一、研究开发的意义
焦炭的反应性是焦炭最重要的高温冶金性能指标。
焦炭反应性是指焦炭在一定温度下与CO2的反应速度，其反应式为：C+ CO2=2CO在高炉炉身软熔带以上高温（950℃-1100℃）区，该反映在焦炭的气孔表面上激烈进行，反应性越好则碳素的熔损越大，使得焦炭形成大量气孔且气孔壁变薄，高温轻度降低，产生大量粉末，显著减弱了焦炭的骨架和支撑作用。高炉表现为中心气流变弱，边缘气流增强，炉缸的透气性变差，铁口的深度减小，影响高炉的顺行。还会引起高炉直接还原度升高和煤气化学能利用降低，导致焦比升高。尤其是现代高炉采用大风量、高风温和高煤比的强化冶炼措施，焦炭的高温冶金性能已经成为高炉进一步强化和扩大喷煤量的限制性因素，同时影响高炉一代寿命。因而降低焦炭反应性，提高反应后强度，改善高温冶金性能已经成为炼铁界的共识。
焦炭在高炉生产中起着热源、还原剂、渗碳剂和料柱骨架等重要作用。但随着炼铁工艺技术的发展，煤粉喷吹技术在高炉生产中被采用，逐渐削弱了焦炭作为热源、还原剂和渗碳剂的作用,然而焦炭的料柱骨架作用仍无法替代。由于精料和风温水平的不断提高，加之富氧，高炉煤粉大喷吹量技术得以实现和应用，特别是大型现代高炉的冶炼强度进一步强化，焦比不断降低，焦炭负荷越来越高（有的高炉焦炭负荷已经提高到4.5以上），焦炭在炉内的滞留时间明显延长，这样溶损率必然增加，焦炭在炉内的相关质量就会恶化。为了保证高炉炉况顺行，此时焦炭在炉内作为料柱骨架的作用显得越来越明显和重要，而与之相关的焦炭指标也越来越受到炼铁工作者的重视。特别是焦炭的热反应后强度，它能充分、准确反映焦炭在高炉内溶损反应的能力，更能反映焦炭作为料柱骨架，承担负荷大小的能力。一般来说，反应后强度好的焦炭，其抗碎强度（M40）和抗磨强度（M10）也好。于是许多旨在改善焦炭热性能的技术措施应运而生。如：提高优质炼焦用煤的比例，提高配煤质量，采用捣固炼焦、型煤压块、煤调湿及干熄焦等提高焦炭质量的技术措施。但是由此而造成选择炼焦煤的要求更高，工序成本大幅度提高。如果采用以上的技术必须投入大量设备改造资金，同时建设周期也会很长。所以焦炭助燃剂的产生成为一种必然。
二、 机理作用
黑洞能焦炭助燃剂吸附在焦碳表面形成一层保护膜，部分颗粒填充焦焦碳气孔，从而阻止二氧化碳与焦碳的反应和向焦碳的反应和焦碳内部扩散，从而达到降低焦碳反应性，提高焦碳反应后强度的目的。
三、产品介绍
黑洞能焦炭助燃剂是柏绿山专家研发的新一代专利产品。
焦炭在高炉冶炼过程中起着举足轻重的作用，它不仅起着提供热源、还原剂和渗碳剂的作用，还对高炉料柱起着支撑作用。矿石、溶剂在炉身以下高温区均已变为熔融直至液体状态，只有焦炭到风口前还保持固体状态，它保证了料柱的透气性。随着高炉强化冶炼的进行，焦负荷3.0以下提高到了6.0，很多厂家维持在4.0-5.0左右，改善焦炭性能，降低焦炭反应性，提高焦炭热强度对于高炉炼铁节焦具有重要的作用。黑洞能焦炭助燃剂可对焦炭表面形成一层保护膜，部分颗粒并填充焦炭气孔，具有阻止二氧化碳的反应和向焦炭内部扩散的作用，从而降低焦炭反应性，提高焦炭热强度。
黑洞能焦炭助燃剂可降低二氧化碳解析，降低碳溶反应，改善焦炭热性能。
降低焦炭燃点封闭气孔90%以上，具有阻止CO2接触与焦炭的反应和向焦炭内部扩散的作用，从而降低焦炭反应性，提高焦炭热强度和燃烧率，从而达到降低焦比、提高焦炭等级、形成碳面提高固定碳量的目的。
四、 技术要点：
黑洞能焦炭助燃剂是从焦炭的生成和其微观结构入手，强合焦炭在高炉内发生的物理化学反应，利用屏蔽原理和离子渗透理论研发的用于改善焦炭质量的新技术，有效抑制了CO2炭一起进入高炉，在中上部参与含铁炉料的还原反应，并嵌入反应产物硅酸盐晶格中，增大阳离子和阴离子团之间的比值，提高硅酸盐的强度，抑制还原粉化率（RDI）焦炭反应后强度（CSR）得到明显改善；晶核剂随焦炭一起进入高炉，在中上部参与含铁炉料的还原反应，并嵌入反应产物硅酸盐晶格中，增大阳离子和阴离子团之间的比值，提高硅酸盐的强度，抑制还原粉化率（RDI），因此，焦炭增加黑洞能焦炭助燃剂后，在高炉内骨架作用增强，透气性改善，含铁炉料的低温还原粉化得到抑制高炉实现增铁节焦。
五、作用效果
1、 提高焦炭的抗碎强度（M40），降低耐磨强度（M10）。
2、 降低焦炭反应性（CRI），提高反应后强度（CSR）。
3、 减少焦炭在炉内粉化，增强骨架支撑作用。
4、 改善高炉内含铁炉料低温还是还原粉化率（RDI）。
5、 提高高炉利用系数，增加产量降低焦比。
在每吨焦炭上喷洒黑洞能焦炭助燃剂后，焦炭的反应性（CRI）可降低10个百分点左右，反应后强度提高10个百分点左右，铁产量增加5-10%以上。
六、技术优点
A.焦碳生产企业应用可减少资源紧张的强粘煤性的添加量，焦炭指标低成本提高等综合效益。
B.改善焦炭热性能，保证了高炉顺行，为大喷煤、降低焦比，炼铁成本可降低10-50元，增大钢铁产量提供前提条件。
C.休风风口烧损减少、焦比降低高炉利用系数增加，炉体寿命提高。
D.熄焦或配煤采用此膜法调整幅度大，可使焦炭CSR CRI值在3-54%之间浮动。
E.配合质量较差的煤可以改性为高指标及强度焦炭，焦炭含水和蒸汽中的灰尘大幅降低
F.具有溶解度高、吸附焦炭表面强粘力强、分布性好、风大不易脱落，不含硅性物质不增加高炉负荷。
G.降低含硫量，大大降低有害气体的排放，并可消除部分黑烟，保护环境。
H.省去改善焦炭质量的繁琐和投入，如成型煤、煤预热、干熄焦、一苯二酚法、有污染的焦油法、有爆炸危险热解沉积法。 |
