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...     

焦炭光学组织在煤质评价中的应用研究

通过对青海煤、肥煤、焦煤、1/3焦煤和气煤进行煤岩分析、黏结性分析,并测定各单种煤所炼焦炭的光学组织和焦炭冷态强度,结果表明:青海煤变质程度与肥煤接近,但是其黏结性较肥煤差;青海煤所炼焦炭冷态强度较肥煤和焦煤所炼焦炭差,略好于1/3焦煤所炼焦炭;青海煤所炼焦炭光学组织以细粒镶嵌和丝炭与破片为主,中粒和粗粒镶嵌含量较少;而肥煤和焦煤所炼焦炭光学组织以中粒和粗粒镶嵌为主,细粒镶嵌的含量较少。青海煤的性质与1/3焦煤更加接近,故在配煤炼焦中将青海煤视作1/3焦煤使用更为合理。     

捣固焦炭内在质量及等反应后强度指标

 为了研究捣固焦炭对大高炉的适应性,在1050～1200℃使用焦炭连续热反应装置对A类顶装焦、B类捣固焦、C类捣固焦3类焦炭进行等温等反应的溶损反应。当焦炭的失重率分别达到30%,35%,40%时,停止反应,通过I型转鼓检测焦炭的反应后强度。结果表明：捣固处理在一定程度上可以改善焦炭的热态性质;在1100～1150℃时焦炭强度破坏程度最严重;等反应后强度与国家标准CSR存在差异性。     

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%。     

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。     

高炉炉缸径向焦炭碱金属变化及其对焦炭性能影响的研究

利用风口焦炭取样机取得了整个高炉炉缸半径上的焦炭样品。分析了炉缸径向不同位置、不同粒径的焦炭的碱金属含量,得出:炉缸径向同一位置风口焦炭粒度由小至大的碱金属含量是升高趋势,且同一风口焦炭粒级,由炉缸边缘至中心,碱金属总体呈上升趋势。通过对炉缸焦炭、入炉焦炭光学组织及碱金属的对比分析,得出:入炉焦炭中的各向同性的组成相比于各向异性的组成在高炉内具有较强的抗碳溶损能力;迁钢1号高炉炉缸径向风口焦炭中各向同性的比例与其碱金属含量没有相关性。     

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。     

焦炭质量与大型高炉的稳定顺行

阐述了焦炭质量对大型高炉的稳定顺行具有决定作用,分析了2010年1月武钢高炉大面积不顺的原因,通过采取加强宏观管理做好生产保证工作、上下部调剂相结合稳定炉况、改善焦煤现状,高炉炉况变好.     

CO2-H2O混合气体与捣固焦和顶装焦深度反应影响

 由于全球气候变暖,CO₂的减排逐渐成为人们关注的热点。钢铁工业作为CO₂排放大户,需要严格控制其CO₂的排放量,富氢炼铁由于具有降低碳排放的特点,已经成为冶金工艺未来发展趋势,但富氢燃料的使用会在高炉内产生大量水蒸气,所以研究高炉中不同种类焦炭与CO₂-H₂O混合气体在气化溶损反应下的变化至关重要,可以为高炉富氢冶炼条件下焦炭的选择和质量的控制提供理论依据。通过研究不同含量CO₂-H₂O气体通入管式炉中与捣固焦和顶装焦发生深度气化溶损反应,分析CO₂-H₂O混合气体中水蒸气含量变化产生的气化反应溶损差异、焦炭有机官能团和碳素结构的变化规律以及利用未反应核模型分析气化反应过程中限制性环节。研究结果表明,两种焦炭气化反应的限制性环节为界面化学反应,通过对比顶装焦和捣固焦颗粒气化溶损过程中边缘、中间、中心隙结构和相对密度上的差异发现,随着CO₂-H₂O混合气体中水蒸气含量的增加,两种焦炭表面溶损反应较其他两部分更加严重,出现了明显的开孔现象,并且捣固焦的内部开裂情况更加严重。结合FT-IR分析可知,水蒸气能够加剧气化反应过程中顶装焦和捣固焦结构内脂肪族官能团和甲基的消耗,从而导致两种焦炭的芳香度升高,同时反应后捣固焦样品中芳香烃的缩合程度增加。     

