焦炭层面溶损反应行为研究

利用块焦研究了焦炭溶损反应过程,分析了不同温度反应前后焦炭的比表面积,探究了焦炭不同层面的气孔结构变化。结果表明,随反应温度的升高,焦炭的比表面积先增加后减小,0~180μm,>420μm的孔径变化比较明显。1 000℃之前碳溶反应以反应速率控制为主,反应为梯度反应。1 000℃之后溶损率与孔扩散有关,焦炭外层损失严重,1 150℃反应后焦炭趋于均匀。     

采用不同方法测得的焦炭热性能对比研究

对比研究了不同方法对焦炭热性能评价结果的异同,探讨了制定焦炭热性质检测方法应考虑的重要因素。结果表明,当焦炭热性能的测试方法发生改变时,代表焦炭反应后强度指标与代表反应性指标之间并不一定存在严格的负相关性。不同方法的测试结果显示,反应性指标之间具有一定正相关性,反应后强度的相关性较差。溶损进程和反应温度对焦炭的热性质检测结果具有重要影响,25%的溶损程度和非等温条件对焦炭在高炉中溶损行为的模拟性更强。在制定焦炭热性能评价方法时,应充分考虑溶损进程和反应温度这两个重要因素。     

用于高炉炼铁的低CSR焦炭机理探讨

通过对多温度条件下的热性能及微观结构研究,探讨可用于高炉炼铁的低CSR焦炭机理。采用自主研发的焦炭多温度条件下的热性能检测方法,考察不同温度条件下焦炭的热性能变化,并采用微观组织和气孔结构分析,解释宏观热性能随温度的变化规律。结果表明,低CSR的CH焦炭虽然低温区(1 050℃、1 100℃)的热强度CSR25值较低,但在1 150℃与XY焦炭实现交叉,高温区(1 150℃)的热强度CSR25值较高。CH焦炭的组织各向异性程度偏低,中小孔径气孔数量多。低CSR的CH焦炭在高温区具有较高的热强度值,这是该焦炭可用于高炉炼铁的主要原因,说明国标CRI、CSR方法只检测1 100℃一个温度点是不够的。CH焦炭组织各向异性程度低导致气孔壁基质与CO_2发生化学反应速率快,结构中小孔径气孔数量多导致内扩散阻力大,两者之间的竞争关系导致CH焦炭的溶损反应模式很快达到表面劣化,保护了焦炭内核,使CH焦炭在高温区具有较高的热强度,这是低CSR的CH焦炭可用于高炉炼铁更深层次的机理。     

温度条件对焦炭热强度的影响规律研究

采用自主研发的焦炭热强度检测方法,考察了1 050、1 100、1 150、1 200、1 250和1 300℃条件下的焦炭热强度变化。结果表明,不同温度条件下测得的等溶损反应后强度CSR_(25)值与CSR指标存在显著差异,且两者之间没有明显的正相关性。反应温度T不同,焦炭的溶损反应模式不一样,导致不同焦炭的CSR_(25)-T曲线的形状有差异。根据凹口位置,可以大致分为三类:凹口处于低温区域的Ⅰ型,凹口处于中温区域的Ⅱ型和凹口处于高温区域的Ⅲ型。温度条件对焦炭测得的热强度值具有重要影响,国标CSR方法只检测1 100℃一个温度点是不够的,应根据温度条件变化,提出更具模拟性的焦炭热强度表征指标。     

使高炉炉芯死焦层“活化”的方法

高炉下部存在炉芯死焦层，一旦死焦层的透气、透液性变差，则引起悬料、排渣不畅等炉况失常。日本川崎公司发明了一种使高炉炉芯死焦层“活化的方法，它特别适合作风时间超过10h的高炉操作，关键技术是在作风前减轻焦炭负荷，使焦比达到600kg／t以上，以便体风时扩大高温区范围，有利于作风时炉芯死焦层“活化”，作风时从风口问炉芯死焦层插入一根喷气管，向炉芯死焦层吹入空气，同时喷火NaCI。向死焦层中吹入空气，有利于死焦层中的焦粉或小焦与空气接触发生燃烧，于是炉芯死焦层中剩余的就是粒度较大的焦炭，从而使炉芯死焦层处于“活…     

