碱金属对焦炭热性能的影响

通过模拟高炉内焦炭同时受钾和钠蒸汽影响的实际情况,得到在钾和钠不同比例条件下焦炭结构和热性能(CRI、CSR)的变化。结果表明,碱金属的比例达到3%时,就会破坏焦炭结构,而且随着钾蒸汽比例的提高,焦炭粉末也会增多,这表明钾蒸汽对焦炭结构造成了巨大破坏。当钾和钠的质量比为3︰7时,焦炭的反应性(CRI)达到最高,反应后强度(CSR)达到最低。通过扫描电镜和能量光谱仪观察发现,焦炭基体和矿物质中均存在钾和钠;通过X射线衍射检测发现,焦炭和碱金属蒸汽发生反应生成了霞石,霞石中钾和钠的含量取决于碱金属蒸汽中两者的比例。     

Coke Reactivity under Blast Furnace Conditions and in the CSR/CRI Test

The present work aims to study the high‐temperature strength of coke. Mechanisms of disintegration were evaluated using basket samples charged into LKAB's experimental blast furnace prior to quenching and dissection. Coke charged into basket samples was analysed with CSR/CRI tests and compared with treated coke from the blast furnace. Results from tumbling tests, chemical analyses of coarse and fine material, as well as light optical microscopy studies of original and treated coke have been combined and evaluated. The results indicate a correlation between the ash composition and the CSR values. Differences in the texture of the coke were noted with light optical microscopy, and a significant change in the coke texture during the CSR/CRI test conditions was found. The results suggest that the main reaction between coke and CO₂ took place in isotropic areas, which was especially pronounced in coke with a low CSR. Signs of degradation were apparent throughout the coke pieces that have undergone CSR/CRI testing, but were less observable in coke reacted in the blast furnace. The results indicate that reaction with CO₂ is generally limited by the chemical reaction rate in the CSR/CRI test, while in the blast furnace the reaction is limited by the diffusion rate. Coke degradation is therefore mostly restricted to the coke surface in the blast furnace.     

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。     

探讨现行高炉焦炭质量指标模拟性的积极意义

从焦炭在高炉中劣化径探讨焦炭质量指标Ｍ４０、Ｍ１０、ＣＲＩ（反应性）、ＣＳＲ（反应后强度）的模拟性。认为Ｍ４０和Ｍ１０对高炉块状带有一定模拟性,但块状带对焦劣化不太明显;ＣＲＩ在无碱条件下测定,而高炉中均积累了一定数量的循环碱,因此,ＣＲＩ指标对实际焦炭质量会产生误导,由此衍生出传统配煤技术概念需要更新的问题。     

高喷煤比操作对焦炭劣化的影响

为考查提高喷煤量对焦炭在炉内劣化的影响,在宝钢高炉上进行了风口取样研究.结果表明,喷煤量达到200 kg/t以上时焦炭劣化严重.高炉生产实绩回归显示,焦炭的热性能对高炉透气性的影响比冷强度显著.分析认为焦炭热性能指标CRI、CSR对高炉高煤比操作更重要.借此还提出了提高喷煤量和改善焦炭质量需加强研究的课题.     

国内外关于提高焦炭质量研究的最新进展

通过新日铁、蒂森*克虏伯、法国索拉克等公司的研究结果,详细介绍了焦炭反应后强度CSR与反应性CRI对高炉操作的影响,介绍了美国钢铁协会确定的高炉对焦炭质量指标的要求,煤的性质对焦炭CSR、CRI等性能的影响以及焦炭稳定性和硬度与高温强度之间的关系、CSR的预测模型、高煤比高炉对焦炭质量的要求和国内外对提高焦炭质量的研究状况等,并分析了鞍钢在焦炭质量方面与世界先进高炉之间的差距.     

