在現代鑄鐵件生產中，仍大多數采用衝（chōng）天爐熔煉（liàn）（單獨或與電爐雙聯），這是由於衝天爐具（jù）有綜合能耗低、能滿足大批量連續（xù）生產的要求、結構（gòu）簡單、操作方便等優點。隨著環保技術、控製技術及精密鑄造（zào）焦技術等的（de）發展與進步，衝天爐熔（róng）煉有進一步擴大的趨勢（shì）。

精密鑄造型（xíng）焦作為衝天爐熔煉的專用燃料，在研製工作中首先必須認識它在衝天（tiān）爐（lú）熔煉過程中（zhōng）的作（zuò）用，明確對（duì）它的要求。研究結果表明，在衝天爐熔煉過程中（zhōng），焦炭的作用不僅是熱量的主要提供者（占95%以（yǐ）上）而且（qiě）是鐵水過熱區中的主要傳熱介質，過熱的（de）熱量絕大部分是由焦炭直接傳遞給鐵水滴（占85%以上）；同時焦炭也是鐵水（shuǐ）增碳和增硫的（de）來（lái）源；除此之外，焦炭在（zài）熔煉（liàn）過程中，處於（yú）燃燒高溫狀（zhuàng）態下承受上部料柱（zhù）的壓力，以保持整個熔煉過程的正常、穩定、連（lián）續的進行。根據衝天爐（lú）熔煉過程中焦（jiāo）炭的作用，同時考慮到衝天爐結構及操作特點，提出對焦炭如下要求：

1. 含硫量較低

焦（jiāo）炭中的（de）硫，在燃燒時一部分以（yǐ）SO2的形式隨煙氣排出，而大（dà）部的硫（主要是礦（kuàng）物硫和硫化（huà）鐵硫）都轉移到鐵水和爐渣中，大量生產統計結果是，焦炭中的硫有60～70%轉移到鐵水中。對於鑄鐵件生（shēng）產（chǎn）而言硫是有害元素，尤其是球鐵、蠕鐵件生產危害更大。衝天爐（lú）內不可能脫硫（高（gāo）爐冶煉（liàn）時爐內脫硫），因此，精密鑄造（zào）焦要求硫盡可能低，考慮到我國實際條件，國家標準中要（yào）求硫含（hán）量低於0.8%（特級焦小於0.6%）。為了降（jiàng）低焦炭中硫含量，隻有選用（yòng）優質原（yuán）煤及其它原料（如石油焦等），這在資源配置和生產成（chéng）本均（jun1）帶來不利影響。

2. 反應性能低

衝天爐熔煉過程是將金屬料塊（kuài）熔煉成一定（dìng）溫度和成份的鐵水，因此通常（cháng）爐內（nèi）氣氛呈弱氧化性。高爐冶煉是將（jiāng）鐵礦石還原成鐵，故爐內氣氛必須（xū）是強還原性（xìng）的。為此要求精密鑄造焦的反應性能要低於冶金焦。煉焦工藝上采取延長結焦時間等措施是降低氣孔率。鑄造焦反應性能的降低，一方（fāng）麵能（néng）提高了高溫區的範圍，同時也（yě）提高了焦炭表麵燃燒（shāo）溫度，這些都是對鐵水過熱十分有利的。氣孔率的降低，在降低焦反應性能（即焦炭與CO2的反應）的（de）同時，也降低了焦炭的燃（rán）燒速度（即焦炭與O2的（de）反應）。過分降低氣孔率（lǜ）會使爐內焦炭燃燒（shāo）不能形（xíng）成相對集中的高溫區和獲得（dé）最高的溫度值，這對於鐵水的過熱十分不利（lì）。同時氧化區（qū）過於分散，事必造成爐內氧化性增強，元素燒損率升高，這在技術（shù）上和經濟（jì）上都是（shì）不合理的。

3. 固定炭含量較（jiào）高

為了獲得高溫鐵（tiě）水，要（yào）求爐內高溫區的最高溫度達到（dào）1800℃左右。要求焦炭中固定碳含（hán）量較高（即相應焦炭中灰份含（hán）量（liàng）較低）。研究結果表明，焦炭中灰（huī）份降（jiàng）低1%，鐵水（shuǐ）溫（wēn）度提高10℃左右。國外甚（shèn）至有固定碳含量達95%的鑄造（zào）焦。在（zài）提高固定碳含量的同時，爐（lú）內鐵水增碳率隨之升高，爐料中的廢鋼用量也激（jī）劇增加，對於工業欠發達、廢鋼供應緊張（zhāng）的發展中國家，必須注意這一問題（tí）。我國精密鑄造焦標準中，主要（yào）按焦炭中灰份（fèn）含量的多少，分為三個級別，以適應不同生產的需要。即便（biàn）是二級鑄造（zào）焦的固定碳含（hán）量也（yě）在86%以上（灰份少於（yú）12%），遠高於原來使用的地方焦和冶金焦固定碳（tàn）含量。值得指出的是，為了提高（gāo）固定碳含量，要求煉焦（jiāo）原煤的灰份含量降低，生產成本也相應提高。

4. 塊度較大，強度較（jiào）高

為保證衝天爐內焦炭燃燒區內的形成一定（dìng）的高溫區，斷麵（miàn）溫度（dù）分布（bù）均勻，以（yǐ）利於鐵水滴充分得以過熱，獲得高溫鐵水，要求精密鑄造焦的塊度較冶金焦大。工藝（yì）上要求焦炭塊度為衝天爐爐徑的～。在投爐後，焦炭承受鐵（tiě）料塊度的衝（chōng）擊而破（pò）碎，爐內焦炭實際塊度還會降低一些，因此要求焦炭強度較高。衝天爐焦炭的破碎主（zhǔ）要是由於金屬（shǔ）料塊衝擊所致，故鑄造焦采用落下強度，與此對應的是冶金焦主要承受磨（mó）擦作用而破碎（suì），故采用轉鼓強度。為提（tí）高塊度和強度，在常規精（jīng）密鑄造焦生產中主（zhǔ）要措施是采用結焦性能好的（de）主焦煤，同時延長結（jié）焦時間，減（jiǎn）少煉焦過程中產生的焦炭裂紋。煉焦（jiāo）時間（jiān）的延長，焦爐產率（lǜ）下降，生產成本則（zé）相應升高，結焦性能好的（de）主焦煤資源有限，價格較（jiào）高，從（cóng）而進一步提（tí）高生產成（chéng）本。

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