光学组织对焦炭综合热性能的影响研究

分别采用偏光显微镜和自主研制的焦炭综合热性能检测装置,检测焦炭的光学组织含量和变温-恒温条件下的综合热性能指标。结果表明:代表光学组织综合性质的各向异性程度指数OTI与表征溶损行为的综合热性能指标起始反应温度T_i、平均溶损速率CRR_(25)和等溶损反应后强度CSR_(25)之间是抛物线关系,各向异性程度适中的焦炭起始反应温度T_i和平均溶损速率CRR_(25)较低,等溶损反应后强度CSR_(25)较高。OTI与T_i和CRR_(25)的抛物线关系存在奇异点(J4焦炭),可能与光学组织测定方法自身的局限性有关。OTI指数与表征耐高温特性的综合热性能指标——热处理性指数CPHTI和热处理后强度CPHTS分别呈抛物线关系和逐渐衰减的指数递增关系,但同样存在奇异点(J4和J5焦炭),这可能与光学组织自身组成和气孔、矿物质等其它因素有关。     

和高中化学爱好者谈谈炼铁(二)

<正> 高炉法中的供热和造渣 高炉法首先是还原铁的氧化物,第二是要问热量供应。高炉的热量那里来?在高炉顶部装入除铁矿而外还有焦炭。在炉料下降一直到达高炉最下部的进风口前,只有少量的焦炭消耗于直接还原(1式),只有在风口,过剩的碳才被预过热的鼓风烧成CO,同时也提供了还原、熔化、加热炉料所需的热量。为什么用焦不用煤?这是因为铁矿在炉内逐步加热而熔化成“一锅粥”,于是高炉料柱就不透气了,如用一般的煤,它在炉内会熔化或爆裂,因此只有焦炭(木炭)能起骨架支撑作用,它在燃烧前几乎不失去强度。焦价虽常是煤价的一倍或更多(即在焦中每1焦耳的热,比煤中要贵),且炼焦过程还污染环境,但由于其物理机械性能良好,人们还只能用焦炭炼铁。当然并非炼铁要焦炭而是受高炉这样一种竖炉要求透气的制约,现代炼铁     

废塑料作为高炉炼铁原料再利用

日本钢管公司从1966年10月起，把废塑料磨成粉后，从京浜厂1号高炉（4907m3）风口喷入炉内，作为焦炭的代用品使用，处理废塑料的能力预计要达到30x103t／a。塑料是由碳和氢组成的物质，废塑料从高炉风口喷火后，在风口前发生气化反应：C（塑料中）＋CO。＝2C0以及ZH（塑料中）＝H。，产生的CO和H。在高炉中使铁氧化物还原，即：Feox＋XCO＝Fe＋XCO。以及Feox＋XH。＝Fe＋XH。O，达到代替部分焦炭的作用。要利用这些废塑料，首先要对塑料进行分类，块状的要进行破碎，薄膜状废塑料则放在搅拌槽内进行搅拌撕碎，同时利用摩擦热使其…     

沸騰爐氯化金紅石

本文主要研究沸腾爐氯化金红石的反应速度問題。試料为澳大利亚Cudgen R.Z.金紅石;試驗所用气体有氯、氩、CO。試验得出以下結論:1.使用油焦还原剂,温度、油焦粒度、氯气濃度对反应速度有显著影响。沸腾层內各部反应速度与Cl_2濃度成正比。2.使用CO还原剂,1000℃以下,反应速度比使用油焦时小得多,故CO不实用。3.使用炭素还原剂,与氯化反应同时进行的C+CO_22CO反应不能达到平衡,排出气体中的CO_2与CO之比較之C+CO_22CO达到平衡时的CO_2与CO之比还大。4.使用炭素还原剂,在氯化反应同时尚有C+CO_2→2CO反应,但后一反应速度较前者慢。     

