重新认识高炉用焦炭与CO2的反应性

简要介绍了现行焦炭反应性试验方法的来源,主要表达焦炭在高炉内进入风口回旋区前抗CO2,气化能力以及反应后的抗粉化能力,是一种规范性试验方法。回顾了国内外对焦炭反应性的认识和变化,20世纪认为反应性表达焦炭在高炉抗CO2,的气化能力,反应性高反应后强度低对高炉生产不利。进入21世纪,新日铁提出反应性只是表达了焦炭的活性,认为提高反应性可以提高高炉反应效率,对高炉生产有利,不同时期认识水平不同认知也会完全相反。通过CO2,含量和反应温度对焦炭反应性影响试验和高炉碳平衡计算,分析了喷吹煤粉高炉内焦炭的行为．确定了焦炭进入风口回旋区前的反应失重率。提出现行国家标准“焦炭反应性及反应后强度试验方法”的反应性表达的是焦炭与CO2,反应的活性,高炉内焦炭反应失重率控制因素是矿石的还原性能和未燃煤粉率,与焦炭实验室测定的反应性无关。     

氯化钙对高炉综合炉料高温同化过程的影响

通过模拟高炉内炉料气-固反应的试验装置进行了氯化钙对高炉综合炉料高温同化过程的影响试验。对试验后的矿石和焦炭进行分拣、拍照,分别测定铁矿石和焦炭的质量,并采用扫描电子显微镜测试技术分析试样中的微观结构。研究结果表明,在高温区(1 000℃),随着温度的升高,铁矿石发生软化熔融。氯化钙对铁矿石失重率的影响不大,其失重率和变化规律与未经氯化钙处理的铁矿石相当。高温区,随着温度的升高,经氯化钙处理的焦炭的失重率提高。1 000℃时,焦炭的失重率约为8.3%,1 500℃时,焦炭的失重率约为24.4%。随着反应温度升高,焦炭气孔率降低,强度变差。     

《焦炭反应性及反应后强度试验方法》中国国家标准的商榷

随着高炉大型化、喷吹煤粉比例提高、高炉焦比下降,高炉用焦炭与CO2反应性及反应后强度越来越受高炉操作者的重视。因此,炼焦煤中焦煤因其焦炭与CO2反应后强度高,销售价格不断提高,近来有消息称,国际炼焦煤销售商欲将炼焦煤的单种煤焦炭与CO2反应后强度作为定价参数。简要介绍《焦炭反应性及反应后强度试验方法》中国国家标准的来源,明确该试验方法是一规范性试验方法,因此,必须重视试验条件和各种影响因素对试验结果的影响。分析了国标试验方法变革对试验结果的影响,提出了商榷。     

解剖高炉中不同部位焦炭性质变化的研究

文中叙述了高炉中不同部位焦炭性质的变化,特别是炉身下部、软熔层附近、风口区等部位焦炭.通过比较,可以肯定CO_2溶碳反应比热力和机械作用对焦炭性质的恶化起更重要的影响.要判明高炉中焦炭准确的溶碳失重是困难的,但可以根据焦炭固定碳含量和必要校正来估计碳素失重率.这一估计值对焦炭块度减小、强度降低、碱金属含量和气孔增大等性质都有良好的相关,这可做为分析焦炭性质恶化机理的参考.作者认为,使焦炭在CO_2反应到一定程度后仍具有块度与强度较高的稳定性,将是良好的高炉焦炭必要条件,这可以通过炼焦工艺的改进来达到.     

