锌对捣固焦和顶装焦气化反应的催化作用

采用液相吸附法研究了不同温度、富锌量等条件对捣固焦和顶装焦气化反应的影响,并结合XRD、扫描电子显微镜和光学显微镜对比分析了锌对2种焦炭气化反应后的微晶结构、显微结构、孔结构的影响。研究结果表明,升高温度和增大富锌量均能使焦炭反应性增大,反应后焦炭强度减小。反应温度低于1 000℃时,锌对焦炭气化反应的影响较小,而在1 100℃时,2种焦炭的反应率随富锌浓度的增大快速增大,且富锌后顶装焦的反应率比捣固焦高约1%~2%。XRD分析表明,锌对焦炭有序化微晶气化反应的催化作用大于无序化微晶,从而导致气化反应后焦炭微晶片层的堆积高度减小,石墨化程度降低。结合扫描电子显微镜和光学显微全景图发现,锌在催化焦炭气化反应过程中孔壁变薄甚至消失,孔面积和孔直径增大,孔的贯穿连通程度加大,为锌蒸气的渗透和气化反应的动力学提供有利条件,导致反应进一步被加剧,但捣固焦较致密的孔结构使其在气化反应中具有优于顶装焦的抗锌催化能力。     

焦肥煤配比对顶装和捣固焦性能的影响

为了解顶装焦和捣固焦在性能指标上的差异,利用300 kg试验焦炉研究了不同焦肥煤配比对顶装焦和捣固焦性能的影响规律。研究发现,焦肥煤配比由30%提高到60%,捣固炼焦可以改善焦炭冷热强度,且改善作用逐渐减弱;焦炭镶嵌结构体积分数逐渐升高,而同性结构体积分数逐渐降低;焦炭平均孔径逐渐升高,气孔率逐渐降低。焦炭的反应后强度随镶嵌结构体积分数的增大呈现升高趋势,而反应性随各向同性总和ΣISO体积分数的升高而升高。相同配煤结构情况下,捣固焦平均孔径偏低,气孔壁厚度增加,气孔率低约20%。     

捣固焦技术的研究进展

捣固焦在经济性、焦炭传统质量指标方面具有优势，但在高炉实际应用效果上存在一定争议。综述了捣固焦的优势与存在的问题，对比了捣固焦与顶装焦的差异，总结了现有研究的不足。认为，捣固工艺能够扩充煤种数量，改善焦炭的质量指标；部分企业无法制定出符合高炉生产的捣固焦操作制度，导致高炉炼铁时捣固焦溶损反应后，强度下降程度明显高于顶装焦；与传统热态强度指标相近的顶装焦相比，捣固焦受高炉冶炼温度变化及碱金属富集的影响，结构破坏更为严重；捣固焦微观结构中存在“盲肠状”气孔，光学组织中镶嵌结构体积分数较低，微晶结构中无序微晶较多，可能造成溶损反应后劣化程度远大于顶装焦的结果；捣固焦未能普遍应用于大型高炉的原因还需要深入探索，现有的焦炭质量评价方法也存在一定的局限性。因此，评价捣固焦质量时充分考虑温度及碱金属的影响，同时使用不同方法对捣固焦的微观结构深入分析，还需要继续探索捣固焦在大高炉成功应用的操作制度，降低生产成本。     

基于煤岩法研究捣固工艺对焦炭性质干预程度

捣固炼焦工艺可以减少焦化过程中优质炼焦煤的配加比例，在保证焦炭质量的同时可以降低焦炭生产成本，但大量生产实践发现捣固焦替代顶装焦应用于中大型高炉时存在诸多问题。为了探究捣固焦在大型高炉上合理的使用方式，采用煤岩法分析了多来源的捣固焦与顶装焦光学组织分布、各向同性总和(ΣISO,isotropic sum)及光学组织指数(OTI,optical texture index),探究了各光学组织指数在两者之间的差异性，认为现有焦炭光学评价指标对捣固焦热态性质预测准确性不足。使用多元线性拟合法构建了焦炭光学组织与热态性质的关系函数，通过光学组织与顶装焦热态性质的关系函数，预测多种捣固焦在相同配煤条件下使用顶装工艺所得到的焦炭的热态性质，用于描述捣固工艺对焦炭热态性质的影响。结果表明，捣固焦与顶装焦各光学组织含量差异明显。捣固焦不同光学组织含量分布范围较大，各向同性组织较多，各向异性组织总量较少且细粒镶嵌组织占比较高，所以捣固焦各向同性总和占比普遍高于顶装焦，不同捣固焦之间的光学组织指数差异性较大且整体低于顶装焦。针对现有焦炭光学评价指标对捣固焦热态性质预测准确性不足的问题，对焦炭光学组织分布与...     

