高炉大型化趋势持续推进,对焦炭反应强度提出了更高的要求
小容积高炉占比依旧庞大,“以小换大”是产能置换的主要方式。根据 Mysteel 在 2020 年的 统计,容积在 1,000m³以下的高炉占了近一半(约 48.5%),随着产业政策要求逐步压小上大, 小型高炉将会继续淘汰,大型高炉将替代小型高炉成为钢厂的首选。据 Mysteel 不完全统 计,钢铁产能置换新建炼铁高炉容积大多在 1,101 2000m³之间,退出生产的高炉容积大多 在 450 680m³之间。逐步关停 1000m³以下高炉是趋势。唐山 5 月 29 日发布《唐山市产业基 础高级化和产业链现代化水平提升实施方案》,要求 22 年底前全面关停 1,000 立方米以下 高炉及 100 吨以下转炉。
大型高炉对焦炭反应强度(CSR)的要求提高。高炉炉容增大后,炉料在高炉内的停留时间 延长,焦炭与煤气的反应时间长,会加剧焦炭的气化反应,从而恶化焦炭的性质,因此要求 高炉内的焦炭料柱必须有足够的反应后强度 CSR(焦炭反应强度是指在高炉中反应后的焦炭 在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力)。
主焦煤配比量与焦炭反应强度(CSR)存在明显的正相关性,焦炭反应强度(CSR)的提升要 求焦煤具备中挥发分、高粘结指数等特性。一般来说, 提高 CSR 需要增加炼焦配煤中主焦 煤和肥煤的配比,主焦煤配比大有助于优化 CSR。根据王超等在《炼焦煤特性对焦炭热态强 度影响研究》中的研究发现:
中挥发分焦煤炼得焦炭 CSR 相对最优。常用炼焦单种煤挥发分(Vdaf)分布在 14%~39% 范围,当 Vdaf 约为 26%时,焦炭反应后强度(CSR)相对最优,即中挥发分(20%~28%) 焦煤炼得的焦炭 CSR 相对最优。
胶质层最大厚度约 25mm 时炼得的焦炭 CSR 相对最优。常用单种煤胶质层最大厚度(Y 值)值分布在 5.0mm 35.0mm 范围,随着 Y 值的增大,CSR 呈现升高后下降趋势,且在 Y 值约为 25mm 时,焦炭 CSR 相对最优,在此之前,随着 Y 值的增大,CSR 呈现上升趋 势。

高粘结指数焦煤炼得焦炭 CSR 相对最优。常用单种煤粘结指数(G 值)分布在 30 105 范围,随着 G 值的升高,CSR 呈上升趋,在成本可控条件下,合理提高配合煤 G 值有利 于焦炭质量的提高。