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。     

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。     

焦炭反应指数和溶损反应起始温度的测量方法研究

通过热重试验对不同焦炭的反应性指数及溶损反应起始温度进行了检测,根据焦炭溶损反应起始温度与焦炭反应性指数之间关系的分析,提出了一种通过焦炭溶损反应起始温度来评价焦炭高温性能的新方法,并与国标焦炭热反应性指数的试验方法和结果进行了对比,新方法具有操作方便、结果准确可靠的优点.     

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。     

焦炭热性质影响因素分析研究

焦炭与CO2的溶损反应是焦炭在高炉下部粉化的根本原因，其反应性和反应后强度是焦炭热性质的重要指标。影响焦炭热性质的主要因素是煤的变质程度、粘结性、灰分以及煤中矿物质等。除此以外，炼焦工艺条件及焦炭的微观结构类型也对焦炭热性质产生影响。目前国内外大型钢铁联合企业都根据自己的实际情况选择控制焦炭热性质的方法，建立热性质预测模型，从而准确控制焦炭热性质。     

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。     

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。     

钢渣配煤对焦炭溶损反应动力学的影响

将1%转炉钢渣配入吕家坨焦煤中制备焦炭,采用自制的粒焦反应性装置研究了900~1 200℃下所得焦炭的溶损反应过程。结果表明,在碳素溶损率30%时,焦炭的溶损速率基本保持恒定;而在碳素溶损率30%时,溶损速率则逐渐减小。钢渣的配入增加了焦炭的溶损反应速率,而且溶损温度越高,焦炭溶损速率增幅越大。用随机孔模型描述了焦炭的溶损反应动力学过程,求得焦炭和添加1%钢渣后焦炭的溶损反应的表观活化能分别为133.76 k J/mol和121.51 k J/mol。     

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。     

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.     

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…     

矿物质对焦炭热性能影响的研究及应用

分析矿物质在炼焦煤中存在形式及对焦炭热性能的影响,通过对焦炭溶损反应机理研究,结合国内外研究成果,运用煤中矿物组成理论指导配煤和采购,优化煤种结构以改善焦炭热性能。     

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。     

基于催化作用程度的焦炭灰组成催化指数模型研究

通过主焦煤和生产配合煤脱除部分矿物质以及分别添加不同矿物质后的碳化试验,研究了Na2O、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、BaO、Fe2O3等主要矿物质对焦炭热反应性的催化作用行为,依据其催化作用程度导出新的矿物质催化指数模型,并对比验证了几种催化指数模型对高炉焦质量预测的适应性。     

焦炭热性质的预测及影响因素分析

 为了预测、改善或根据需要调节焦炭的热性质,同时摸清各种因素对焦炭热性质的影响,通过16个配煤方案、96组的炼焦试验,在探讨各因素影响规律的基础上,以煤化度指标(Vdaf)、黏结性指标(G和Y)、催化指数(MCI)和堆积密度(d)?问⒘私固咳刃灾实脑げ饽Ｐ停荒Ｐ妥酆峡悸橇顺９媪督购偷饭塘督?种生产工艺,揭示了各因素对焦炭热性质影响的内在规律、各因素的最佳值及焦炭热性质所能达到的最佳值;模型精度高、适应性强,既可用于常规炼焦又可用于捣固炼焦;并分析了各因素的影响及改善焦炭热性质的途径以及高反应性铁焦的开发方法。     

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.     

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。     

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...