钾蒸气对顶装焦与捣固焦劣化的影响

为了探究钾蒸气对顶装焦和捣固焦劣化行为的影响,在相同试验条件下向两种焦炭赋相同含量的钾蒸气,研究相同钾蒸气条件下,捣固焦与顶装焦粉化率及热态性能变化的差异。结果表明,在钾蒸气设定量低于5%时,捣固焦的粉化率较高,即钾蒸气对捣固焦结构的直接破坏能力强于顶装焦;在钾蒸气设定量超过5%后,两者相差不大。吸附钾蒸气后,两种焦炭的反应性均随钾蒸气的增多而增强,反应后强度则降低。     

捣固焦高温气化反应特性

通过模拟高炉实际条件,研究了温度、富碱条件等对五种捣固焦气化反应的影响,并结合光学组织和微观气孔结构分析了捣固焦在高温下的碳溶反应规律。实验结果表明,反应温度升高和富碱均能较大地提高捣固焦气化反应失碳率。不富碱时,捣固焦气化反应失碳率随温度升高先缓慢增长而后急剧升高,在1000℃以下时反应较少;富碱后,四种捣固焦失碳率随温度升高先急剧升高而后趋于平稳,在1100℃时已达到最大值。捣固焦内部闭气孔比例较大,大气孔较少,微小气孔较多,局部存在盲肠状气孔,反应后大气孔和贯穿孔数量增加。除反应性最低的捣固焦A外,其他四种捣固焦以基础各向异性和粗粒镶嵌结构为主,在1000℃和1100℃时抗碱金属侵蚀能力较差.      

首秦焦炭碳素溶蚀能力与显微结构的相关性

 摘 要： 捣固焦由于成本低且性能指标较好而逐步推广使用,然而首秦高炉在使用捣固焦后出现了炉内压量关系紧张、炉况不顺等问题。为了解这批焦炭的实际性能,进行了反应性试验、差热试验以及光学组织含量分析,结果表明：焦炭光学组织中镶嵌结构有抑制裂纹发展和缓解热膨胀的作用,而捣固焦的镶嵌组织含量较低,因此在高温和冲击受力的作用下更容易产生裂纹;分析6种焦粉失重曲线可以发现,同性组分ΣISO含量高的捣固焦粉从1 000 ℃升高到1 300 ℃过程中汽化反应失重率增加更快,在炉内可能引起的粒度降解更严重,从而造成炉况不顺。     

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。     

高炉焦炭石墨化过程中的微观组织和冶金性能演变

当前低碳高炉冶炼条件下使得炉内焦炭层变薄,恶化了料柱的透气透液性,焦炭在炉缸高温区石墨化过程中产生的焦粉是导致该现象出现的主要原因之一.为了研究焦炭在高炉下部的石墨化过程对其在炉缸内的冶金性能影响,研究了1100~1500℃不同温度下焦炭的石墨化度改变;同种焦炭石墨化程度与焦炭反应性及反应后强度之间的关系;不同石墨化度焦炭与碱金属侵蚀之间的关系;观察并分析了试验后不同焦炭试样的微观形貌.结果表明,随着温度的升高,焦炭石墨化程度加深,且温度每升高100℃,焦炭石墨化度约提高1.8倍,层间距d₀₀₂值约降低2%,微晶结构层片直径L_a值约提高3%,层片堆积高度L_c值约提高15%;焦炭的表面气孔减少,特别是大气孔减少,焦炭表面镶嵌组织减少,各向同性组织增多,焦炭的结构有序化程度增强.随着焦炭石墨化程度的加深,焦炭的反应性逐渐减小、反应后强度逐渐提高,焦炭表面的劣化情况减弱,生成的大气孔减少,气孔壁破坏趋势减弱.碱金属对焦炭的反应性有促进作用,使焦炭的反应性提高,反应后强度降低.而焦炭的石墨化对焦炭的碱侵害具有一定的抵抗作用,降低了焦炭表面的劣化程度.      

再论捣固炼焦技术

捣固炼焦的技术特点在于：采用该技术可以多配高挥发分、弱粘结性的炼焦煤,并可以提高焦炭质量：论述了国内捣固焦技术的现状是捣固焦炉数量少,企业财力不足。捣固焦的发展需要政府及各方面的全面合作。     

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...     