超大型高炉风口焦炭取样分析研究

为恢复炉况及探讨超大型高炉冶炼规律,对首钢京唐公司高炉进行了风口焦炭取样分析,研究了其入炉焦炭热强度与焦炭反应性、焦炭冷强度与焦炭耐磨强度之间的关系;探明了风口焦炭的粒度、劣化度及渣铁滞留量;探索了渣铁滞留量与渣铁体积、风口焦炭粒度、煤比及炉渣二元碱度的关系;分析了炉缸径向焦炭粒度分布、风口前高透气性区长度、炉缸透气性等;根据上述研究结果,提出了高炉操作建议并得到应用。实践结果表明:风口焦炭取样分析可以作为高炉操作调整的重要参考。     

焦炭喷洒ZBS改质剂的改性机理及生产实践

针对阳春新钢铁炼铁高炉所采购焦炭品种多、质量波动大,造成高炉炉况波动、成本偏高的问题,进行了焦炭提质增效的工业性试验研究.通过向焦炭立体喷洒ZBS焦炭改质剂,研究了ZBS改质剂与焦炭的相互作用行为,阐述了ZBS改性机理.研究发现,经过ZBS改性后的焦炭形成了碳的络合物和化合物,改变了碳的结构,提高了焦炭的石墨化度.经Z...     

2000m3高炉焦炭质量评价

 由于目前还没有一个能综合反映焦炭质量的指标,因此从影响高炉焦比的角度出发,选取了焦炭灰分、硫分,以及M40,M10,CRI,CSR这6个指标并赋予不同的权重对焦炭质量进行评价。从焦炭质量指标、高炉技术经济指标和统计观点阐述了2000m3高炉用焦炭质量的评价方法。首次提出焦炭评分制,并建立了焦炭质量评价模型。同时加入焦炭预估价格、价格差和性价比等参数辅助评价焦炭质量。通过对8种焦炭进行模型验证,结果显示各焦炭质量差异明显,通过对高炉各焦炭配比进行优化之后,炉况运行稳定,焦炭成本降低。     

基于里斯特操作线解析有害元素对高炉焦比的影响

分析了有害元素在高炉内的循环行为,结合高炉实际生产参数,运用里斯特操作线进行计算,揭示了有害元素对焦比的影响规律,建立了焦比与有害元素入炉负荷和循环富集倍数之间的定量关系.计算结果表明:有害元素在高炉内"还原-氧化-再还原"的循环过程会将高温区的CO转移到低温区,降低煤气利用率,同时消耗了高温区大量热量,从而使焦比升高.不同有害元素的影响程度不同.有害元素循环富集倍数对焦比影响的强弱顺序为:Na > K > Zn,有害元素入炉负荷对焦比影响的强弱顺序为:Zn > Na > K.进一步的分析表明,Na、Zn对高炉焦比的影响大于K.但考虑到K对焦炭劣化的作用更明显,故要严格控制K、Na、Zn的入炉负荷.基于上述计算得到的定量关系,利用高炉不同有害元素入炉负荷以及焦比进行曲线拟合,预测高炉有害元素的循环富集倍数.曲线拟合结果与高炉解剖实验结果相吻合.      

入炉碱负荷与焦炭劣化的关系

为了研究首钢高炉入炉碱负荷与炉内焦炭劣化的关系,利用碱金属循环富集模型计算碱金属在高炉内的最大富集量及在高炉内部不同部位的分布,然后进行焦炭在不同浓度碱蒸气下的熔损试验,通过反推计算最终得到了在不同入炉碱负荷情况下焦炭劣化的程度。结果表面,钾和钠在首钢高炉内最大的富集量分别为34.89和7.44kg/t,炉内焦炭已经发生严重劣化,反应性CRI为53.14%,反应后强度CSR为61.69%。要想控制住碱金属对首钢高炉的危害,入炉K2O和Na2O质量必须分别限制在0.48和3.11kg/t以内。     

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。     

碱金属对钒钛磁铁矿高炉冶炼的影响及对策

分析了碱金属在钒钛磁铁矿高炉冶炼中的循环富集行为、对炉料性能以及高炉冶炼的影响,指出了高炉内碱金属的潜在危害及防止措施.认为:攀钢高炉碱负荷较高,但炉渣排碱能力较强,目前碱害尚未凸现.碱金属对焦炭的破坏作用突出,且近年来劣化趋势明显,应加以重视.通过合理配煤或尝试对焦炭钝化处理,可以在一定程度上改善其热性能,增强焦炭的抗碱侵蚀能力.     

