第3期 吴胜利等：焦炭反应性对高炉块状带含铁炉料还原的影响 285· 积分数的变化很小，通入炉内的气相组成差异很 催化剂获得的调制焦炭，其催化剂在焦炭颗粒中的 小，这主要是由于焦炭A的反应性很低的缘故：对 附着质量浓度呈现从颗粒表层到颗粒内层逐渐降低 于经过调制反应性的焦炭B、C、D和E而言，气 的态势，故随着反应时间的延长，焦炭颗粒与CO2 相中C0体积分数有明显的升高，而CO2体积分 的反应速率是从表层到内层逐渐减小.图4所示的 数则有明显降低，且反应性越高的焦炭对额外制造 实验过程调制焦炭的实时失重变化可以佐证这一推 CO的贞献越大，相应地消耗CO2的能力也越强， 断.焦炭失重量的逐渐减少，致使气相中CO体积 可更大幅度地提升煤气的还原势，从而有助于加速 分数不断降低，CO2体积分数逐渐升高. 铁矿石在高炉炉身块状带的还原 应当指出：鉴于焦炭在高炉中的“骨架”作用， 另外，除了低反应性的焦炭A之外，使用其他 我们并不希望焦炭在炉身块状带“从外到里”全颗 四种调制焦炭的条件下，随着反应时间的延长，CO 粒范围反应，因为这样会引起焦炭强度的下降.本 体积分数逐渐降低，CO2体积分数不断升高.分析 研究调制的高反应性焦炭星现了我们希望的反应 这一现象可知：以反应性低的焦炭A为基通过浸泡 模式 46(a) 18 (b) 16 D 入炉前混合气体中CO体积分数 40 12 38 10 ◆ 34 ~人炉前混合气体中CO体积分数 实 00 20 406080 100 120 20 40 6080 100 120 恒温时间/min 恒温时间/min 图3焦炭反应性对料层CO(a)和CO2(b)实时体积分数的影响 Fig.3 Effect of coke reactivity on the CO(a)and CO2(b)volume fractions of the material layer ☑恒温10min时刻 在炉料和气体成分一定的条件下，料层乐差主 0.5 ☐恒温40min时刻 Ⅲ恒温120min时刻 要与料层空隙度和料层气体流量有关.由欧根方程 0.4 可知：料层空隙度越大，压差越小：料层中气体流 0.3 量越大，压差越大 0.2 400 350 0.1 300 0.0 B D 250 焦炭种类 200 图4五种焦炭900℃下的实时失重 Fig.4 Real-time weight loss of five kinds of coke at 900 'C 100 23焦炭反应性对料层透气性的影响 D 焦炭种类 在高炉块状带的铁矿石还原过程中，料层透气 性对其还原效率起着重要的作用，料层透气性好， 图5焦炭反应性对料层压差的影响 则有利于还原气体均匀通过料层，从而可有效还原 Fig.5 Effect of coke reactivity on the pressure difference of the material layer 铁矿不.使用反应性高的焦炭，是否会因为焦炭受 碳素溶损反应的影响而强度下降，最终影响料层透 由图5可知：尽管A、B、C、D和E五种焦炭的 气性，对此木文实验考察了使用不同反应性焦炭的 反应性有较大差别，但料层的压差却变化很小：随 料层气体压力损尖（压差）变化.图5给出了五种焦 着焦炭的反应性增强，料层压差略有增大趋势，但 炭条件下料层的：差比较. 是本实验中使用最高反应性的焦炭E时，与最低反第 期 吴胜利等 焦炭反应性对高炉块状带含铁炉料还原的影响 · · 积分数的变化很小, 与通入炉内的气相组成差异很 小, 这主要是 由 几焦炭 的反应性很低的缘故 对 于经过调制反应性的焦炭 、 、 和 而言 , 气 相中 体积分数有 明显的升高, 而 体积分 数则有明显 降低 , 且反应性越高的焦炭对额外制造 的贡献越大 , 相应地消耗 的能力也越 强, 可更大幅度地提升煤气的还原势 , 从而有助于加速 铁矿石在高炉炉身块状带的还原 另外, 除了低反应性的焦炭 之外, 使用其他 四种调制焦炭的条件下, 随着反应时间的延长 , 体积分数逐渐 降低 , 体积分数不断升高 分析 这一现象可知 以反应性低的焦炭 为基通过浸泡 催化剂获得 的调制焦炭, 其催化剂在焦炭颗粒 中的 附着质量浓度呈现从颗粒表层到颗粒 内层逐渐 降低 的态势, 故随着反应时间的延长, 焦炭颗粒与 的反应速率是从表层到内层逐渐减小 图 所示的 实验过程调制焦炭的实时失重变化可以佐证这一推 断 焦炭失重量的逐渐减少 , 致使气相中 体积 分数不断降低, 体积分数逐渐升高 应当指 出 鉴于焦炭在高炉中的 “骨 架” 作用, 我们并不希望焦炭在炉身块状带 “从外到里 ” 全颗 粒范围反应, 因为这样会引起焦炭强度的下降 本 研究调制的高反应性焦炭呈现 了我们 希望的反应 模式 一 州一峪 习` 一人炉前混合气体中 。体积分数工一碧 一乒参萝 ,八︸﹄ 一 长袜象众岔于噢宾彩享`。 人炉前混合气体中 体积分数 性连任通口八六﹄仕刃月`力八乙` 纂求址钵彩岔于宾迪掌。 占 恒温时间 图 焦炭反应性对料层 和 恒温时间 实时体积分数的影响 ` 盯 恒温 时刻 恒温 时刻 恒温 时刻 翻口皿 于 。 在炉料和气体成分一定的条件下, 料层压差主 要一与料层空隙度和料层气体流量有关 由欧根方程 可知 料层空隙度越大 , 压差越小 料层 中气体流 量越大, 压差越大 连山 葬绷田迪` ︷勺`口 褂恻侧水巴三日· 焦炭种类 图 五种焦炭 ℃下的实时失重 一 焦炭反应性对料层透气性的影响 在高炉块状带 的铁矿石还原过程中, 料层透气 性对其还原效率起着 重要的作用 , 料层透气性 好, 则有利于还原气体均匀通过料层, 从而可有效还原 铁矿石 使用反应性高的焦炭 , 是否会因为焦炭受 碳素溶损反应的影响而强度下降, 最终影响料层透 气性, 对此木文实验考察了使用不同反应性焦炭的 料层气体压力损失 玉差 变化 图 给 出了五种焦 炭条件下料层的压差比较 一焦炭种类 图 焦炭反应性对料层压差的影响 由图 可知 尽管 、 、 、 和 五种焦炭的 反应性有较大差别, 但料层的压差却变化很小 随 着焦炭的反应性增强, 料层压差略有增大趋势 , 但 是本实验中使用最高反应性的焦炭 时, 与最低反