铁氧化物对焦炭溶损反应的影响

焦炭溶损反应对焦炭性能有着重要的影响,是决定高炉焦比高低的关键.通过添加催化剂和吸附催化剂的方法向实验室自制焦炭上负载铁氧化物,并对含铁焦样进行了焦炭溶损反应实验、XRD检测、SEM扫描电镜及图像分析.研究结果表明,铁氧化物对焦炭溶损反应具有明显的催化作用,铁氧化物会使焦炭反应性指数升高,溶损反应开始温度降低,同时分析了焦炭中负载铁氧化物后气孔率的变化、金属铁及其氧化物的分布规律及赋存状态.     

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。     

锌对焦炭强度的影响

近些年,有关碱金属对焦炭溶损反应的催化作用已进行了较深入细致的研究,对碱金属以外的金属对焦炭溶损反应的催化作用也引起人们的关注,并取得了一些结果,然而对锌的研究大多是停留在其对耐火材料的侵蚀和结瘤等几个方面的研究,忽视了锌对焦炭溶损反应的催化作用而造成的焦炭粉化等情况。通过气相吸附法制备吸附不同锌含量的焦炭试样,并对吸...     

焦炭溶损反应起始温度对高炉碳素消耗的影响

利用生产高炉冶炼参数,计算得到不同焦炭溶损反应起始温度下的高炉操作线,分析了焦炭溶损反应起始温度对高炉冶炼和技术经济指标的影响。结果表明：焦炭溶损反应起始温度对高炉操作参数有显著影响。随着焦炭溶损反应起始温度的降低,高炉还原剂消耗降低,炉顶煤气利用率提高,直接还原度降低。     

焦炭反应性的多元素矿物催化研究

对F、S及单一矿物质或多种矿物质按不同比例混合时对焦炭反应性的影响进行了研究.结果表明:碱土金属氧化物BaO、CaO、MgO和过渡金属氧化物Fe2O3、CuO、V2O5及硫的氧化物SO3对焦炭的反应性起正催化作用,但Fe2O3、CuO、V2O5和MgO的催化作用随添加量的增加有一个饱和点;B2O3、TiO2和AlF3对焦炭反应性有负催化作用.几种氧化物混合后对焦炭反应性的影响表现出单一物质作用的加和性.     

焦炭低浓度燃烧及碳素溶损反应的模拟研究

通过连续热反应装置,考察不同焦炭粒度在低O2及CO2浓度下随温度下的失重行为,并采用此装置对干熄焦过程焦炭的烧损行为进行分析研究。结果表明,焦炭的燃烧反应和碳素溶损反应的起始温度约分别为550和800℃,且随着焦炭粒度的降低以及温度、O2、CO2浓度的提高,焦炭的损失质量均会增加;同时通过对TG、DTG曲线的分析,得到焦炭在低浓度燃烧反应的动力学参数。利用连续热反应装置,能较好地模拟干熄炉内焦炭在不同温度区域、气相组成以及红焦燃烧和碳素溶损的反应过程,为探讨工业上干熄焦炉内的焦炭烧损控制及其对焦炭质量的影响提供理论指导。     

碱金属在高炉内的反应及分配

为了解新配矿条件下碱金属对高炉炉料性能的影响,研究了碱金属在高炉内的反应及分配.结果表明:在高温区,碱金属硅酸盐大量分解形成碱金属蒸气随煤气上升;在中温区炉料吸附的碱金属含量为2.8%左右;在低温区约为0.3%.炉料吸附碱金属的含量随其粒度的增大而减小,炉料平均粒度从11 mm增大到17 mm时,碱金属含量从1.3%下降到0.3%.碱金属化合物对焦炭的溶损和铁矿石的还原有催化作用:当K2O含量超过1.5%时,焦炭的反应性(CRI)提高23%左右,焦炭反应后的强度(CSR)约降低40%;K2O含量增加到2.56%时,烧结矿的低温还原粉化率(RDI)约提高30%;K2O含量增加1.5%时,球团矿的RDI提高15%左右.     

高钛型钒钛磁铁矿冶炼条件下焦炭在高炉内的性能变化

对取自现场的人炉焦和风口焦进行了受热力作用、碳素溶损、矿物质侵入（TiO2、碱金属）、渣铁侵蚀等方面的研究,基本弄清了在高钛型钒钛磁铁矿冶炼条件下,焦炭在高炉内的蚀损情况。研究结果表明：随着炉料中碱负荷的增加,焦炭的反应性升高、反应后强度降低;在钒钛磁铁矿冶炼条件下,高炉内焦炭的开始反应温度平均为862℃,焦炭剧烈反应温度平均为1266℃;焦炭的气化反应仍为主要蚀损,渣铁中TiO2的存在对焦炭有一定的保护作用。     

