焦炭作为高炉料柱的骨架,对高炉冶炼非常重要。高反应性铁焦是将铁矿石和配煤事先破碎、按比例混合后,在高温下炭化而得到的一种新型焦炭,在干馏的过程中Fe₂O₃被逐级还原成Fe;高炉部分使用铁焦后,可以提高矿石的还原效率,同时大幅度削减CO₂的排放。近年来,关于高反应性铁焦的研究逐渐变多,而碱金属和锌在高炉内的循环富集会造成铁焦强度变差,这对高炉顺行有负面影响,本文围绕碱金属和锌对铁焦气化反应的影响开展了研究。铁焦试样是将配合煤和铁矿粉按一定比例混合在武汉科技大学实验焦炉中炼制而得,采用浸泡法向铁焦中添加K和Zn,用热重天平和气体分析仪研究了铁焦在几个不同温度下的失重和废气成分随时间的变化,基于未反应核模型分析了铁焦的气化反应动力学,确定了铁焦的气化开始温度。结果表明:K和Zn对铁焦的气化反应均有催化作用,Zn降低气化开始温度的作用没有K那样强烈;在添加K的条件下,普通焦炭和铁焦的粒焦反应性和反应后强度之间均有良好的直线关系,但幅度不同,即粒焦反应性每增加1%,普通焦炭的反应后强度降低约1.42%,铁焦的反应后强度降低约1.50%;在添加Zn的条件下,铁焦的粒焦反应性每增加1%,对应的反应后强度降低约1.09%。此外,在低温下K降低铁焦气化反应内扩散阻力的作用很明显,内扩散活化能减小很多,而降低化学反应活化能的作用相对较弱;与普通焦炭不同,增碱铁焦的气化反应的控制环节不受反应温度和反应率的影响,始终为内扩散和化学反应混合控制。锌对铁焦的催化作用表现为提高了与CO₂气化反应速率k₊,降低了反应活化能E_a,降低了反应速率对温度的依赖性,使反应能够在较低的温度下进行,所以反应开始温度降低了。