熔损介质对焦炭气化及反应后强度变化的影响

使用高温气固相反应装置和抗压强度、抗折强度测定装置研究了焦炭与CO₂以及水蒸气气化反应及反应前后焦炭的强度变化规律。实验结果表明，焦炭与CO₂气化反应温度越高、CO₂浓度越大，焦炭熔损速率越快；焦炭熔损率在0~41.68%范围内，抗压强度随气化时间快速下降；焦炭熔损率在>19.56%以后，抗折强度随气化时间快速下降。CO₂-水蒸气混合条件下，水蒸气含量较低时，焦炭抗压强度相对于CO₂条件下的变化较小，此时增加水蒸气含量对焦炭熔损速率影响较大；水蒸气含量较高时，相同气化时间的焦炭抗压、抗折强度较CO₂条件下的大幅度下降。     

蜗螺形风箱扩散型进风管双排风口冲天炉

该炉送风系统，由于使用特制的蜗螺形风箱、扩散型进风管及喇叭状风口而使送风均匀、阻力减小，使冲天炉内焦炭燃烧均匀、强化。用冶金焦，大双冲天炉熔化时，铁水温度一般可达１４１０～１４７０℃，最高达１５２５℃。     

纳米Ti（CN）基金属陶瓷烧结过程中的结构和相变

用分段真空烧结、X射线衍射和背散射扫描电镜研究了纳米Ti（CN）基金属陶瓷在烧结过程中的结构和相成分的演变。结果表明：纳米Ti（CN）基金属陶瓷在900℃以后，Mo2C和TaC开始由于扩散，与Ti（CN）发生固溶反应，在1200℃以前，Mo2C和TaC固溶反应结束，两相均消失。WC在1100℃以后，开始由于扩散，与Ti（CN）发生固溶反应，在1250℃以前消失。在1250℃以后，合金中只有Ti（CN）和Ni（Ni＋Co）两相存在。纳米Ti（CN）粉末与M（M=Mo，W．Ta）反应形成富M的（Ti，M）（CN）固溶体为核，贫M的（Ti，M）（CN）固溶体为环的“亮芯黑环”环形结构，在1350℃即可获得致密的合金。     

高喷煤量氧气炼铁新工艺

加拿大冶金专家发明了一种高喷煤量氧气炼铁新工艺。该工艺仍用传统的高炉作为反应容器 ,通过风口喷入非炼焦煤可达到 30 0ｋｇ/ｔ铁以上 ,使焦耗降至 2 0 0ｋｇ/ｔ铁以下 ,接近维持炉内料柱必要透气性的最少焦碳用量值 ,获得了以煤代焦 ,煤为主的成绩 ,取得了改变炼铁工序能源结构的重大进展。同时还把高炉的生产能力提高了 1倍以上。新工艺采用部分炉顶煤气再循环的方法 ,即把高炉煤气经过碳丙脂吸附处理 ,脱除其中的二氧化碳和水 ;然后一部分煤气作为喷吹煤粉的载气 ,与鼓入的常温氧气结合 ,使风口前端的燃烧温度控制在 2 5 0 0℃以下 ;…     

用竖炉型熔融还原法生产铁合金

利用熔融还原法生产铁合金或生铁,与电炉或高炉相比,有许多优点,尽管熔融还原法工艺过程千差万别,但是其共同特征是:(1)使用廉价能源;(2)使用铁矿粉,省去粉矿造块等预处理工艺;(3)工艺过程简单,设备投资少;(4)对环境污染少。川崎钢铁公司发明了利用竖炉型熔融还原法生产铁合金,主要的工艺特点是:(1)用竖炉作为熔融还原炉,竖炉内充填焦炭层,焦炭粒度比普通炼铁高炉用焦炭粒度小;(2)竖炉设有上、下二排风口,从风口喷吹粉矿,可以免除矿石对焦炭的磨损和挤碎,便于使用低强度焦炭,由于在竖炉炉身部不存在粒度小、透气性差的矿石,所以焦炭粒度可减小,同时从风口可以喷吹煤粉;(3)粉矿在预还原炉内进行预还原,经过预还原的粉矿从上排风口喷入炉内,在风口循环区熔融,穿过焦炭充填层进行熔融还原,液态渣铁聚集在炉     

云贵地方焦在长炉龄冲天炉上的应用

长炉龄冲天炉是大批量生产的需要。由于西南地区焦炭质量限制,用云贵地方焦是一种经济的选择。本文较详细地说明了使用云贵地方焦层焦耗12％时,铁液温度可高达1500℃,并使炉龄达到5～8天的效果和有关经验。     