攀钢高炉风口焦特征

从风口焦和入炉焦的粒度组成、热强度、化学成分、气孔率、显微结构强度、石墨化程度等方面进行对比分析。结果表明：攀钢高炉风口焦灰分及灰中TiO2、Fe2O3含量高,碱金属含量低,反应性高,反应后强度很低。     

Industrial Experiment on Coke Spraying With ZBS Additive in Blast Furnace

In order to improve the thermal properties of coke, an industrial experiment on the coke spraying with ZBS additive solution was carried out at coking plant and No. 6 blast furnace （2 000 m^3 ） of Kunming Iron and Steel Co Ltd. The coke reaction index （CRI） of the coke spraying with ZBS additive solution decreases by 10. 56 %, and the coke strength after reaction （CSR） increases by 7.80% in comparison with those of the un-sprayed coke. During the experiment, the average iron output increases by 66. 69 t/d, and the coke rate is reduced by 5. 21 kg per ton iron, while the fluctuation of furnace temperture is small, and sulphur content in hot metal and 100% of hot metal are acceptable.     

钝化技术改善焦炭热态性能的应用试验

为改善焦炭质量,在实验室试验的基础上,进行了向焦炭表面喷洒一定温度和浓度焦炭钝化剂溶液的焦炭钝化技术应用试验,喷洒点设在焦炭进入矿焦槽之前的外围转运站,蒸汽作为加热与搅拌手段。结果表明,焦炭热态指标明显改善,CRI降低2%以上,CSR提高2%以上,喷洒工艺简单易行,高炉稳定顺行,综合焦比降低20.39kg/t。     

焦炭喷洒ZBS添加剂在高炉上的应用

将焦炭喷洒ZBS添加剂技术应用到高炉的生产实践表明,该技术使高炉保持长期稳定、顺行,增铁节焦作用明显.ZBS添加剂对环境无污染,对人体无害.喷洒ZBS后焦炭的反应性降低了8.45%,反应后强度提高了4.79%.使用ZBS添加剂以来高炉的日平均产量提高330.49 t,每吨铁水日平均入炉焦比降低25.91 kg,炉温波动幅度小,硫含量合格,生铁合格率100%.     

高炉高煤比操作的实践

从理论上解析了宝钢高煤比操作的实践成果。实践表明：在1．5％左右较低的鼓风富氧率下煤比可达到200kg／t以上,煤比165kg／t以下可以不富氧;煤比超过200kg／t时焦炭劣化加剧,高炉透气性明显下降,高煤比操作需要高质量原燃料特别是高热强度的焦炭作支撑,要更加重视焦炭在炉内粉化状况和焦炭热性能指标（CRI、CSR）的跟踪分析;宝钢根据自己的操作理念控制气流合理分布,增强了大喷煤的接受能力和炉况稳定性,从而实现长期高煤比操作。     

2200 m3高炉用喷洒ZBS添加剂焦炭的试验

针对韶钢的现场情况，选择合适的喷洒点向焦炭喷洒ZBS添加剂溶液，并在7号高炉(2200 m3)进行了工业性试验。试验结果表明，试验期间喷洒ZBS溶液的焦炭反应性（CRI）较未喷洒ZBS溶液的降低了8.3％，CSR提高了54％；与基准期相比，试验期间7号高炉的产量日增加1.4％，综合焦比降低3.47％。     

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.