铁合金焦

　　铁合金焦1是用于矿热炉铁合金焦(coke for ferroalloy)是指供冶炼铁合金的矿热炉用的冷金焦。矿热炉所用的炭质还原剂种类很多，有冶金焦的筛下焦、气化焦、气煤焦、弱粘煤块焦、褐煤焦、石油焦、木炭、无烟块煤和贫煤块煤等。铁合金焦是其中应用最多和质量较好的一种。冶炼铁合金的一种焦炭。

　　简介

　　铁合金焦(coke for ferroalloy)是指供冶炼铁合金的矿热炉用的冷金焦。矿热炉所用的炭质还原剂种类很多，有冶金焦的筛下焦、气化焦、气煤焦、弱粘煤块焦、褐煤焦、石油焦、木炭、无烟块煤和贫煤块煤等。铁合金焦是其中应用最多和质量较好的一种1。

　　铁合金焦还原反应

　　铁合金焦在矿热炉中作为固态还原剂参予还原反应，反应主要在炉子中下部的高温区进行。以冶炼硅铁合金为例，其反应式为SiO2(液)+2C(固)= Si(液)+2CO(气)，随着反应的进行，焦炭中的固定碳不断消耗，主要以CO形式从炉顶逸出。焦炭灰分中的Fe2O3、Al2O3、CaO、 MgO和P2O5等，部分或大部分被还原出来，进入合金中，不参加反应的部分进入炉渣。焦炭中的S与Si生成SiS和SiS2后挥发掉。冶炼不同品种的铁合金，对焦炭的质量要求不一，生产硅铁合金时对焦炭质量要求最高，所以能满足硅铁合金生产的铁合金焦，一般也能满足其他铁合金生产的要求1。

　　硅铁合金生产对焦炭的要求

　　硅铁合金生产对焦炭的要求是：固定碳含量高，灰分低，灰中有害杂质Al2O3和P2O5等的含量要少，焦炭反应性好，焦炭电阻率特别是高温电阻率要大，挥发分要低，有适当的强度和适宜的块度，水分少而稳定等。固定碳高，则所需焦炭总量少，带入的灰分和有害杂质也相对少。这样，渣量少、电耗低、合金品位高。反应性良好的焦炭，可使还原反应在比较低的温度下开始、反应区向矿热炉上部扩展，还原反应较为充分，可提高单炉产量。比电阻大的铁合金焦，可提高整个炉料的电阻，增加电极下插深度，使高温区下移，反应区扩大，减少已被还原的元素挥发，改善热利用率，降低电耗。铁合金焦应有适当的强度，否则会增大粉焦量，影响炉口料面的透气性，导致炉况恶化。铁合金焦的水分若波动大，焦量不易配准，造成炉况波动。水分过大，则蒸发水时消耗热能过多，使矿热炉电耗增加。苏联国家标准规定灰含量为11%和13%的冶金焦筛下焦(粒度为10-25mm和8-25mm)可作为铁合金焦。德国冶炼铁合金时，往往以三四种炭质还原剂与铁合金焦搭配使用。中国尚没有专用于铁合金焦的国家标准，仅有部分生产厂的企业标准。大多数生产铁含金的矿热炉使用的还是冶金焦的筛下焦和气化焦1。

　　影响铁合金焦质量的工艺因素

　　影响铁合金焦质量的工艺因素主要有原料煤的性质和炭化温度等。煤的变质程度直接影响焦炭的电阻率和反应性。要炼制出电阻率大、反应性好的铁合金焦，应选择中、高挥发分煤作为原料煤(如褐煤、长焰煤、弱粘煤和不粘煤等)。煤料从分低、灰中有害杂质少，则炼制出的焦炭固定碳含量高，用这种焦炭可冶炼出高品位的铁合金。要保证焦炭有足够的强度，原料煤必须具备一定的粘结性或足够的热稳定性。炭化终温高时，焦炭机械强度较好，但电阻率和反应性有所降低。如焦饼中心温度为800℃时，焦炭电阻率为0.05Ω·m，反应性(1100℃时的α值)为61.7%；当焦饼中心温度达900℃，则焦炭电阻率降至0.01980Ω·m，反应性降至51.5%。缩短炭化周期，焦炭挥发分高，电阻率增大，但强度变差1。

　　利用型焦制备工艺可由灰分低、反应性能好、电阻率大的粉煤生产铁合金用型焦，且可利用常规焦炉和直立炉均无法利用的非炼焦粉煤和加入所需的矿粉。

　　本词条内容贡献者为:

　　石季英 - 副教授 - 天津大学