熔损介质对焦炭气化及反应后强度变化的影响

高炉冶炼过程中,焦炭是保证产品质量和高炉顺行的关键,主要作用是提供热量、还原剂、渗碳剂、高炉料柱骨架[1-2].伴随着富氧喷吹技术的进步,高炉焦比大幅度降低,焦炭作为高炉料柱骨架作用的要求越来越高,高炉料柱中其他原料下降到软熔带不断融化,而只有焦炭不融化也不软化且结构为多孔状,才可以像骨架一样支撑高炉内部被软化的矿石原料,使煤气可以顺利上升,保持高炉炉况顺行[3-5].这也是目前其他燃料无法替代焦炭的主要原因.焦碳必须具有足够的强度才能使其在冶炼过程中不被粉化,确保料柱的透气性,保证高炉稳定运行[4].但焦炭在高炉中会与CO2、水蒸气发生气化反应加剧焦炭的熔损劣化,导致其强度快速下降.李家新等[6]发现水蒸气与焦炭的气化反应速率远高于CO2与焦炭的反应速率.赵晴晴等[7]采用圆柱型焦炭研究焦炭熔损行为,发现水蒸气条件下熔损率为CO2条件下的2～5倍.郭文涛等[8]研究焦炭气化后孔隙结构,发现在水蒸气条件下,气化后焦炭的平均孔径比CO2条件下小,高温抗压强度也较高.方觉等[9-10]研究焦炭高温抗压强度与失碳率关系,发现焦炭失碳率在40％以内,抗压强度与失碳率近似呈直线关系.