1 焦炭在高炉炼铁过程中的作用
在煤处于上千摄氏度高温环境下干馏可以获得大量的不挥发产物。这些不挥发产物就是焦炭。和煤相比，焦炭在燃烧时的热值更高，而且燃烧时间更为持久，焦炭能够成为炼铁当中的重要原料的主要原因在于在热值合适、成本较低、杂质较少，在生产过程中可以生成一氧化碳，在燃烧时的热值可以达到每千克25104j，用于对金属铁进行冶炼，保证铁矿石的氧化还原反应具有很大的帮助。另外焦炭在燃烧过程中可以生成大量铁氧化还原反应所需的一氧化碳，可以发现高炉炼铁过程中焦炭能够扮演还原剂的作用，焦炭的主要成分是固定碳，在高炉炼铁时因为喷煤量的逐步增加和氧化还原反应的逐步进行，会造成高炉的实际焦比会随炉料的下降而逐步下降，此时高炉当中的压差也会逐步增大，而焦炭可以使高炉炉内的透液性和透气性更为稳定，保证高炉炼铁的有效进行。
2 焦炭质量评估要素分析
2.1 化学成分要素
在焦炭当中，其主要化学成分通常以含碳量来进行衡量。焦炭如果含碳量较高，在冶炼过程中具有更好的效果，能够为炼铁提供更多的还原物质和热量，与此同时还需要评估焦炭物质的灰分。从理论角度分析，在高温条件下，灰分会产生一定的裂缝，使焦炭原有的强度降低，影响炼铁生产。然而灰分当中具有一定的碱金属物质，又可以促进炼铁反应的逐步展开，所以工作人员在对焦炭当中的灰份含量进行测定时需要严格进行测评，以防止对后续炼铁生产的质量和效率产生影响[1]。
2.2 粒度要素
在实践中，需要重视加强炼铁焦炭粒度的检测。通常而言，工作人员需要控制焦炭的粒度在45毫米左右，焦炭间的粒度需要保证一致性和均匀性，如果粒度达到75毫米以上，在炼铁过程中很容易产生破裂，导致大量粉末出现。这些粉末又会造成高炉内部透气性下降，增加高炉内外的压力差，最终对炼铁的质量和效果产生影响，因此需要重视控制焦炭物质的粒度，以保证炼铁的效果[2]。
2.3 强度要素
焦炭强度的要求较高，主要在以下两点：首先为抗碎强度，其次为耐磨强度。抗碎强度值的主要是在高炉炼铁过程中焦炭的裂纹状态以及其是否能够对高炉的机械冲击进行抵抗。其次为耐磨强度，主要是在高温条件下，焦炭是否能够保证其原有的块状形态，有利于是炼铁的效果提升。具有较高抗碎强度和耐磨强度的焦炭能够使高炉炼铁的综合效益提升。该质量要素也是对焦炭质量优劣进行评定的一个关键内容。
2.4 高温性能要素
高温性能要素是当前对焦炭质量进行评估的一个主要评测要素。依照性质的区别，可以分为反应性和完成高温反应后的强度。反应性也被叫做是CRI。该指标可以帮助工作人员检测焦炭高温条件下和二氧化碳所产生碳溶反应的稳定性。高温反应后的强度也被叫做是CSR，该指标主要是焦炭先和碱金属反应，而后和二氧化碳反应生成的物质体现的强度特征。
3 焦炭质量对高炉炼铁的影响
3.1 低反应性、高强度质量的焦炭
相关研究人员认为高强度质量、低反应性的焦炭能够使炼铁生产的效率和质量提升。在焦炭自身反应性偏低的条件下，该炼铁生产作业过程中的初始温度也会进一步提升，在还原区域面积逐步扩大的条件下，其内部焦炭损失量会有所下降。另外焦炭的反应强度较高，所以在一定程度上提升了还原性，对整个化学反应的有效展开具有很大的帮助作用。如果在反应过程中焦炭的反应性偏高，最初的环境温度较低，则会导致还原反应，生成大量的煤气，这些煤气很容易外泄而导致能源的浪费，对企业经济效益的提高有着不利的影响[3]。
3.2 高反应性、高强度质量的焦炭
