铸造焦（化铁炉熔铁的主要燃料）

材料简介

铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。

美国、英国等工业发达国家于20世纪初就开始进行铸造焦的生产。

在中国，到1990年年底已形成年产近百万吨铸造焦的设备生产能力，而且在配料技术、铸造焦质量、微观结构的研究和铸造型焦的研制方面都取得了进展。

化铁炉作用

铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是：

熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保证其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低和气孔率小的特点。

铸造焦与高炉焦相比在外观上具有块度大裂纹少、密实程度高等特点。装入化铁炉内的铸造焦分为底焦和层焦两部分。

底焦的作用是燃烧产生热量，熔化金属并在铁水通过它时使铁水过热。由于这部分焦炭处于化铁炉的底部，它要承受整个料柱的静压力和加料时大块铁料的冲击力，因此应具有一定的抗碎强度。

层焦由上部与金属料层层相间加入炉内，用于补充底焦的消耗，每层加入量即为熔化一层铁料所消耗的底焦量。

质量要求

化铁炉要求铸造焦具有下列性质：

（1）块度大而均匀。为了保证化铁炉内料柱的良好透气性能，使风能吹透中心，一般要求焦炭块度在60mm以上。

铸造焦块度与化铁炉内径有关，生产能力大于10t/h的化铁炉，要求铸造焦块度为化铁炉内径的1/10～1/12；中小型化铁炉则要求焦炭块度为其内径的1/6～1/9。

铸造焦

（3）灰分低。铸造焦灰分升高则其固定碳和发热值降低，在化铁炉内会直接影响铁水温度。一般焦炭灰分每减少1%，铁水温度约提高10℃。

（4）硫分低。铸造焦硫含量约有30～70%进入熔化的铁水，特别是炉料中废钢用量增加时，铁水增硫更多，直接影响铸件质量。化铁炉一般用酸性炉衬，不能脱硫，因此要求焦炭含硫量低于0.8%。

（5）水分适宜且稳定。水分蒸发需要消耗热量; 但水分过低，焦炭装入化铁炉时容易着火。为防止化铁炉顶部着火，铸造焦又须有一定量的水分并保持稳定。水分波动会使料批计量不准，影响化铁炉操作。一般入炉焦水分控制在5%以下。

（6）挥发分不宜太高。挥发分高会影响铸造焦使用时的强度，同时也会降低焦炭的固定碳含量。各国都订有铸造焦质量标准。块度、灰分、硫分和机械强度指标是铸造焦质量考核指标。若上述指标中任一项达不到规定的数值，即不符合该级别的合格品质量标准。转鼓强度和落下强度为并用指标，当两个指标值有矛盾时，以M见米库姆转鼓试验）为准。水分、挥发分、显气孔率和碎焦率等则不作为主要质量验收指标。

生产工艺

生产铸造焦的最理想的原料是低灰、低硫、中等挥发分、中强粘结性焦煤。

当优质焦煤不足时，也可以以中、高挥发分和中、强粘结性煤为基础煤，配入中、低挥发分或中、低粘结性煤以及石油延迟焦、焦粉或沥青等配煤添加剂。

配入焦粉和石油延迟焦等惰性添加物，可减缓半焦生成后的收缩应力，减少裂纹的生成并改善气孔结构，增大块度。配入沥青等添加物，可以补充配料中粘结组分的不足，并对煤料产生一定的改质作用。

铸造焦

石油延迟焦与煤的熔融组分结合良好，所得焦炭气孔小，孔壁加厚。用低灰、低硫的高挥发分弱粘结性煤为主体配料时，通过选择合适的配合煤种和添加物，并采用煤捣固工艺，也能生产出质量合乎要求的铸造焦。为降低铸造焦的灰分，根据原料煤的灰分及其可选性，在煤料预处理过程中常常设置适当的洗选工序。

在煤料粉碎方面可采用先粉碎后配合工艺或分组粉碎工艺，使装炉煤中煤料的细度（指小于3mm的粒级）达到85～90%，石油延迟焦粉的细度达到90～96%，配加的焦粉则要求小于0. 5mm的粒级占90%以上。为增大焦炭块度，宜采用宽炭化室焦炉炼制，在炼焦工艺上，采用降低炉温延长结焦时间，以延缓成焦过程中气体析出速度，降低半焦收缩应力，减少焦炭裂纹。

生产方式

国内外生产铸造焦多数采用的是生产冶金焦的室式炼焦炉，为了生产出合格的铸造焦，在生产中一般采取以下4种方式。

在配煤中加入沥青和石油延迟焦

这样生产的铸造焦的常规分析可达到特级指标，但它的反应后强度极差，致使其价格降低。

从冶金焦中挑选大块焦作为铸造焦

大块焦相对地讲裂纹较多，受机械力的作用，首先沿裂纹碎裂，所以大块焦是稳定性最差的焦炭。在冶金焦生产中，为了使焦炭强度提高，国内外一些企业都采取了稳定化（国内称整粒）处理的设施。

以化产回收焦炉批量生产铸造焦

一些化产回收焦炉凭借资源优势，可生产铸造焦，但一般温度要降至1100℃，这一温度条件下不利于保护炉体，而且产量约减30%以上，所以这类厂只能生产有限的铸造焦。

使用热回收焦炉生产铸造焦

最早用于铸造焦生产的是20世纪80年代的东聚焦化厂采用的“七五”炉，该炉型是热回收焦炉萌芽期的炉型，而镇江焦化厂是我国最早开始采用化产回收焦炉生产铸造焦的厂家之一。

生产现状

铸造焦

1981年国家计委和冶金部要求鞍山热能所协同镇江焦化厂利用该厂生产石油焦的有利条件，尽快试制一级铸造焦。经过共同努力，以肥煤、焦煤5 %、配以45 %的延迟焦、石油焦和沥青, 并对原有的61 型和“型焦炉，通过降低炉温和延长炭化时间的办法，成功地研制出一级铸造焦。后来通过“六五”科技攻关，对原料配比略加调整后，又试制成功特级铸造焦。

十多年来, 我国的铸造焦生产技术已有生产铸造焦的镇江、山西和宁夏要组了很大发展，对几种主要生产流程基本掌握，但不足之处是，低运费原则适当分工合理定向供应，以低价年生产量尚不足30 万t ，而且大多是由炉孔较窄的小型焦炉和改良型焦炉生产的，供国其它有条件的企业亦要适当生产部分铸内自用的尚不足1/3，大多为生产出口铸件和造焦以就地供应。