鐵合金是指一種或一種以上的金屬或非金屬元素與鐵組成的合金，其是煉鋼的重要原料，能改善鋼和鑄件的物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能，提高鋼和鑄件的質(zhì)量。碳質(zhì)還原劑是生產(chǎn)鐵合金最主要的還原劑，用它還原生產(chǎn)的鐵合金占總量的90%。

　　【摘要】在城市化進(jìn)程不斷加快的過程中，鐵合金的需求量逐漸增加。長期以來，鐵合金焦是用于鐵合金冶煉最好的還原劑。但隨著鋼鐵行業(yè)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致了煉焦煤資源的緊缺，使煉焦煤價格大幅度上漲，影響了鐵合金企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為緩解現(xiàn)在煉焦煤資源匱乏的問題，開發(fā)出價格更低廉的炭質(zhì)還原劑勢在必行。

　　【關(guān)鍵詞】統(tǒng)計(jì)決策與預(yù)測雜志,鐵合金,復(fù)合焦,褐煤

　　1鐵合金及其碳質(zhì)還原劑概述

　　目前鐵合金生產(chǎn)用的還原劑主要分為兩類，即木炭類、焦炭類。隨著環(huán)境保護(hù)，生態(tài)建設(shè)意識的加強(qiáng)，國家對森林資源的禁伐，使木炭的采購越來越困難，價格也大幅度增加，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。只有在冶煉特殊鐵合金時，才搭配少量的木炭。與此同時，焦炭類的使用量卻在不斷增長。

　　2新型還原劑復(fù)合焦試驗(yàn)

　　2.1實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備

　　煉焦煤的選擇：焦煤結(jié)焦性最好，粘結(jié)能力比較強(qiáng)，焦煤煉出的焦炭各項(xiàng)性能較好，因此采用焦煤作為煉焦的主要煤種；配合煤種選擇：褐煤是煤化度比煙煤低的煤，干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>33%，恒濕無灰基高位發(fā)熱量≤4MJ/kg，因此，試驗(yàn)采用褐煤作為配煤煤種。試驗(yàn)設(shè)備包括箱式電阻爐、高溫燃燒管式爐等。

　　2.2實(shí)驗(yàn)方法

　　2.2.1煤樣的采集與制取

　　原料煤的干燥脫水包括空氣自然干燥和爐內(nèi)干燥兩個過程。煤樣的采集，根據(jù)煉焦試驗(yàn)的要求，在翻車機(jī)或皮帶分別取得主焦煤和褐煤各約100千克左右。采好的煤樣，分別放好標(biāo)簽，注明取樣日期，并用縮分法分出兩種煤各約10千克。

　　2.2.2原料煤成分的測定

　　原料煤包括主焦煤和彌勒褐煤，備料過程與工業(yè)備料大致相同，即從原料煤中選出各自的實(shí)驗(yàn)用煤樣。其中主焦煤的主要成分：W%=4.5，Ad%=11.6，Vd%=21.7，F(xiàn)c.d%=66.7；彌勒褐煤上網(wǎng)主要成分：W%=4.8，Ad%=8.7，Vd%=38.6，F(xiàn)c.d%=52.7。

　　2.2.3復(fù)合焦樣品的比電阻測定

　　復(fù)合焦的比電阻又稱復(fù)合焦電阻率，可用于評價復(fù)合焦的成熟度，也可用于評定復(fù)合焦的微觀結(jié)構(gòu)。復(fù)合焦的比電阻有塊焦比電阻、粒焦比電阻和粉焦比電阻之分，測定方法也各不相同。這里只測定塊焦比電阻。測定復(fù)合焦比電阻的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

　　按圖1把電流表、電壓表等接好；將復(fù)合焦樣品表面用細(xì)砂紙打磨光滑，使其成規(guī)則圓柱形。拿千分尺測量其直徑R和高度h；將打磨好的復(fù)合焦樣品放入試樣槽，兩邊用薄銅片夾緊，合上開關(guān)，讀出電流表上的電流I和電壓表上的電壓V；用公式

　　計(jì)算出原甘焦件比電阻。式中ρ為復(fù)合焦樣品比電阻，Ω・cm；R為復(fù)合焦樣品底面直徑，cm；V為復(fù)合焦樣品兩端電壓，V；I為流過復(fù)合焦樣品電流，A；H為復(fù)合焦樣品圓柱的高，cm。

