替焦炭,目前除波兰和韩国比较成功外,大都仍在试验、探索中。
型焦的主要特点是焦块的尺寸一致、密度高、反应能力低,耐磨性优于焦炭,但高温(1600℃下)强度低于焦炭。
型焦的基本原材料是焦炭末、无烟煤粉和石油焦末,用沥青、焦油、焦煤作粘结剂,混合后用模具压成团块,再经高温煅烧焦化而成。由于焦炭末、无烟煤粉都是再循环使用的物料,因而生产成本低于焦炭。必要时,其中还可加入石灰粉,使其在熔炼过程中有脱硫作用。
波兰在1950年代后期即已开始生产型焦,供高炉和冲天炉用,1960年代生产能力约60万吨/年。铸造用型焦的尺寸,有125×90×55 mm和140×112×75 mm两种,主要用于其国内和当时的民主德国,目前的情况不详。
目前,韩国年产铸造型焦9万吨左右,占其全国冲天炉燃料中的2/3左右。型焦所用的原材料中,焦炭末、无烟煤粉和石油焦末约占80%,粘结剂焦油和焦煤约占20%。韩国的铸造型焦为圆柱体,尺寸有两种:φ135×135mm和φ115×115mm。压制型焦的压力为29.4MPa,成形后在1000℃下碳化40 min左右。
美国的铸造型焦,目前仍在试生产阶段。型焦的块度为140×112×76 mm,压制成形后在980~1080℃、惰性气氛中焦化。
我国最早生产型焦的是宁夏石嘴山焦化厂。后来,河南永城市的神火公司永开始生产。最近,河南平顶山也生产型焦。看来,推广应用型焦的关键,在于制造厂加强与铸造企业和科研院所的合作,优化型焦的生产工艺。铸造厂则应在使用方面充分掌握型焦的特点。
4、无烟煤的应用
含挥发性物质较少的无烟煤,有很多与焦炭类似的性质,热值在32~35 MJ/kg之间,略高于铸造焦炭的30~31 MJ/kg。无烟煤的密度高于焦炭,如以相同的重量代替部分焦炭,燃料在炉内所占的体积较小,更有利于热量向金属炉料传递。 如果无烟煤处于冲天炉的熔化带,其化学、物理性质应该与焦炭大致相同。 无烟煤的问题是:不同地区产出的无烟煤,其挥发分的含量可能有相当大的差别。如果挥发分含量较高,在冲天炉内随料层下降时,挥发分的释放就可能导致煤块的破裂,使炉内产生很高的背压,还可能导致碎煤随炉气排出。这是用无烟煤代
替焦炭的最大障碍。
据法国铸造工业技术中心的调查,用无烟煤代替部分焦炭的工艺方法目前颇受重视,美国已有铸造厂进行生产性试验。
在冲天炉中用无烟煤代替焦炭,应注意以下两点:
1、选用挥发分低的无烟煤。如煤中挥发分高,则应先予以煅烧处理; 2、不能代替底焦,只能用于层焦,用量一般为10~20%。