和反应能力均不如蓝炭。

　　2.2压块

　　综合考虑试验炉的容量和压块的强度，设计压块块度为40m×40mm×30mm，硅石和焦粉的粒度均取≤3mm。试验采用膨润土和糖浆作粘结剂。

　　2.3试验炉

　　试验炉系单相敞口式矿热炉，炉底和炉壁外层砌砖，工作层均用镁砂加卤水打结。变压器容量为180kVA的普通变压器，不带强油水冷，属中频感应炉和电渣炉的配套设备。二次电压为35V，常用二次电流为3000—4000A。顶、底电极均为石墨电极，顶电极尺寸为?100mm?1600mm；底电极为150mm×550mm。

　　3试验操作

　　为使用蓝炭和压块法两种工艺的试验结果具有可比性，对相关操作程序进行了规范。

　　3.1用料量

　　两种工艺的用料量(即人炉料的数量)均以200kg硅石配人量为基准，并做为一个试验周期。

　　3.2开炉

　　两种工艺都是在柴烘后未经电烘就直接引弧投料，因此炉内初始温度处于相同水平，且出第一炉铁的时间不受其他因素的影响。

　　4试验结果及分析

　　压块法所用原料块度非常均匀(如高炉炼铁用球团)，因此，炉料透气性很好，料面火苗均匀，大大减轻了扎眼和捣炉的劳动强度。而用蓝碳生产，由于原料粒度不匀称，堆比重大。当炉内温度升高后，炉料易粘结在一起，影响透气性，局部刺火现象比较严重，从而增加了炉口维护的工作量和强度。

　　压块法加快了反应速度。由于焦炭粒度小，使相同数量的焦炭颗粒增多，即比表面积增大，从而对si和SiO的吸附能力增强；另外硅石粒度也小，且与焦炭接触均匀、紧密，接触面积大大增加。用蓝碳生产，既使混料均匀，也不可能具备上述优点，因此反应速度相对要慢些。

　　电极深而稳定地插入炉料是炉况正常的重要标志之一。通常要求埋在炉料中的电极端头距炉底相当于0.67倍电极直径为宜，而端头埋人炉料的深度，以1.5倍电极直径为宜。

　　同等条件下，压块法更有利于电极深插，因为炉料的电阻主要决定于焦炭，而压块的细粒焦比使用的焦碳具有更高的比电阻。

　　压块法加料时，电流变化较平稳；而使用蓝碳时电流升幅大，电流表指针波动也大。

　　电流的大小和稳定性与电极同炉料中主要导电物质——焦炭的接触状况有很大关系，接触面积大，电流也大；接触不均匀，电流也不稳定。对压块法来说，焦粒在炉料中的分布是均匀的，即炉内电阻分布均匀，因此电流变化相对平稳。而用蓝碳时则难以做到分布均匀，若遇上加偏料，对电流稳定性的影响就更大。压块法中，焦炭烧损率比较大，这不仅会增大生产成本，而且如估计不准，极易引发炉料缺碳，恶化炉况，补救困难。而用蓝炭生产一般不会出现因焦炭严重烧损而导致的缺碳情况，除非配料不准和操作失误。

　　实践表明，焦粉烧损率与配制料的粒度、压块块度和密度以及料层厚度有很大关系。本试验中，焦粉粒度≤3mm，炉膛深度为450m1.／l，料层较薄，难免加大烧损。大工业生产情况会有所改善，但也要预先做好摸索烧损率的试验。

　　5结语

　　(1)用酒钢自产焦粉与碎硅石造块作原料，可以冶炼出合格的硅铁，压块的质量可以满足冶炼要求。

　　(2)与用蓝炭生产硅铁相比，焦粉压块法的炉料透气性非常好，刺火现象较少发生，明显减轻了扎气眼和捣炉的劳动强度。

　　(3)焦粉压块法的电流变化平稳，利于电极深插，炉料熔化速度较快，具有节能的潜在优势。

　　(4)压块法的焦粉烧损比较严重，容易引起缺碳，恶化炉况，影响其他各项指标。相对而言，使用蓝碳较少出现这种现象，在实际使用中应该予以关注。

　　(5)压块法的生产成本略低于用蓝炭生产，在实际使用中部分配用，可以达到回收资源，节约消耗的目的。