　　圖1測定焦炭比電阻接線示意圖

　　2.2.4復(fù)合焦樣品的反應(yīng)性測定

　　復(fù)合焦的反應(yīng)性是指在一定溫度條件下，復(fù)合焦與各種氣體介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能力。測定煤化學(xué)反應(yīng)活性的方法很多，這里采用二氧化碳法。其計(jì)算公式為：

　　式中a為復(fù)合焦樣品和二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)活性，%；M1為反應(yīng)前樣品與瓷舟的重量，g；M2為反應(yīng)后殘留物與瓷舟的重量，g；M0為實(shí)驗(yàn)的樣品重量，g。

　　2.2.5復(fù)合焦樣品的機(jī)械強(qiáng)度測定

　　復(fù)合焦的機(jī)械強(qiáng)度包括復(fù)合焦落下強(qiáng)度、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度等。由于實(shí)驗(yàn)儀器的限制，只測定復(fù)合焦落下強(qiáng)度，其是表征復(fù)合焦在常溫下抗碎裂能力的指標(biāo)。中國標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4511.2-1999）規(guī)定復(fù)合焦落下強(qiáng)度測定方法。落下強(qiáng)度指數(shù)（SI450）按公式

　　計(jì)算。SI450為落下強(qiáng)度指數(shù)，%；G1為大于50mm篩上物質(zhì)量，kg；G為原始試樣質(zhì)量，kg。

　　3褐煤比例對復(fù)合焦的影響分析

　　3.1褐煤比例對復(fù)合焦比電阻的影響

　　把準(zhǔn)備好的褐煤、主焦煤分別篩分成粒度為0.53.2褐煤比例對復(fù)合焦反應(yīng)性的影響

　　分析褐煤比例對復(fù)合焦反應(yīng)性影響相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得出，復(fù)合焦的反應(yīng)性隨著褐煤比例的增加而增加。復(fù)合焦的反應(yīng)性由褐煤比例為5%時的34.1%增加到褐煤比例為25%時的50.8%。而且褐煤比例與復(fù)合焦反應(yīng)性不是單一的線性關(guān)系。當(dāng)褐煤比例為5%到15%時，復(fù)合焦的反應(yīng)性與褐煤比例基本成線形關(guān)系，當(dāng)褐煤比例由15%到20%時，復(fù)合焦的反應(yīng)性上升較快，當(dāng)褐煤比例由20%到25%時，復(fù)合焦的反應(yīng)性又開始平緩上升，且接近線性關(guān)系。

　　3.3褐煤比例對復(fù)合焦機(jī)械強(qiáng)度的影響

　　分析褐煤比例對復(fù)合焦機(jī)械強(qiáng)度的影響相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得出，復(fù)合焦的機(jī)械強(qiáng)度隨著褐煤比例的增加而減小。復(fù)合焦的機(jī)械強(qiáng)度由褐煤比例為5%時的97.6%增加到褐煤比例為25%時的71.2%。而且褐煤比例與復(fù)合焦的機(jī)械強(qiáng)度并不是線性關(guān)系。當(dāng)褐煤比例在5%到20%之間復(fù)合焦的機(jī)械強(qiáng)度減小較為緩慢，當(dāng)褐煤比例在20%到25%時，復(fù)合焦的機(jī)械強(qiáng)度減少比較急劇。

　　通過進(jìn)一步對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析以及新型煤基還原劑的性能測定，可以得出褐煤在原煤中的比例越高，新型煤基還原劑的比電阻越大，機(jī)械強(qiáng)度越小。當(dāng)褐煤所占比例達(dá)到25%時，新型煤基還原劑的比電阻14.80Ω・cm。

　　4結(jié)束語

　　本文經(jīng)過對新型還原劑復(fù)合焦進(jìn)行試驗(yàn)，重點(diǎn)分析了褐煤在復(fù)合焦生產(chǎn)中的規(guī)律，得出當(dāng)褐煤所占比例達(dá)到25%時，新型煤基還原劑的比電阻14.80Ω・cm的結(jié)論。在鐵合金的生產(chǎn)過程中，為了進(jìn)一步提高其生產(chǎn)效率，需要對涉及的還原劑進(jìn)行試驗(yàn)研究，充分掌握各種成分的作用規(guī)律，如此才能夠提高鐵合金的生產(chǎn)水平。

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