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.     

锌对焦炭反应性能的影响

通过气相吸附法制备吸附不同锌含量的焦炭试样,并对吸附锌的焦炭的反应性进行了检测。研究结果表明：1 000℃条件下焦炭锌的吸附量最大。锌的吸附不仅发生在焦炭表面,还进入焦炭内部;锌对焦炭的溶损反应具有正催化作用。随着锌吸附量的加大,焦炭的反应性增强。     

热重分析法研究铁含量对焦炭溶损反应的影响

采用热重分析法研究了铁含量对焦炭反应的影响规律.利用液相吸附法制备了不同Fe2O3含量的焦炭样品,通过对样品的微观分析和焦炭反应动力学的研究,阐释了铁元素对反应机理的影响.结果表明,铁对焦炭溶损反应具有正催化作用,且催化作用随铁含量的增大而加强;铁的存在降低了焦炭反应的起始反应温度和剧烈反应温度,导致焦炭过早破碎,影响焦炭强度;同时铁的存在也降低了焦炭溶损反应的反应级数和活化能.反应级数从无Fe2O3添加时的1.53级降为零级.研究表明,Fe2O3均匀分布在焦炭表面使其能提供更多的有效催化活性中心,进而对溶损反应起到催化作用.     

碱金属对焦炭光学组织的影响

 为了研究碱金属对高炉焦炭光学组织的影响,在10%质量浓度的单质钾气氛中进行焦炭的吸附和溶损试验,然后对原始焦炭、无碱反应后焦炭、加碱反应后焦炭的光学组织进行鉴定。结果发现,与各向异性组织相比,焦炭的各向同性组织强度低、反应性高,并且各向同性程度越高,反应性越高;但是焦炭加碱后,碱金属对各向同性组织的催化作用没有对各向异性强,以至于各向异性组织的反应性要高于各向同性组织。原因是各向异性组织对碱金属的吸附较强,且碱金属在其内部渗透能力较强,从而生成更多的层间化合物。另外,可以在炼焦过程中适当增加气煤比例,不仅能节约炼焦成本,还能提高焦炭的抗碱性能。     

锌对焦炭热性能和气化反应动力学的影响

采用液相吸附法研究了锌对焦炭反应性和反应后强度的影响,并结合热重法和第一性原理探讨了锌对焦炭气化反应动力学的影响.研究结果表明,锌对焦炭的气化反应具有催化作用,随着锌吸附量的增多,对气化反应的催化作用加强,在锌吸附量(质量分数)达到1.15％～1.17％后,焦炭反应性变化趋势变得平缓,锌吸附量的进一步增大对焦炭反应性的...     

碱金属对焦炭热性能的影响

结合宣钢高炉碱害严重的问题,模拟高炉软融带,通过浸渍法使焦炭表面吸附不同浓度的碳酸钠和碳酸钾,在900℃、1000℃、1100℃、1200℃分别测定吸附碱金属后焦炭的反应性及反应后强度。结果表明：在实验的温度范围内,随着温度的升高焦炭的反应性越高,反应后强度越差。钾、钠对碳溶反应起正催化作用,焦炭中碱金属浓度越高,碳溶反应的速率就越快。     

钾、钠对焦炭劣化作用

为了研究碱金属钾、钠对焦炭劣化作用的区别,首先将焦炭置于不同含量的钾、钠气氛下进行吸附实验,然后对吸附碱金属后的焦炭进行扫描电镜观察、能谱及X射线衍射分析和热态性能测试.由于钠更加容易以表面吸附的形式覆盖在焦炭表面,所以在碱蒸气质量比相同的气氛下,钠的吸附量要高于钾.表面吸附的碱金属对焦炭溶损反应有阻碍作用.在相同吸附量情况下,吸附钾后的焦炭中与碳化学结合的钾居多,反应性更高.另外,钾金属本身对焦炭破坏作用就很大,钾原子会插入碳层引起微晶多维膨胀,使焦炭微观组织产生破裂,并且这些新生的裂纹导致吸附钾焦炭与吸附钠焦炭在溶损方式上的不同.     