焦炭反应性与反应后强度的再探讨

对比了焦炭反应性及反应后强度的测定方法与焦炭在高炉内劣化过程的差异,讨论了影响焦炭CRI及CSR的主要因素,经过分析后认为,焦炭的反应性及反应后强度更多的是表征焦炭与CO2反应的活性,不能充分代表焦炭在高炉中的热态性能。     

高炉块状带焦炭劣化机理

 模拟高炉块状带气流和温度条件,研究了粒度、熄焦方式和焦炭类型对焦炭劣化影响,以及高炉上部碱金属K2CO3和Na2CO3催化焦炭与CO2的反应机理。结果表明：小粒度焦炭和湿熄焦炭失碳率较高,产生的粉末量多;捣固焦炭在反应开始时劣化程度低于顶装焦炭,随着反应时间增加,劣化程度高于顶装焦炭;碱金属会与焦炭中的灰分形成催化复合物,导致焦炭与CO2反应的起始温度降低,破坏焦炭的微晶结构,失碳率增加,粉化加重;K2CO3的催化作用高于Na2CO3的催化作用。     

高炉入炉焦炭高温反应特性的研究

焦炭的热态性能是评价其在炉内溶损反应程度及抗机械破坏作用的重要指标之一.通过对安阳钢铁1#和2#高炉入炉焦炭的高温反应特性,分别采用块焦法、粒焦法和组织结构法进行了测定,并对所得结果进行了对比,分析了不同测定方法测定结果的侧重点及内在影响因素,给出了粒焦法和块焦法所得结果之间的线性关系;焦炭的矿相显微结构是影响其在高炉内劣化的内部因素,由修正公式可知,片状结构和各向同性与CO2的反应速度较快,镶嵌结构含量高的焦炭,反应后强度较高.由安钢1#和2#高炉所用入炉焦炭的性能分析结果,结合高炉的实际生产情况,提出了改进安钢高炉入炉焦炭高温反应特性的措施.     

不同气氛下焦炭气化对烧结矿还原的影响

采用自制的支撑式热重测试仪研究了不同气氛下焦炭与烧结矿的共同反应过程,分析了反应气氛中CO/CO2含量的变化对反应速率、焦炭溶损率和烧结矿还原度的影响。结果表明:反应气氛中CO浓度的增加有利于矿焦共同反应地进行,混合气体中CO浓度提高3%则混合炉料的失重率增加6%;提高焦炭的反应性也有利于促进矿焦共同反应的深度。降低混合气氛中的CO2浓度能够加大焦炭反应性的差异,而对烧结矿还原的影响则较小,2#焦炭的溶损率约为1#焦炭的2.6倍,相对应的烧结矿还原度约为1.1倍。焦炭的OTI指数小、微孔含量高则易与CO2反应生成CO而促进烧结矿还原,促进矿焦耦合反应。     

提高焦炭热态性能的钝化处理技术研究

归纳和评价了焦炭钝化处理技术的发展现状、处理效果和影响因素;分析和研究了利用负催化剂钝化焦炭气化反应的机理。认为该技术能有效改善焦炭的高温性能,并为高炉炼铁带来显著的经济效益。     

提高焦炭热态性能的钝化处理技术研究

归纳和评价了焦炭钝化处理技术的发展现状、处理效果和影响因素；分析和研究了利用负催化剂钝化焦炭气化反应的机理。认为该技术能有效改善焦炭的高温性能，并为高炉炼铁带来显著的经济效益。     

ZnO对焦炭与CO2反应的影响

摘要：锌作为有害元素,在高炉内循环富集给生产带来了一系列不利影响。采用醋酸锌水溶液浸泡法向焦炭中添加ZnO,研究了ZnO对焦炭与CO2反应的影响,采用3D光学数码显微镜对焦炭进行了微观观察,并对反应后焦炭表面形成物进行了XRD分析。结果表明,ZnO对焦炭与CO2反应有一定的催化作用,但焦炭表面的ZnO含量过高会降低其催化作用,其主要原因是ZnO和焦炭灰分中的SiO2很容易形成Zn2SiO4,并会在焦炭表面形成一层壳状物,堵塞焦炭气孔,阻碍焦炭与CO2的进一步反应。此外,锌蒸气较CO2更容易进入焦炭内部,并在其中发生还原与氧化循环反应,对焦炭内部结构造成破坏,从而影响焦炭反应后强度。     

