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其中焦炭的成本占鐵水燃料成本的絕大部分。降低鐵水的燃料成本，國高爐燃料結(jié)構(gòu)大多為爐頂層裝冶金焦搭配風(fēng)口噴吹煤粉的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的思路主要是降低高爐燃料消耗或降低焦炭的配煤成本。對于大多數(shù)高爐操作而言，高爐的燃料消耗在已形成的操作理念下已達到較低的程度，很難進一步下降。對于降低配煤成本而言，一方面，大家擔(dān)心配煤成本的下降影響焦炭質(zhì)量，導(dǎo)致高爐順行和噴煤受影響；另一方面，高爐需要什么樣的焦炭，至今尚未達成一個反映高爐實際情況的被行業(yè)普遍認可又不過剩的質(zhì)量標準，甚至部分文獻表達了與焦炭熱性能現(xiàn)有評價截然相反的觀點，也影響了焦炭配煤成本的控制。本文通過花紋鋁板采用熱重試驗和新日鐵焦炭熱強度的檢測方法對不同反應(yīng)性燃料的互補性進行了研究，然后模擬高爐實際升溫制度和氣氛，研究不同反應(yīng)性的燃料在高爐內(nèi)各自的強度變化，通過熔滴試驗探討了價格便宜的高反應(yīng)性燃料的裝入方式，提出了花紋鋁板冶金焦搭配少部分高反應(yīng)性燃料的燃料結(jié)構(gòu)形式，以便使用部分高反應(yīng)性燃料替代冶金焦來降低鐵水燃料成本。試驗過程 試驗原料有冶金焦、高反應(yīng)性焦、蘭炭塊和燒結(jié)礦各一種，3種燃料的冶金性能及成分見表1試驗采用熱重試驗、新日鐵焦炭熱強度的檢測方法及熔滴試驗。兩種燃料不同比例混合后的熱重試驗結(jié)果。研究者采用熱重法研究了冶金焦和其他兩種燃料之間的交互作用，把冶金焦與高反應(yīng)性焦、蘭炭塊磨成粉后(100目)按照不同的比例混合在純CO2氣氛下進行氣化反應(yīng)。

   為冶金焦與高反應(yīng)性焦不同比例混合后的熱重試驗結(jié)果。若兩種燃料之間沒有交互作用，則不同比例混合物的氣化量連線應(yīng)為直線。由圖1可知，混合后的氣化量顯著大于其加權(quán)氣化量，尤其是當(dāng)高反應(yīng)性焦加入量較少時，偏差最大。這說明兩種不同方鋁管反應(yīng)性的燃料混合后，與CO2反應(yīng)更多地受高反應(yīng)性燃料的支配。將冶金焦與蘭炭塊混合后在熱重純CO2氣氛下的結(jié)果也證實了上述結(jié)果。固定失重下兩種燃料混合后的失重和強度變化。對于不同的高爐生產(chǎn)實績而言，焦炭進入風(fēng)口回旋區(qū)時其失重大約在20%30%參考新日鐵焦炭熱強度的檢測方法，將兩種花紋鋁板各100g混勻后放入反應(yīng)管內(nèi)，1100℃純CO2氣體條件下氣化，當(dāng)燃料氣化失重約30%時中斷試驗，分揀各單種燃料檢測各自的失重量和反應(yīng)后強度。表2和表3分別為冶金焦與高反應(yīng)性焦和蘭炭塊各100g混合后固定失重?zé)釓姸葯z測結(jié)果(因設(shè)備精度問題，失重難以準確控制在30%此外產(chǎn)生了少量粉末未歸集)固定失重的條件下，冶金焦分別與高反應(yīng)性焦和蘭炭塊混合后失重量大幅減少，遠遠低于平均值，因而其強度得到保護。這說明不同反應(yīng)性的焦炭若混合使用，存在著CO2搶奪性，高反應(yīng)性的焦炭可以保護低冶金焦使其相對“鈍化”冶金焦強度得到保護。同時，比較蘭炭和高反應(yīng)性焦炭的反應(yīng)后強度可知，蘭炭的熔損反應(yīng)更多地聚焦于表面，因而盡管其失重嚴重，但強度相對更好一點。高爐塊狀帶條件下冶金焦與其他燃料的交互作用。研究者模擬高爐冶煉條件，參考新日鐵焦炭熱強度的檢測方法，分別檢測冶金焦、高反應(yīng)性焦、蘭炭塊及冶金焦與高反應(yīng)性焦、冶金焦與蘭炭塊混合物在塊狀帶的熔損和強度變化。半左右，其對應(yīng)的強度也得到保護。高反應(yīng)性燃料裝料方式及使用效果比較。上述試驗證明了冶金焦搭配部分高反應(yīng)性燃料，能夠減少冶金焦在高爐內(nèi)的熔損反應(yīng)，保護其強度。研究者對高反應(yīng)性燃料與燒結(jié)礦是層裝還是混裝進行了試驗探索。根據(jù)常規(guī)的熔滴試驗方法，研究者將100g燃料與450g燒結(jié)礦混勻后裝入熔滴爐內(nèi)進行熔滴性能檢測，與常規(guī)上下層各50g燃料、中間層450g燒結(jié)礦的熔滴性能進行了比較。