锌对焦炭热性能的影响

锌是高炉的有害元素之一,其循环富煤会严重影响高炉稳定顺行。介绍了高炉中锌的主要来源和锌的主要氧化物ZnO的还原形式。针对锌元素对焦炭热性能的影响,设计了两种实验方案。一种方案是将焦炭置于锌蒸气的环境中进行吸附实验后,对其进行微观分析和热性能检测;另一种方案是在存在锌蒸气的情况下,通入CO2进行溶损反应后测定其热强度。两种实验结果表明:锌蒸气在焦炭上吸附能力很弱,不能与焦炭发生化学反应。只有在气氛中锌蒸气分压高时,温度降低时锌蒸气会冷凝附着在焦炭上,接触空气后氧化得到吸附有ZnO的焦炭。吸附ZnO的焦炭由于ZnO的催化作用使焦炭反应性升高,反应后强度降低。锌蒸气对焦炭热性能不会产生影响。     

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。     

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。     

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。     

焦炭与氧反应的负催化研究

在用浸泡的方法将硼酸和ZOC负载于焦炭之后,通过热重分析试验考察了硼酸和ZOC吸附量对焦炭氧化反应的影响。其结果表明,硼酸和ZOC对焦炭与氧的反应"负催化"作用很明显,可以抑制焦炭的溶损反应;用硼酸或ZOC水溶液浸渍焦炭,硼酸或ZOC以分子或"离子"状态高度分散和吸附在焦粉的表面和孔隙之中,可以高效降低燃烧速率,将大大减少钝化剂的用量。     

Effect of Mineral on Metallurgical Coke Solution Loss Reaction in Blast Furnace

Thecokesolutionlossreactionisoneofthemostimportanteffectsresultingincokepulverizinginblastfurnace .Thefactorswhichaffectreactionincludecokeporestructure ,micro crystalstructureonporewall ,thecontentandconstituentofminer als ,etc .Amongthesefactors ,theconstituentofmineralsisemphasizedallovertheworldinrecentyears .Buttheemphasisofmoststudieswasputontheeffectofalkalimetals (K ,Na)oncokesolutionlossreactionandtheeffectofotherelementswassel domreported[1-5] .Theeffectofthirteenmineralsoncokesolut…     

锌对焦炭冶金性能的影响

 为了探究锌对焦炭冶金性能的影响规律和机理,对焦炭进行了不同锌质量分数下的吸附,并依据国标开展了焦炭反应性及反应后强度检测试验。结果表明,锌对焦炭的气化反应有正向催化作用,同时会导致反应后强度下降。通过光学显微镜、X射线衍射及BET比表面积检测,分析了负载锌后焦炭的微观形貌、微晶结构和气孔演变规律,发现锌会侵蚀焦炭基质,具有扩孔作用。最后运用第一性原理计算对锌的催化机理进行了解释。     

矿物质对高炉焦炭溶损反应的催化作用

矿物质氧化物对焦炭溶损反应有正、负催化作用。正催化促使焦炭反应性增大，焦炭质量变差；负催化可使焦炭反应性降低。     

钒钛矿冶炼高炉炉缸黏结物的矿相分布规律

摘要：焦炭在高炉冶炼过程中起着重要作用,其中焦炭的气化反应直接关系到其热态强度,并影响高炉内部的透气透液性能。综述了高炉内焦炭气化反应的研究现状,并讨论了焦炭气化反应的评价方法;阐述了有害元素K、Na、Zn和Cl对焦炭气化反应影响的研究进展。指出现有研究多着眼于焦炭和纯CO2或水蒸汽的气化反应,并且冶金工作者对企业通用的焦炭气化反应的测定方法和标准存在不同的看法。K、Na、Zn和Cl均对焦炭气化反应起催化作用,其中K、Na和Zn的催化机理包括氧传递、层间化合物和电子转移3种理论。建议进一步模拟高炉实际气氛和温度条件开展焦炭气化反应的研究工作,并对Cl元素对焦炭气化反应的影响机理进行深入探索。     

有害元素对焦炭气化反应的影响及展望

摘要：焦炭在高炉冶炼过程中起着重要作用,其中焦炭的气化反应直接关系到其热态强度,并影响高炉内部的透气透液性能。综述了高炉内焦炭气化反应的研究现状,并讨论了焦炭气化反应的评价方法;阐述了有害元素K、Na、Zn和Cl对焦炭气化反应影响的研究进展。指出现有研究多着眼于焦炭和纯CO2或水蒸汽的气化反应,并且冶金工作者对企业通用的焦炭气化反应的测定方法和标准存在不同的看法。K、Na、Zn和Cl均对焦炭气化反应起催化作用,其中K、Na和Zn的催化机理包括氧传递、层间化合物和电子转移3种理论。建议进一步模拟高炉实际气氛和温度条件开展焦炭气化反应的研究工作,并对Cl元素对焦炭气化反应的影响机理进行深入探索。     

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。     

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。