高温热处理对焦炭基质溶损反应性与微观结构影响

为探究高炉高温区域焦炭劣化机制，采用热分析法研究高温热处理对焦炭基质溶损反应的影响，并采用N₂吸附、XRD、Raman光谱等方法探究了焦炭在高温条件下微观结构的演变规律。结果表明：经高温热处理后，焦炭溶损反应速率整体降低，特征反应速率最低值对应的热处理温度为1 300～1 400℃;焦炭微晶堆垛高度增大，芳香片层间距降低，结合Raman光谱特征参数推测焦炭多环芳香结构向石墨化结构转变；焦炭的孔容积和平均孔径先降低后升高，孔隙结构剧烈变化温度与焦炭中矿物质熔融反应温度及反应性转变温度重叠度较高。推测认为升温条件下焦炭中矿物质/碳基质化学反应与物理聚集/运动作用促使焦炭孔隙堵塞与再次开放，造成了焦炭基质特征溶损反应速率出现上述波动。     

富碱焦炭在不同反应条件下的溶损劣化模式

采用高温热还原法制取K、Na蒸汽,并对四种工业焦炭进行了K、Na蒸汽吸附,对富碱焦炭进行了1 100℃恒温和模拟高炉温度制度下的溶损反应劣化研究,分析了碱金属对焦炭溶损反应速率和反应后强度的影响。结果表明,未富碱焦炭的溶损反应率随着温度的升高而加快,CSR_(25%)随反应温度的升高呈现先减小后增大的规律,溶损反应模式为低温均匀反应模式+中温协同模式+高温反应核模式;1 100℃恒温下富碱焦炭的CSR_(25%)都在未富碱焦炭的劣化模式范围内,且K、Na协同富碱焦炭劣化程度最严重;模拟高炉温度制度下富碱焦炭的溶损劣化强度明显高于1 100℃恒温下的富碱焦炭。     

赤铁矿内配兰炭生产球团矿固结机制研究

通过对不同温度、不同兰炭配入量的内配兰炭赤铁矿球团进行FeO含量检测和矿相结构分析,得出兰炭在赤铁矿球团焙烧过程中的作用机制.结果表明:兰炭含量较低时,主要发生燃烧反应,不利于赤铁矿向磁铁矿转变,且气孔率增大使球团抗压强度降低;兰炭含量过高,还原反应占主导,大量Fe2O3被还原为Fe3O4,甚至被还原为FeO,随之形成...     

铅锌化合物对焦炭溶损反应的催化影响

通过向焦煤中加入添加剂的方法在实验室炼制出含有不同铅锌化合物的焦样,并用热重的方法对焦样进行了反应性试验。通过化学分析和SEM扫描电镜分析,研究了铅锌化合物对焦炭溶损反应的影响,并分析了铅锌化合物在焦炭中的分布规律及存在状态。结果表明,添加不同的铅、锌化合物都会增加焦炭的反应性,但增加的幅度和趋势不同。铅、锌在焦炭中的存在状态和炼焦过程发生的反应有关。     

PbO对高炉原燃料冶金性能影响的分析

铅作为高炉原料中的一种微量元素,在高炉内循环富集会对高炉冶炼产生一系列不利影响.为了明确PbO对原燃料冶金性能的影响,通过气相吸附法制备不同铅含量的烧结矿、球团矿和焦炭样品,采用扫描电子显微镜对反应前后的富铅样品进行微观分析,研究富铅后原燃料冶金性能的变化.结果 表明,铅以PbO的形式吸附在烧结矿、球团矿和焦炭的表面和...     

矿物质催化指数与焦炭反应性关系

研究了矿物质（氧化物）以添加和吸附两种方式负载到焦炭中，对焦炭溶剂损反应性的作用规律，建立了矿物质对焦炭溶损反应性的综合评价指标（MCI），提出了煤的Vd和MCI是决定焦炭溶损反应性的两个独立变量，并据此建立了预测焦炭溶损反应性和反应后强度的数学模型。     

焦炭与烧结矿在耦合反应过程中的溶损特性

为了研究高炉冶炼中焦炭的溶损行为,选用2种不同反应性的焦炭考察焦炭与烧结矿在不同温度下的耦合反应,研究不同温度下焦炭溶损与烧结矿还原的关系。研究结果表明,焦炭溶损和烧结矿还原的耦合反应随着反应温度的升高逐渐加剧,且焦炭反应性提高有利于烧结矿的还原。焦炭溶损率与烧结矿还原度呈正线性相关性,焦炭反应性(CRI)与拟合曲线的斜率k呈反比,而与截距b呈正比,截距可以表征焦炭对烧结矿的初始还原能力。耦合反应后焦炭的光学各向异性指数OTI增大、平均孔径和气孔率大幅增大,反应性较大的焦炭易于在焦炭表面溶损,反应后的孔径较大;而反应性较小的焦炭在反应过程中CO₂气体易于扩散至焦炭内部均匀溶蚀各级气孔。