相关学者认为焦炭如果具有高强度质量、高反应性，对炼铁生产作业的效率提升有很大的帮助。这些研究人员的观点主要依据在于高反应性焦炭可以使高炉内部温度降低的同时，保证高炉内部化学反应的效率。通过这样的方式可以使炼铁生产的含煤比率和含焦炭比率降低，与此同时可以帮助控制二氧化碳的排放，对生态环保有很大的帮助。因此这些人员认为合理使用高强度质量、高反应性的焦炭，对保证高温炼铁生产作业具有很大的帮助[4]。
3.3 高反应性、低强度质量的焦炭
除了上述观点外，部分研究人员还认为低强度质量高反应性的焦炭能够使焦炼铁的效率和质量提升。以新疆地区为例，该地区的焦炭内部反应性占50%左右，反应强度只占20%，该比例的结构就是常见的一种低强度质量高反应性的焦炭。这种焦炭在高炉条件下很容易汽化，对生产的透气性产生影响。尽管这些材质的焦炭在实际炼铁过程中有一定的技术问题，但是这些焦炭的稳定性较强，具有较高的安全系数，所以也能发挥一定的稳定作用。
4 提高焦炭质量的技术措施
在高炉炼铁过程中，焦炭质量是对其生产效率产生影响的重要因素，因此需要注意与实际情况相结合，综合化地对焦炭进行选择，以便提升高炉炼铁的整体质量。另外，环保问题也是炼铁过程中需要重点关注的问题，加强可持续化发展，减少有毒有害气体的排放成为炼铁发展过程中的重要趋势。在实践中，首先需要改进焦炭结构，加强对碱侵蚀的抗性，使焦炭在反应过程中的反应性提升。在此过程中可以适当加入一定的惰性分子，提升其反应强度，比如说焦粉等。与此同时需要注意控制焦炭当中的灰分含量，防止灰分颗粒在反应时降低焦炭强度，另外还可以使炉内碳溶反应得到有效控制，避免其对炼铁产率产生的影响，在实践中需要注意对焦炭的规范进行有效控制，通过一系列的检测手段，防止灰份成分所占比率较高。在提高焦炭质量的过程中，也需要逐步引入新技术、新方法，如干熄焦技术。该技术引自日本，在我国得到了广泛的推广和应用。该技术主要针对焦炭的强度进行优化，可以使焦炭强度增加约4个百分点，使焦炭的强度提升，也可以帮助焦炭自身性能得到优化，比如说抗碱侵蚀性能、高温性能等。该技术的广泛应用，可以使焦炭的质量大幅度提升[5]。
结束语
高炉炼铁技术是当前应用较为广泛的一种工业技术。在时代快速发展的环境下，我国对铁的需求量逐步增加，在此过程中需要注意加强炼铁产率的优化，引进先进的工艺，控制生产成本，增强生产效率，在此过程中加强原材料焦炭的控制，避免其对高炉反应产生影响，对提高铁水质量帮助产率提升具有很大的作用。
参考文献
[1] 郭艳玲， 胡俊鸽， 周文涛，等. 焦炭质量对高炉炼铁的影响[J]. 上海金属， 2014, 36(3):511-512.
[2] 许满兴. 焦炭质量对高炉炼铁指标的影响与改善焦炭热态性能的途径及举措[C]// 全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会. 2009.
[3] 孟庆波. 焦炭质量对高炉炼铁的影响及其改进措施[C]// 全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会 . 2014.
[4] 尹瑞瑕. 焦炭质量对高炉冶炼的影响探究[J]. 现代工业经济和信息化, 2014(22):112-113.
[5] 张洪宇， 王再义， 刘德军，等. 焦炭质量对鞍钢高炉冶炼影响的研究[C]// 高炉炼铁用焦炭质量技术研讨会文集. 2007.