近年來，我國煉鐵精料技術取得了較大進展。主要表現(xiàn)在，雖然品位下降，使用雜礦品種和數(shù)量增多，但通過提高燒結生產(chǎn)技術水平，積極采用先進技術裝備，燒結質(zhì)量在不斷提高，如燒結礦轉(zhuǎn)鼓強度提高、堿度提高、FeO含量下降、返礦率下降等，焦炭質(zhì)量也有進步。但是在當前原燃料質(zhì)量劣化的條件下，煉鐵生產(chǎn)更須要科學評價焦炭的質(zhì)量，選擇利于高爐穩(wěn)定順行的原燃料。
    高爐精料煉鐵的幾個要點
    國內(nèi)外煉鐵工作者均認為高爐煉鐵是以精料為基礎。高爐冶煉使用精料后，可以獲得優(yōu)良的技術經(jīng)濟指標，能夠有較高的經(jīng)濟效益。這是由冶金學基本原理所決定的。高爐精料水平對高爐生產(chǎn)指標的影響率約70%。在高冶煉強度、高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量對煉鐵生產(chǎn)指標的影響率約35%。精料技術的內(nèi)容包括：高、熟、穩(wěn)、凈、均、小、少、好。入爐礦石含鐵品位高是精料技術的核心。
     高：鐵礦石含鐵品位要高，爐料的轉(zhuǎn)鼓強度要高，燒結礦堿度要高（大于1.8倍）。當前，國內(nèi)外高爐煉鐵入爐鐵品位均處于下降趨勢，過度追求高品位既不現(xiàn)實，也不經(jīng)濟。因此，精料技術的核心已不是鐵品位高，而是爐料成分和質(zhì)量的穩(wěn)定。爐料質(zhì)量波動1%，會影響燃料比約7kg/t。當前，全國高爐生產(chǎn)存在的最大問題是生產(chǎn)不穩(wěn)定。原燃料供應和質(zhì)量不穩(wěn)定，已是影響高爐不穩(wěn)定的最大因素。
      熟：應注意的是現(xiàn)在高爐煉鐵已經(jīng)不再過度追求高的熟料比，煉鐵爐料結構提高高品位塊礦比，可調(diào)劑爐渣堿度，也可促進入爐礦含鐵品位的提高。為降低采購成本，應大力發(fā)展提高低價褐鐵礦使用比例、改善高褐鐵礦配比的燒結生產(chǎn)技術。
     少：《高爐煉鐵工藝設計規(guī)范》GB50427-2008要求爐料中（包括礦石、焦炭、煤粉）有害雜質(zhì)含量要少：堿金屬含量＜3kg/t（K對爐料和耐材的破壞作用比Na大十倍，要盡量減少K的含量）；S＜4.0%，P＜0.07%，K2O＜0.2%，Pb和Zn各＜0.15%，CuO＜0.2%，As＜0.1，Cl＜0.6%等。爐料中有害雜質(zhì)含量增加1%，高爐冶煉的經(jīng)濟性下降30元/噸~50元/噸。一些企業(yè)爐料有害雜質(zhì)含量超標，使高爐生產(chǎn)指標惡化、難以操作，對壽命影響很大。
     均和�。壕�料技術要求爐料粒度要均勻、偏小。燒結生產(chǎn)要求粉礦的粒度＞8mm的含量要低，因為＞8mm的原礦燒不熟且會影響制粒效果；1.0mm~0.25mm的粒級含量要≤20%，這種準顆粒它既不能成為制粒的核心，也不能黏附在粒核的外層，會嚴重影響混合料的透氣性，因此這一粒級所占比例應該越低越好；呈片狀的鏡鐵礦粉難以制粒，配比一般不宜＞5%。
     凈：爐料要凈。爐料的粒度＜5mm的含量要＜5%，粒度5mm~15mm的含量要＜30%。
     好：鐵礦石的冶金性能要好，即還原性好（＞60%）、軟熔溫度高（＞1200℃）、軟熔區(qū)間窄（100℃~150℃）、還原粉化率和膨脹率低（＜15%~20%）等。
     科學評價焦炭的作用與質(zhì)量
     焦炭在高爐內(nèi)的作用主要包括：一是骨架作用，支撐高爐內(nèi)的爐料，可提高爐料的透氣性。二是與氧氣燃燒發(fā)熱提供熱量，高爐煉鐵熱量來源有78%是由碳素（焦炭、煤粉）燃燒獲得的。三是對鐵水滲碳，生鐵是鐵碳合金，含碳2%~6%。四是作為鐵礦石的還原劑，碳與鐵礦石反應，將鐵礦石還原為鐵（直接還原反應）；碳與氧氣燃燒，產(chǎn)生CO，使鐵礦石能進行間接還原反應；五是焦炭填充爐缸，使高爐好操作。
