钢铁研究学报

作者：孙权^1,2,3,4, 罗果萍^1,2,3, 曹麟翔^1,2,3, 王紫微^1,2,3, 白晓光⁵, 刘曙光⁶, 刘景权⁶

单位：1.内蒙古科技大学稀土产业学院,内蒙古包头014010;；2.内蒙古科技大学冶金未来技术学院,内蒙古包头014010;；3.轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室,内蒙古包头014010;；4.内蒙古包钢钢联股份有限公司综合部,内蒙古包头014010;；5.内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心,内蒙古包头014010;；6.内蒙古包钢钢联股份有限公司稀土钢炼铁厂,内蒙古包头014010

关键词：钾气体,钠气体,氟化钾气体,氟化钠气体,高炉,焦炭,热态性能,微晶结构

基金：国家自然科学基金资助项目(52464042)

针对高炉冶炼过程中K、Na、KF、NaF气体对焦炭劣化的作用机制,本研究采用“气相吸附法”对焦炭进行气体吸附试验,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)等表征技术,系统探究了K、Na、KF、NaF气体对焦炭热态性能及组织结构的影响规律。结果表明,K气体会造成焦炭表面颗粒剥落,Na气体则引发焦炭表面呈粉末状脱落,而KF、NaF气体会显著增加焦炭气孔数量。焦炭吸附K、Na、KF、NaF气体后,其石墨微晶的(002)晶面间距增大,微晶堆积高度与微晶层面尺寸减小,严重破坏微晶结构的有序性与完整性。上述气体对微晶结构的破坏程度排序为:K＞Na＞KF＞NaF。微晶结构变化导致焦炭孔隙率上升,进而提升焦炭反应性(CRI)、降低焦炭反应后强度(CSR)。其中,K和Na气体对孔隙率的影响显著强于KF和NaF气体,且K气体影响大于Na气体,KF气体影响大于NaF。当焦炭吸附质量分数1%的NaF气体时,焦炭热态性能(CRI≤25%,CSR≥65%)仍满足高炉冶炼要求;当吸附质量分数1%的K、Na、KF气体后,CRI和CSR均超出标准限值。综合来看,各类气体对焦炭热态性能的影响程度排序为:K＞Na＞KF＞NaF。此外,随着气体吸附量的增加,CRI增幅与CSR降幅均呈现边际递减趋势。

来源：2026年第2期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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