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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(guó)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(duì)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(dá)到較低的程度，很難進(jìn)一步下降。對(duì)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(dá)成一個(gè)反映高爐實(shí)際情況的被行業(yè)普遍認(rèn)可又不過剩的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，甚至部分文獻(xiàn)表達(dá)了與焦炭熱性能現(xiàn)有評(píng)價(jià)截然相反的觀點(diǎn)，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(yàn)和新日鐵焦炭熱強(qiáng)度的檢測(cè)方法對(duì)不同反應(yīng)性燃料的互補(bǔ)性進(jìn)行了研究，然后模擬高爐實(shí)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(qiáng)度變化，通過熔滴試驗(yàn)探討了價(jià)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(yàn)過程 試驗(yàn)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(yàn)采用熱重試驗(yàn)、新日鐵焦炭熱強(qiáng)度的檢測(cè)方法及熔滴試驗(yàn)。兩種燃料不同比例混合后的熱重試驗(yàn)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(jìn)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(yàn)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(shí)，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(shí)了上述結(jié)果。固定失重下兩種燃料混合后的失重和強(qiáng)度變化。對(duì)于不同的高爐生產(chǎn)實(shí)績(jī)而言，焦炭進(jìn)入風(fēng)口回旋區(qū)時(shí)其失重大約在20%30%參考新日鐵焦炭熱強(qiáng)度的檢測(cè)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(shí)中斷試驗(yàn)，分揀各單種燃料檢測(cè)各自的失重量和反應(yīng)后強(qiáng)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?qiáng)度檢測(cè)結(jié)果(因設(shè)備精度問題，失重難以準(zhǔn)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于平均值，因而其強(qiáng)度得到保護(hù)。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(hù)低冶金焦使其相對(duì)“鈍化”冶金焦強(qiáng)度得到保護(hù)。同時(shí)，比較蘭炭和高反應(yīng)性焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)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(yán)重，但強(qiáng)度相對(duì)更好一點(diǎn)。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(qiáng)度的檢測(cè)方法，分別檢測(cè)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(qiáng)度變化。半左右，其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度也得到保護(hù)。高反應(yīng)性燃料裝料方式及使用效果比較。上述試驗(yàn)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(hù)其強(qiáng)度。研究者對(duì)高反應(yīng)性燃料與燒結(jié)礦是層裝還是混裝進(jìn)行了試驗(yàn)探索。根據(jù)常規(guī)的熔滴試驗(yàn)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(jìn)行熔滴性能檢測(cè)，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(jìn)行了比較。