不同容積的高爐對焦炭質(zhì)量要求是不一樣的。大高爐對焦炭質(zhì)量的要求高。因為大高爐的料柱高，爐料的壓縮率大（＞15%）、易破碎；要使爐料透氣性好、壓差低，大高爐必須使用優(yōu)質(zhì)焦炭，以提高效能。否則，大高爐生產(chǎn)穩(wěn)定會受到嚴重負面影響。對于大高爐，焦炭的粒度要偏大些。
     要關注對焦炭粒度上限和下限的要求。它會影響爐料的透氣性（正常爐料的空間系數(shù)是在0.4%），以及焦炭到達爐缸的粒度（一般爐缸焦炭的粒度會是裝爐時的50%~60%）。
     在焦炭指標中，M10指標最重要，其嚴重影響爐料的透氣性，它變化0.2%，燃料比變化7kg/t。一般希望它的數(shù)值不大于7%。
大高爐要求焦炭的熱性能是對的，但并不絕對。因為焦炭的熱性能不完全代表焦炭的實際性能，這是由實驗條件決定的（取最好的焦，在100%CO2、1000℃條件下；而高爐內(nèi)實際條件是CO2含量約20%、1500℃）。筆者認為，1000m3以下容積的高爐，不必過度追求焦炭的熱性能好。而且，不必過度追求焦炭的熱反應性低。因為過低的反應性，會使焦炭燃燒不足，熱量不夠，產(chǎn)生的CO量偏少，礦石間接還原度低導致高爐燃料比升高。
     要關注焦炭灰分中的有害雜質(zhì)含量，滿足煉鐵的要求。否則，對高爐生產(chǎn)會帶來負面影響。
     外買焦炭含水分高，要進行脫濕處理（可用熱風爐廢氣），否則對高爐生產(chǎn)有負作用。
     影響焦炭質(zhì)量的因素，主要包括4個方面：一是煤的成因，煤巖學的機理、指標———J值、Y值、反射率等指標是影響焦炭質(zhì)量的最根本因素，煉焦要用煤巖學去指導配煤。二是主焦煤、1/3主焦煤等煤種的配煤比對焦炭質(zhì)量的影響是決定性的；搗固焦少配主焦煤要有一個限度，否則高爐生產(chǎn)要受影響。三是煤調(diào)濕、干熄焦、裝爐煤密度、焦爐熱工制度等對焦炭質(zhì)量有一定的影響。四是焦炭的灰分、水分、硫分、揮發(fā)分對M40、M10和熱強度指標均有不同程度的影響，指標之間有一定的關聯(lián)性。
     合理評價搗固焦
     搗固焦提高煉焦煤的密度（由760kg/m3提高到1000kg/m3左右），煉焦可少配主焦煤，焦炭指標有所改善，而且降低煉焦生產(chǎn)成本，對保護我國煤炭資源有利。同等重量的搗固焦體積，要比頂裝焦體積小18%左右。搗固焦的煤餅在炭化室內(nèi)溫度的梯度變窄，使搗固焦的裂紋增多，平均粒度變小。但是搗固煉焦減少主焦煤的配比要有度，（建議控制減少主焦煤的比例在8%~10%）不能是0，否則對高爐冶煉會有較大的負面影響。
     希望搗固的煤密度不要大于1.0。否則，搗固焦的反應性太低，高爐熱量偏低，煤氣中的CO含量會低，使礦石的間接還原度降低，造成高爐燃料比升高和產(chǎn)量下降。
     搗固焦炭氣孔呈細長狀、扁圓形，有時形成“盲腸”，平均孔徑比頂裝焦要小，焦炭的孔隙率也減少，使搗固焦與空氣接觸表面減少，造成焦炭反應性差，形成的CO少；使鐵礦石在高爐內(nèi)的間接還原度下降，使煉鐵焦比增加，燃料比增加，產(chǎn)量下降。
搗固焦炭抗堿金屬能力差，粉化率高。如果鐵礦石的堿金屬含量高，高爐應減少搗固焦炭的使用量。
     搗固焦炭骨架支撐性能好，但透氣性差。對于小高爐，其料柱矮，煤氣阻力小，使用搗固焦炭對高爐操作壓差影響較小，小高爐生產(chǎn)能夠適應使用搗固焦煉鐵。而大于2000m3的大型高爐，料柱高，爐料壓縮比可達10%～15%，使用搗固焦炭，高溫區(qū)焦炭破碎率升高，粉末增多，使爐料透氣性變差，會對高爐差壓有較大升高，造成高爐難以操作，生產(chǎn)不穩(wěn)定順行。
     搗固焦顯微結構不如頂裝焦，在高溫區(qū)和大沖擊力作用下，易產(chǎn)生裂紋，焦炭強度下降，因此大高爐使用搗固焦煉鐵的效果不好。
     歐洲高爐和我國首鋼首秦金屬材料公司等企業(yè)高爐的生產(chǎn)實踐表明：煉鐵使用搗固焦炭后，會有降低高爐產(chǎn)量、燃料比升高、工序能耗升高的現(xiàn)象。煉鐵工作者的體會是，與頂裝焦炭指標相比較，搗固焦炭冷熱強度性能值應乘上一個0.8～0.85的折算系數(shù)。

來源：中國冶金報