焦炭中硫元素在高炉内的反应行为及羰基硫生成机理

目前,高炉煤气精脱硫研究主要集中于硫化物的脱除工艺,而对硫化物的生成机理研究较少。利用FactSage热力学软件和实验手段建立C-SO₂反应体系,考察物质的量之比和温度等对羰基硫(COS)生成浓度的影响,揭示焦炭中含硫物质转化为COS的生成机理。热力学计算及试验结果表明:(1)在碳过量条件下,COS在中低温下更易生成,500℃左右生成量达到峰值,高温下COS不能稳定存在;(2)入炉焦炭在高炉中上部会析出少量的含硫物质,其大部分硫元素主要以二硫化碳(CS₂)、一硫化碳(CS)和硫蒸气(S2)形式进入炉腹煤气;(3)在煤气上升降温过程中,穿过软熔带的大部分含硫物质通过复杂反应转化为COS后进入炉顶煤气。     

高炉内添加半焦对料柱熔滴特性及焦炭溶损的影响

随着“碳达峰”“碳中和”政策的推进，钢铁企业面临着超低碳排放的压力，降低焦炭消耗是实现高炉低碳冶炼的重要举措之一，半焦具有与焦炭相近的理化性质，且能满足高炉炼铁的基本需要，可作为焦炭的替代品。模拟高炉实际工况对添加半焦后的炉料进行了熔滴特性及焦炭溶损程度的相关研究，进而探讨半焦替代焦炭用于高炉炼铁的可行性。结果表明，矿焦混装比未混装时的熔滴性能更优，当添加半焦比例从30%降低到10%时，熔滴特征值S由774 kPa·℃下降至597 kPa·℃,最大压差ΔP_MAX由13.66 kPa降低到11.79 kPa,软化区间变宽且位置下降，熔融区间收窄变小，软熔区间大小和位置逐渐接近于混装焦炭时的情况，料柱的透气性良好；添加半焦后的熔滴物相中渣相成分更为稳定，且Fe的还原度更高；添加半焦能够在一定程度上减小焦炭的孔隙率，降低焦炭的溶损程度，对焦炭起到良好的保护作用，改善料柱的透气性。本研究证明半焦替代冶金焦炭有效可行，为高炉使用半焦提供理论基础和技术指导。     

焦炭热态性能对高炉产质量影响的统计解析

 焦炭是高炉重要的燃料之一。 为研究不同范围内焦炭热态性能对高炉产质量指标的影响,首先统计实际高炉生产数据,将焦炭热态性能划分为不同区间,利用SPSS软件对不同区间数据进行统计解析,通过线性或非线性拟合得出影响规律和适宜的反应性和反应后强度。鉴于反应性和反应后强度存在较强的负相关性,综合考虑两因素,得出合适的焦炭综合热态性能,从而指导高炉和炼焦生产并提供一种新的焦炭热态性能研究方法。     

焦炭反应性对高炉炉料熔滴性能的影响

 利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,对高炉使用焦炭的热态性能进行分析,探讨了不同反应性的焦炭加入后对炉料软化温度、熔化温度、最大压差,熔滴综合指标等高温物理性能的影响。试验结果表明：随着焦炭反应性的增加,炉料软化开始温度[t10]降低,由1 220降低到1 112 ℃,降低了108 ℃;压差陡升温度[ts]降低,由1 306降低到1 268 ℃,降低了38 ℃;最大压差[Δpmax]增大,由8.62增加到11.05 kPa,料层透气性变差;熔滴综合指标[S]值增大,由680增加到820 kPa·℃,熔滴性能变差。     

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.     

Microstructure characteristics of dead stock coke from blast furnace

In order to reveal the relationship between the macroscopic properties and microstructure of dead stock coke, the differences between dead stock coke samples and feed coke samples were compared by industrial analysis, pore structure analysis, BET detection, XRD detection and SEM observation, etc. Dead stock coke samples and feed coke samples were both sampling from the stop experiment of a schreyerite BF in one factory in Xichang. Experimental results show that comparing with feed coke samples, the dead stock coke has significant differences in microcrystalline structure, stomatal structure, mineral distribution. The content of ash in dead stock coke increases, the number of super- atmospheric pores (pore size greater than 1000??m2) increases, the number of micropores (pore size of 0-50nm) and mesopores (pore size of 50-300nm) increase, and the crystallite size increases by about 4 times. In addition, the outer pores of the dead stock coke also adsorb a large amount of slag iron minerals, and the minerals are mainly magnesite, perovskite and iron carbon compounds. Then after the coke drops to the dead column area and stays for a long time, its porosity increases and the degree of graphitization increases.     

影响包钢高炉入炉焦炭强度原因浅析

主要针对包钢高炉炉料冶金性能的特殊性,重点分析影响包钢高炉焦炭强度的原因,找出进一步降低高炉焦比的有效措施。     

韶钢大型高炉风口焦取样及分析技术研究

采用风口取样机对韶钢7号高炉回旋区和死料柱进行取样,对风口回旋区长度、炉芯透气透液性及炉缸活性、炉缸碱金属富集情况等进行了一系列的分析,指出焦炭热强度维持在65以上对高炉强化冶炼至关重要.     

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.     

高炉风口焦炭的形貌与冶金行为

 为了研究焦炭在风口区域的劣化过程,获取高炉风口区及风口区边缘焦炭样品,利用显微分光光度计和扫描电镜对焦炭与氧化性气体、炉渣和铁水的反应界面形貌与生成物进行了检测,分析了焦炭在风口区的冶金行为。研究结果表明,氧化性气体会以消耗碳元素方式侵蚀焦炭基质,炉渣则会进入焦炭气孔和裂纹中,通过反应、冲蚀和挤压气孔壁的方式瓦解焦炭。铁水主要通过渗碳作用侵蚀焦炭,残留的灰分会覆盖气孔壁表面,阻碍化学反应进行。风口区的焦炭已经高度石墨化,呈现大量片状石墨结构,微观结构的改变导致焦炭强度降低,最终瓦解粉化。焦炭内部的灰分、炉渣颗粒会与炉渣融合,形成终渣。     

首钢外购焦炭质量恶化后的高炉生产实践

针对焦炭质量劣化的状况，高炉操作以活跃炉缸为主，从上下部调剂入手，采取疏导煤气、控制合理的实际风速和鼓风动能、缓解焦炭在高温区的粉化等措施，有效地改善了高炉的顺行状况，并逐步恢复高炉指标。     

高炉焦炭微观气孔结构演变及分形特征研究

为了研究孔结构对高炉焦炭降解过程的影响,通过溶损-转鼓实验分析了不同溶损焦炭的孔结构分形特征和微观组织结构变化.在此基础上,通过引入考虑分形特征的物料破碎方程,分析了焦炭降解能耗与表面分形维数之间的联系.结果表明:考虑分形特征的功耗方程可以较好地应用于冶金焦炭的降解过程中,焦炭降解能耗与分形维数之间存在明显的相关性,反...