延长碳化时间对焦炭性能的影响

为了研究延长碳化时间对焦炭质量的影响,通过对焦炭块度、冷热强度和气孔率等指标进行宏观分析,并且从焦炭显微结构微观角度分析延长碳化时间对焦炭内部结构的改变。结果表明,随着碳化时间的延长,焦炭中的镶嵌组织逐渐增多,光学组织之间有很好的结合性,减少了裂纹的发生,阻止了裂纹的延展;焦炭的块度大幅提高,冷热性能均有所改善,孔径和气孔率都有所降低,焦炭的反应性降低。     

炼焦煤成焦过程中显微结构形成行经的探讨

选取了三种不同变质程度的炼焦煤进行炼焦试验,控制炼焦终温在400～1100℃范围内,相隔一定温度进行一次试验,测定炼制的焦炭的显微组分,观察显微结构的变化。结果表明：随着炼焦终温的逐渐升高,焦炭光学组织指数OTI有所增加,增加的幅度逐渐变缓。说明在煤软化熔融形成小球体的阶段,对焦炭的显微结构的形成有着重要的影响,从而影响焦炭的质量。     

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.     

灰成分及光学组织对焦炭热性能的影响

根据唐钢现有配煤方案为基准,选取其中有代表性的焦炭为研究对象,研究灰成分及光学组织对焦炭热性能的影响。研究结果表明,焦炭灰成分变化对矿物质催化指数影响较大,焦炭的反应性随MCI(矿物质催化指数)的增加呈升高趋势,而焦炭的反应后强度随MCI的增加而降低;焦炭光学组织与各向异性指数的关系密切,焦炭的反应性随OTI(光学各向异性指数)的增加呈降低趋势,而焦炭的反应后强度随OTI的增加而升高。合理控制焦炭灰成分和光学组织的工艺参数对改善高炉内焦炭反应性和反应后强度有重要意义。     

济钢1^#1750m^3高炉节焦潜力分析

根据济钢高炉的实际生产数据绘制了里斯特操作线图,应用该图计算出1^#1750m^3高炉仍有降低焦比40.61kg/t的潜力。同时,计算表明,生铁含硅改变0.1%影响焦比4.33kg/t,热风风温提高100℃可降低焦比21.24kg/t,高炉煤气中CO2变化1%影响焦比8.52kg/t。为此提出了优化布料方式、提高风温等操作措施,以实现高炉燃耗指标的降低。     

Measures to dealwith low strength coke for Basteel's 2500 m~3 BF

The production indexes were deteriorated due to quality coke,Utilization Factor 2.0 t/m~3·d,PCI 100 kg/T,According to Analysis the Mechanism of Production of low hot strength coke quality on Blast Furnace Smooth,The coke cold strength retained M_(10)<6.3 over a long period of time in order to insure coke granularity and permeability index in cohesive zone;A_(ad)<12 and granularity tranquilization is useful BF production.The PCI protect coke hot strength by high rate bituminous coals;high rate H_2 in BF g...     

小高炉顶温偏低问题的分析

沙钢9号500m3级小高炉2014年顶温平均为130℃,低时只有102℃。干法布袋除尘高炉顶温的合理区间为120～250℃,因此9号炉顶温偏下限。经分析,目前操作条件下风温、燃料比对顶温影响明显。高炉热负荷对顶温影响较大,适当发展中心气流、减弱边缘气流有利于降低冷却强度、提高顶温。但是9号炉常用布料矩阵的粒度偏析较严重,不利于发展中心气流。通过适当增大40mm以上大粒度焦炭所占比例,降低焦炭反应性,以及适当增加焦丁用量等可以发展中心气流,提高顶温。     

影响焦炭热性质因素的研究

利用13种粘结结焦性质指标相近的配合煤进行70 kg小焦炉试验,比较了所炼焦炭的热性质与矿物质催化指数、煤岩显微组分和焦炭光学组织的关系。结果表明:当配合煤粘结结焦性指标相近时,焦炭热性质主要由灰成分中矿物质催化指数MCI决定;煤岩显微组分含量也是影响焦炭热性质的因素之一;焦炭热性质中CSR不仅受CRI影响,而且受焦炭中光学各向异性指数OTI及光学组织含量的影响。该结论对指导配煤生产,稳定和提高焦炭热性质具有实际意义。     

高炉焦炭中子测水系统的应用

焦炭是高炉冶炼的主要燃料，其分子波劝将直接影响炉温.要用人工取样法间歇测定焦炭中的水分，时间长、误差大，不能代表焦炭入炉前的初始水分。而利用中子测水系统，则可自动、准确、边疆地测定焦炭入炉前的水分，并可将所测水分值输入上位机，实现焦炭水分的自动补偿。