煤中矿物质种类及粒度对焦炭CSR的影响

正目前的CSR预测模型很难预测煤中矿物质及粒度对焦炭CSR的影响。加拿大Canmet ENERGY冶金燃料实验室选用加拿大商业煤,同时选择6种矿物质——方解石(CaCO_3)、菱铁矿(FeCO_3)、菱镁矿(MgCO_3)、白云石(MgCO_3+CaCO_3)、黄铁矿(FeS_2)和伊利石(钾/镁/铁/铝/硅酸盐),考察各种矿物质是否可催化焦炭的气化反应以及对焦炭CSR的影响。     

小焦炉焦炭矿物质变化对CSR和CRI的影响

正加拿大Canmet能源公司用单独加热焦炉(SHO)采用新技术生产焦炭进行CSR/CRI测试,所得焦炭与中试活动墙焦炉(MWO)焦炭的CSR/CRI相似。为验证该技术的可行性,比较了2种炉型所得焦炭的矿物质组成。矿物质特征由煤/焦炭的低温灰化和XRD分析方法得到。虽然在低温灰化过程中矿物质发生变化,但焦炭中的矿物质仍相似,这更加证明了2种炉型所得焦炭的CSR/CRI的相似性。MWO焦炉和单独加热焦炉与工业焦炉所产焦炭的性质相似。MWO焦炉需要一定量的煤以确保     

焦炭反应性及反应后强度影响因素及预测模型的研究

通过40 kg试验焦炉炼焦试验,从胶质层及中间相理论入手,通过进行动力学分析,找出了对焦炭反应性(CRI)及反应后强度(CSR)的影响因素,对煤的各性质参数进行了筛选和简化,尝试建立了焦炭CRI、CSR的预测模型。结果表明:影响焦炭CRI及CSR的首要因素是煤的变质程度;K和Ca对焦炭的反应性有明显的催化作用,其中,K的催化作用是Ca的18倍;CRI与CSR有显著的负相关关系,CSR受煤的粘结指数(G)的影响较大;该研究可用于指导炼焦配煤生产。活性组分与惰性组分含量与△T有关,对G值也会产生较大的影响。     

配合煤配比对焦炭综合热性质的影响

以企业生产实践为背景,研究在配合煤中增配肥煤和1/3焦煤对焦炭综合热性质的影响。对不同配比配合煤的性质指标进行检测,采用40 kg焦炉实施炼焦试验,并对炼制焦炭的传统国家标准热性质指标和利用自主研制装置测得的综合热性质指标进行测定。结果表明:增配肥煤和1/3焦煤,均会使配合煤的变质程度降低,挥发分含量升高,胶质体的黏结能力下降,但胶质体的量保持不变。配比变化引起的配合煤性质指标的变化没有显现在焦炭的传统国家标准热性质指标反应性CRI和反应后强度CSR上。以往的研究都是以CRI和CSR指标为目标量判断配合煤的配比是否合适,本研究除此之外还采用了自主提出的焦炭综合热性质指标。配合煤配比变化引起的焦炭的综合热性质指标变化比国家标准热性质CRI和CSR指标变化敏感,这可能与其反映了焦炭某些新的特征有关。基于焦炭综合热性质指标的变化规律,考虑到1/3焦煤具有经济性,生产上增配某些特定的1/3焦煤,可以同时达到提高焦炭质量和降低配煤成本的目的。     

矿物质催化指数在配煤炼焦中的应用

为考察矿物质组成对焦炭性质的影响,对唐山中润日常生产所用9种炼焦煤的煤质、灰成分进行了分析,并进行了配煤炼焦实验,探讨了单种炼焦煤的灰分组成对配合煤矿物质催化指数MMCI的影响,以及MMCI与焦炭冷态强度M40、M10和热性质CRI、CSR之间的关系。结果表明,MMCI数值高时,焦炭的CRI值高,CSR值较差,MMCI与焦炭的M40、M10值无明显关系;炼焦煤的灰分组成和工艺性质相对独立地影响焦炭质量。     

氧化和风化作用对煤性能和焦炭质量的影响

<正>焦炭的反应性(CRI)和反应后强度(CSR)对大型化高炉同等重要,CRI直接影响高炉中焦炭的消耗量,CSR决定焦炭骨架作用的稳定性。影响焦炭CRI和CSR的一个主要因素是煤的氧化和风化作用。在欧洲,一般尽早将煤装入焦炉炼焦,但用煤大部分来源于进口,导致其长时间暴露于空气和雨水中。德国DMT公司分析了不同来源、不同储存时间     