焦炭的钝化处理及其机理

 用浸泡的方法将H3BO3、Na2CO3、CaCl2、FeCl3等负载于焦炭中，并用SEM、EDS、XPS对浸泡硼酸后的焦炭结构和形貌进行了表征，对浸泡硼酸后的焦炭与二氧化碳的反应性、抵抗碱和铁的侵蚀能力、深层反应以及硼的钝化机理等进行了研究。结果表明：通过浸泡可以将不同浓度的矿物质负载于焦炭中，且B的最终存在形式是B2O3；碱和铁的存在可以加速焦炭的溶损反应，硼的存在可以抑制焦炭的溶损反应，并具有明显的抵抗或屏蔽碱、铁的侵蚀能力。     

CO2对焦炭高温气化影响及微观结构分析

??In order to improve the metallurgical properties of coke in blast furnace smelting and reduce the melting loss of the material by CO2 to reduce the coke ratio?? the effect of CO2 on coke gasification in blast furnace was simulated in laboratory. The changes and specific surface areas of coke under different melting loss conditions were studied and calculated. The results shows that the specific surface area of coke is always increasing when the CO2 concentration is lower. When the CO2 volume fraction is high?? the specific surface area first increases and then decreases. Fourier transform infrared analysis shows that with the increase of CO2 volume concentration?? the macrocyclic aromatics in coke decrease?? and a large amount of gas is generated and volatilized from coke?? accompanied by the formation of other salts. Therefore?? under the condition of constant CO2 volume concentration?? with the increase of reaction time?? the specific surface area of coke increases?? the microstructure changes and the vibration peak of some groups shifts. As a result?? the coke is pulverized and the strength is lowered.     

硼酸基钝化剂钝化柳钢焦炭的试验研究

通过实验室和工业试验，研究了以硼酸基为主的钝化刺的钝化性能，以及钝化后焦炭的热反应性和热反应后强度的变化。在工业试验中充分证明了以硼酸基为主的钝化剂能够大幅度提高焦炭的热性能。     

Discussion on coke passivation technology

This paper summarized the coke passivation technology which was carried out by major domestic steel companies and research institutions.The paper briefly discussed the different knowledge on coke reactivity between different periods.The reaction in a blast furnace is extremely complex and it is a black box.As the level of awareness of different periods is various,the understanding is opposite. Furthermore,this paper also declared that the effects of temperature and CO_2 concentration of the reaction of c...     

添加铁矿粉对焦炭质量影响的研究

高反应性焦炭能够降低高炉焦比,减少CO2的排放量,改善高炉内铁矿石还原反应的反应效率。研究了在配合煤中添加碱性铁矿粉和酸性铁矿粉炼焦,铁矿粉的配入量对焦炭热性能的影响规律。试验结果表明,随着铁矿粉配入量的提高,焦炭的反应性增大,随后增幅放缓,且添加碱性矿粉的焦炭反应性高于添加酸性矿粉的焦炭,反应后强度与机械强度均有明显劣化;焦炭的灰分增大、硫含量逐步下降;焦炭的各向异性指数不断下降。     

干熄焦循环气体对焦炭烧损的影响分析

从空气导入量、循环气体中CO浓度的控制范围、CO2高温下与焦炭的反应能力等方面分析了循环气体各成分对焦炭烧损率的影响,循环气体中O2、CO、CO2的浓度均对焦炭烧损有显著的影响,尤其是CO2在温度高于730℃时对焦炭的烧损率有直接的促进作用,发生碳溶反应。并通过焦炭烧损率小型试验进行了确认,提出了在生产过程中可通过采用减小空气导入量、适当提高循环气体中CO浓度、降低CO2浓度以及洗涤脱碳等预防控制措施,降低焦炭烧损率和提高焦炭产量。