3焦炭灰成分中酸、碱氧化物的固相反应对焦炭强度的影响假设焦炭中的灰成分基本为碱性氧化物或酸性氧化物。因此，无论是碱性氧化物或酸性氧化物在高炉中化学性质比较稳定，不发生氧化还原反应。也就是说，焦炭在高炉中，焦炭灰成分中相互接触的酸、碱氧化物会发生固相反应，在焦体内部形成“液滴”，使焦炭的强度迅速降低。
文｜汇锦数能-掌上煤焦
1 焦炭作为高炉炼铁的热源、还原剂和骨架作用
焦炭在高温下发生以下反应：
燃烧产生热能：C O2=CO2 ↑Q ；
发生碳溶反应制造还原剂：
CO2 C=2CO-165.6 MJ
上述反应提供炼铁所需的热能和还原剂。
2 焦炭灰成分中钾、钠对焦炭强度的影响
焦炭带入的碱金属多数是硅酸盐和碳酸盐。在高炉内，碳酸盐分解生成氧化物，硅酸盐则在高炉中被碳还原生成碱金属：
K2SiO3 C=2K SiO2 CO
钾和钠的氧化物分别在815 ℃和1020 ℃还原。金属钾和钠的气化温度分别为766℃和 890℃，在高炉下部被还原而生成的金属钾和钠呈气态，并能与高温区的焦炭、氮化合生成氰化物：
K（气） C（固） 1/2N2（气）= KCN
加速碳溶反应；焦炭中的碱金属钾、钠对焦炭的碳溶反应起正催化作用：其中，钾的催化作用最显著，钾、钠及其氧化物能掺入焦炭的结构，形成嵌入式化合物如：KC8、NaC8，使碳原子之间的键松弛，从而距离增大，使炭结构变形、开裂，加速碳溶反应。上述反应直接降低了焦炭的热态强度。
3 焦炭灰成分中酸、碱氧化物的固相反应对焦炭强度的影响
假设焦炭中的灰成分基本为碱性氧化物或酸性氧化物。碱性氧化物灰分自身的熔点是很高：氧化钙的熔点为 2580 ℃；氧化镁的熔点为2852 ℃，高于酸氧化物的熔点（三氧化二铁的熔点为：1565 ℃；二氧化硅的熔点为：1 723 ℃；三氧化二铝的熔点为：2050 ℃），酸、碱氧化物的熔点都高于高炉炼铁的温度（1480~1 530 ℃）。
因此，无论是碱性氧化物或酸性氧化物在高炉中化学性质比较稳定，不发生氧化还原反应。煤的灰成分主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁和三氧化二铁，一般情况下酸性氧化物的含量高于碱性氧化物。酸、碱氧化物在 400~1100 ℃之间就会发生固相反应（表1）。
碱性氧化物与酸性氧化物的比值 {（CaO MgO）/（SiO2 Al2O3）} 在 0.8~1.2 的矿石在炼铁时不需要添加或少添加熔剂，酸、碱氧化物在高温下会发生固相反应，产生自熔性矿石和半自熔性矿石。
酸、碱氧化物在焦炉或高炉中就会发生固相反应，生成低熔点（低于任何单种酸、碱氧化物的熔点）化合物。也就是说，焦炭在高炉中，焦炭灰成分中相互接触的酸、碱氧化物会发生固相反应，在焦体内部形成“液滴”，使焦炭的强度迅速降低。低灰精煤（煤泥）的灰分质点形成焦体的内部微小“液滴”。微“液滴”对焦炭在高炉高温和一定承载压力下，对焦炭强度和块度的破坏是一个“点”。
同样，存在于焦炭中的碱金属钾、钠在焦炭中的分布也是均匀的，对焦炭的碳熔反应也是一个“点”，在高炉环境中循环的钾、钠以气体状态存在，因此对高炉中焦炭的碳溶反应是在裸露的焦炭表面上，对焦炭的碳溶反应因该是一个“面”。不同粒度（50~0.5 mm）的中煤、矸石在焦炭（体）内形成了不同直径的大“液滴”。焦炭灰分的酸/碱氧化物的比值越接近0.8~1.2，焦炭内部的“液滴”直径越大、数量也越多，对焦体、焦炭的强度和块度破坏力越大，它对焦炭的破坏的表现是一个“块”。
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