北美焦煤和肥煤的配煤炼焦研究与实践

为缓解低灰、低硫焦煤与肥煤资源紧张现状,稳定焦炭生产,公司引进了北美焦煤与肥煤。通过开展单种煤煤质与炼焦特性、配煤炼焦试验研究,分析了配合煤煤质与焦炭质量的相关性关系。结果表明：北美焦煤与肥煤具有低灰、低硫的优质特性,但其热性质相对国内同类煤种差,其参与的配煤结构中配合煤的挥发分、黏结指数及灰成分指标,均与焦炭的机械强度、热性质具有较高的线性拟合度,均大于0.80。通过优化配煤结构,在7m顶装焦炉中应用北美焦煤或肥煤的比例可达8%～12%,并可稳定生产出CSR约为67.5%与CSR约为70%的合格焦炭。     

焦炭质量预测模型的研究

随着高炉大型化、富氧喷吹技术的发展，焦炭在高炉中的骨架作用尤为重要，钢铁企业迫切要求提高焦炭质量，为此需建立一组准确的焦炭质量预测模型，以更好地指导炼焦生产．在对国内外已有的焦炭质量预测模型进行比较、分析的基础上，运用线性加修正、一元线性回归、多元线性回归和逐次回归的方法建立了配合煤性质、焦炭化学组成、焦炭机械强度（M40，M10）、焦炭热性质（CRI，CSR）的预测模型，在很大程度上提高了预测的精确度和适用性．     

焦炭热性质的影响因素分析

结合焦炭在高炉内的降解过程,综述了近年来焦炭热性质影响因素的研究进展,其中包括:原料煤性质、煤中矿物质、高炉内矿物质、焦炭光学组织结构、焦炭气孔结构等,指出焦炭热性质研究的重点是如何降低焦炭反应性和提高焦炭的反应后强度。     

国内外煤种配合下焦炭热性质影响因素与预测模型

针对宁钢多煤种大比例使用国外炼焦煤的现状,借助于先进的逐步回归分析法,通过对单种煤、生产配合煤与焦炭热性质的相关性及回归分析,探讨了国内外煤种配合下焦炭热性质的主要影响因素,建立了适用于宁钢自身特色的热性质预测模型。研究发现,变质程度(Rran、Vdaf)、黏结性G、灰分Ad及催化指数MCI仍是热性质的主要影响因素,而生产上更要重视MCI值控制;所得预测模型简单、实用,可以更好地指导炼焦生产。     

炼焦工艺条件对焦炭反应性和反应后强度的影响

通过40 kg焦炉炼焦实验,研究了加热速率、焦饼终温、焖炉时间、入炉煤堆密度及入炉煤细度等对焦炭的CRI(焦炭反应性)、CSR(反应后强度)的影响。结果表明:为保证焦炭成熟和获得较低的CRI值,较高的CSR值,焦饼终温应控制在1000～1050℃范围内。炼焦时焖炉时间应控制在3 h以上。提高入炉煤堆密度,可显著改善焦炭的热性质。入炉煤细度控制在90%左右时,CRI、CSR值较佳。提高加热速率,特别是粘结阶段的升温速率,有利于改善焦炭的热性质。     

梅山焦炭质量预测模型的研究

结合炼焦配煤生产数据,从单种煤指标的加和性分析开始,利用回归方法建立适合梅山自身特点的焦炭灰分、硫分、M_(40)、M_(10)、CRI和CSR的预测模型,并对模型进行了检验。结果表明,所建立焦炭质量预测模型能够预测焦炭质量,优化炼焦配煤配比,满足生产需要,为稳定焦炭质量和降低配煤成本创造了条件。     

焦炭质量预测模型

结合焦炭质量的影响因素,通过MATLAB环境中regress、robustfit等函数对炼焦配合煤各指标如灰分(A d)、挥发分(V daf)、黏结性指数(G)和胶质层厚度(Y),催化指数(MCI Y)等进行回归分析、比较和总结;用多元线性回归方法建立了配合煤煤质指标预测焦炭质量的预测模型,模型的预测精度符合要求。     

