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焦炭在高炉炼铁中的作用是什么

  焦炭在高炉炼铁中起着至关重要的作用,具体来说,主要包括以下几个方面:

  一、提供热量

  焦炭在风口区燃烧生成二氧化碳并放出大量的热,这些热量几乎是高炉中矿石还原、融化的全部热源。焦炭灰分低且保持一定的块度,是确保燃烧情况良好的必要条件。

  二、作为还原剂

  高炉中矿石的还原是通过间接还原和直接还原两种方式进行的。在这两种还原方式中,所需的还原气体CO主要由焦炭提供。

  间接还原:从约400℃开始,上升的炉气中的CO还原矿石,使氧化铁逐步从高价铁还原成低价铁,直至金属铁,同时产生CO2。

  直接还原:在高炉中约850℃以上开始,由于高温时生成的CO2立即与焦炭中的碳反应生成CO,因此可以认为焦炭中的碳直接参与了还原全过程。

  三、供碳作用

  生铁中的碳全部来源于高炉焦炭。焦炭中的碳从高炉软融带开始渗入生铁,在滴落带,滴落的液态铁与焦炭接触时,碳进一步渗入铁内,最后可使生铁的碳含量达到4%左右。

  四、骨架支撑作用

  焦炭远超其他固体燃料的冷热态强度,使其具有优异的炉内支撑能力。焦炭在保证料柱完整性的同时,其块料间相互堆叠形成的疏松骨架结构有利于气体和熔融流体的通过。在高炉风口区以上,尤其是滴落带,铁矿石和熔剂都已熔化,此时只有焦炭是对高炉炉料起支撑作用的骨架,并承受着铁液、液渣的冲刷。高炉对焦炭的块度组成和强度指标有明确要求,以确保高炉中有良好的透气性。

  综上所述,焦炭在高炉炼铁中不仅提供必要的热量和还原剂,还起到供碳和骨架支撑的重要作用,是高炉炼铁过程中不可或缺的原料。

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