Microstructure of a Variety of Cokes After Alkali Enrichment

 It is difficult to distinguish tamping coke and top charging coke by conventional testing methods, such as cold strength, abrasion resistance, reactivity and strength after reaction. Some of tamping coke′s properties were even better than those of top charging coke, but from practical using effects of blast furnace, tamping coke was not as good as top charging coke. The reaction conditions were featured as high temperature, high alkali condition, intense reaction atmosphere and short time. Distribution of porosity in profile, microstructure and slag forming property of ash were analyzed and following conclusions were obtained. After alkali-rich reaction, there were obvious differences between top charging coke and tamping coke in microstructure. The porosity′s unevenness of tamping coke was greater than those of top charging coke, and tamping coke was with less and big pores in out space and inner part was dense with more throughout pores. After phase diagram and microstructure analysis, it could be obtained that ash forming characteristics of top charging coke were better than those of tamping coke, and top charging coke′s pores were blocked more seriously than those of tamping coke. From analysis of tuyere samples, it could be found that calcium content of ash in coke′s pores was small and it should belong to coke′s inherent ash; kalium (wK=28%) was unusually high in coke, so the situation of high alkali was close to real blast furnace reaction condition.     

氧化钙对焦炭性能的影响

 碱土金属对焦炭气化反应具有正催化作用,而焦炭的气化特性影响高炉的能量利用状况。通过实验室条件下配煤炼焦试验,系统研究了添加氧化钙质量分数分别为0%,1%,2%,4%,8%,12%时对焦炭强度、气化起始反应温度、平均反应速率及表观活化能的影响。研究结果表明：当配加氧化钙质量分数为4%时,焦炭强度降低最大为7%,气化起始反应温度降低最多为80℃,平均气化反应速率增加最大,表观活化能降低最大约30%。     

5.5m捣固焦炉冬季生产常见问题探讨

本文对酒钢焦化厂5#、6#捣固焦炉自2011年底投产以后,在冬季极端最低温度近零下30度的生产环境下,经常出现的装煤车煤箱冻箱、捣固机捣固锤在煤饼捣固过程中提锤困难、煤塔蓬料给料机不下煤等问题进行了简单分析,并针对几项严重影响焦炉冬季生产的具体问题,结合酒钢焦化厂生产和技术改造实践提出了可行的解决措施,防止了事故的发生,稳定了生产秩序。     

切焦机对捣固焦炭粒度的影响分析及改进

切焦机对捣固焦炭整粒至关重要，设计大于80mm的焦炭进行整粒，将大块焦破碎成＜80mm的焦炭，在使用过程中切焦机无法满足捣固焦炭整粒要求，导致切焦机使用寿命短，备件费用浪费巨大。对切焦机整体设计结构及切焦机各参数进行分析，从而提出切焦机改造方案，延长切焦机使用寿命，对提高生产效率具有重要的意义，同时创造了一定的经济效益。     

利用陶瓷焊补技术维修捣固焦炉

针对攀钢捣固焦炉损坏和焦炉湿法维护技术缺点,引进陶瓷焊补技术对捣固焦炉进行维修.实践表明,采用陶瓷焊补技术热修焦炉,具有挂料时间长、修补部位强度高、平整不影响推焦装煤等优点,值得推广应用.     

捣固式焦炉过顶砖裂纹原因分析及控制措施

针对捣固式焦炉在生产过程中出现过顶砖裂纹问题,通过检测砌筑所使用的耐火材料、砌筑质量、烘炉过程管理及生产操作过程中对炉体损害等几个方面进行原因分析,确定过顶砖裂纹的主要原因,根据查找出的原因制定控制措施,确保炉体完好。     

焦炭溶损对高炉冶炼的影响和焦炭高温性能讨论

分析了焦炭反应性CRI和反应后强度CSR指标相差很大的焦炭在国内外高炉能够使用的原因。通过焦炭溶损反应对高炉还原、热交换和焦炭溶损劣化的作用分析,提出了一些焦炭热性质及其质量指标,供高炉操作和炼焦配煤参考。     

溶损反应前后焦炭反射率及光学组织的比较

 为了解焦炭中各显微光学组织在溶损反应中的反应行为，对不同条件下溶损反应前后焦炭的反射率及显微光学组织组成进行了分析。试验表明，焦炭的反射率指标及光学组织组成与焦炭的反应性CRI、反应后强度CSR之间存在比较好的相关性。焦炭的平均最大反射率[Rmax]和光学各向异性指数Φ越高，各向同性光学组织越少，其CRI越低，CSR越高。经过1 100 ℃溶损反应后，焦炭的[Rmax]提高，各向同性光学组织含量减少，各向异性光学组织含量增加，说明各向同性的反应性高于各向异性。溶损反应温度提高到1 300 ℃以后，焦炭中各向同性的溶损反应量分别为1 100 ℃时的1.07～3.00倍，而各向异性的溶损反应量分别为1 100 ℃的1.22～8.58倍，且热性能越好的焦炭各向异性反应量增加得越多。