焦炭质量预测方法的应用

以太原煤炭气化(集团)有限责任公司的工业焦炉数据为基础,建立了该公司的焦炭质量预测模型。利用单种煤和配合煤的各种性质指标预测焦炭质量,并指导配煤,以获得稳定的焦炭质量。     

焦炭气孔率对焦炭热性能的影响

通过研究40kg试验焦炉单种煤焦炭、配合煤焦炭及工业焦炉焦炭的气孔结构及焦炭热性能,得出气孔率对焦炭热性能的影响。焦炭气孔率对焦炭热性能有较大影响,随着气孔率的增加,CRI增加,CSR降低;工业焦炉焦炭气孔率与焦炭热强度之间关系密切,气孔率每增加1％,CRI增加0．48％,CSR降低1．46％。用气孔率预测焦炭热性能,对指导焦炭生产、控制焦炭热性能具有指导意义。     

瘦煤和贫瘦煤及无烟煤粒度对焦炭质量的影响

采用邯钢炼焦原料煤研究了瘦煤、贫瘦煤和无烟煤不同粒度对焦炭质量的影响规律;采用气孔率、SEM扫描电镜分析了所得焦炭的孔结构对焦炭热性能的影响;从机理上分析了高变质程度煤粒度对焦炭质量的影响.不同粉碎粒度瘦煤的配煤炼焦实验结果表明,瘦煤粒度<0.2mm时,焦炭的M40提高3%,CSR提高7%.当用无烟煤替代5%的瘦煤(粒度<0.2mm)后,无烟煤粒度的变化对焦炭的热性能影响不大,但相对于空白实验的CSR来说要有所提高,且无烟煤粒度<0.5mm时,焦炭的M40提高3%.贫瘦煤替代5%瘦煤的配煤炼焦实验结果表明,贫瘦煤粒度<3mm时,焦炭质量劣化,但贫瘦煤粉碎到<1mm时,不仅能保证焦炭质量,而且CSR提高5%.     

配合煤中添加硼系化合物对焦炭性质的影响

考察了不同硼系化合物及添加量对配合煤和焦炭性质的影响。BO、BA、BX加入配合煤中均会使配合煤黏结性和焦炭冷强度劣化,并且随着加入量的增加对焦炭热性能也有劣化趋势。TD加入配合煤中,不影响配合煤的黏结性及焦炭的冷强度,能明显改善焦炭的热性能。光学组织结构检测表明TD有利于焦炭光学显微组分的各向异性发展,XRD分析表明TD提高了焦炭的石墨化程度。     

焦炭热性能影响因素研究

结合相关研究内容和研究方法,综述近几年关于焦炭热性能影响因素的研究,指出主要影响因素包括原料煤的性质、炼焦工艺、焦炭自身性质、矿物质及添加剂等。其中,原料煤性质是最主要的影响因素,其他因素同样不可忽略。综合考虑各影响因素的影响机理,合理组织配煤,可炼制出符合要求的焦炭。     

焦炭的显微结构对溶损劣化的影响

对焦炭显微结构与热性质的关系进行了研究,分析了不同CRI和CSR指标工业焦炭的气孔结构和光学组织结构的特征。采用连续热失重法对焦炭进行了1 100℃的恒定溶损失重测试,并检测了焦炭溶损失重25%后的强度指标CSR_(25%)。通过多元回归建立了焦炭热性质指标与显微结构参数的关系,结果发现气孔壁平均厚度与CSR_(25%)的相关性最为密切,该结论可为精细化配煤、优化焦炭结构和性能提供重要支撑。     

不同类型焦炭光学组织与CO_2反应性关系的研究

以不同配煤方案配合煤所炼焦炭为研究对象,测定了焦炭的光学组织组成、焦炭反应性CRI和反应后强度CSR,利用多元线性回归的方法找出不同光学组织组成与焦炭热性质的关系;同时测定了焦炭与CO_2反应后焦样的光学组织组成,并定量计算了不同类型焦炭光学组织与CO_2反应性的关系。研究结果表明,不同类型焦炭光学组织与CO_2反应性存在较大的差别,即各向同性、丝炭与破片、细粒镶嵌、片状、完全纤维、不完全纤维、中粒镶嵌、粗粒镶嵌与CO_2相对反应性的大小为:9.3、8.5、6.2、5.4、2.6、1.5、1.3、1。