用单一炉料熔制铸造生铁

原理用于冶炼生铁的高炉和重熔生铁、废钢的冲天炉结构极其相似。但由于其用途不同,所需的燃烧条件也不同。高炉用于铁矿石还原。它所用的焦碳应具有较高的反应能力,一般采用冶金焦。鼓风量应予严格控制,以限制燃烧释放的热量和火焰温度。冲天炉用于重熔废钢、旧铁及新生铁,并过热铁水。它所用的焦     

电炉炼钢新铁源—碳化铁的基本性能

随着电炉钢比率的增加，优质废钢的供应越显不足，所以寻找一种纯净的并且能稳定供应的铁源就十分迫切。碳化铁是目前正在开发的最引人注目的铁源之一，其生产过程是把0．1～1mm的铁矿粉经干燥、预热后，装入流动层反应塔，在570℃－300kPa的条件下，与CH4－H2发生下列还原碳化反应：3Fe2O3＋5H2＋2CH4＝2Fe3C＋9H2O，该工艺最大特点是反应温度低（600℃±），但是反应速度较慢是今后需研究的课题。碳化铁作为电炉炼钢铁源使用的特点是①含C约6％，这些碳可作为熔化能予以利用，产生的CO能促进脱氮反应，有利于低氮钢冶炼；②碳化铁…     

安装在西德杜依斯堡-汉渤恩的欧洲第一台干熄息焦设备

近几十年来,蒂森奥古斯特炼焦厂一直为蒂森公司的高炉正常地供应焦炭。1983年元月,新建的焦炉组开始投产,使蒂森公司的焦炭日产量提高了1000吨,达到7500吨/日。更令人注目的是它的干熄焦设备。该设备是继苏联和日本之后在西欧投产的第一台。新建的焦炉组因设有能显著减少焦炉热幅射的盖板而被当局批准,并促使该公司建造了两座干熄焦设备。该设备可以防止熄焦时的热幅射及利用高温焦的热能。以前熄焦都是在熄焦塔上洒水进行,使大约1100℃的焦炭降温到100℃以下。洒水时有     

自反应喷射成形Ti（C,N）-TiB2复合陶瓷坯件的反应转化机理

以Ti-B4C-C为反应体系,利用自反应喷射成形技术制备了Ti(C,N)-TiB2复合陶瓷坯件.通过热力学分析,并结合水淬熄试验、DSC-TG、XRD及SEM等实验方法研究了喷射复合粉在自反应喷射成形过程中的反应转化机理.研究表明,复合粉在火焰场作用下温度迅速升高.温度升至536℃时表面部分的B4C开始被氧化:约882℃时,Ti由а相向β相转变,与此同时Ti的氧化与氮化反应也开始发生;至1085℃时,复合粉表面部分Ti的氧化与氮化及B4C的氧化基本完成.在1085℃之后,低熔点氧化产物B2O3的挥发及C的氧化损失令体系失重.1265℃时部分复合粉内部发生Ti、C间的固态扩散反应;1660℃时Ti开始熔化.复合粉内部因大量液相的出现.主反应开始剧烈发生,生成TiC与TiB2,其中前者与Ti的氮化产物TiN发生固溶反应生成稳定的TiC0.3N0.7固溶体.反应物不断消耗而产物相含量逐渐增多.C的氧化损失使复合粉内Ti部分过量,这部分Ti在喷射沉积过.程中由于与基体碰撞、变形、铺展后增大了与空气的接触面积而被氧化为TiO2,残留在喷射沉积坯件内.     

过多的增加焦炭用量是有害无益的

成都地区的土铁都是用土焦来熔化的,这些土焦内夹着很多的耐火材料、石灰石、原煤片,因而灰份很高,一般都在20—25%,有的达到31%。焦的块度很大,但稍敲一下即打得很碎,铁水温度总提不高,使废品率高达50%以上。但一提到提高温度,很多同志就把增加焦炭用量作为灵药。如成都望江机器厂曾将底焦加到2公尺。成都鼓风机厂等厂的层焦加到85公斤(炉径900公厘),焦铁比低到0．75。结果温度并不高,却使生产率大为降低。