高炉入炉焦/风口焦微观结构与气化反应性对比

摘要：以同一座高炉2次休风所取的入炉焦和风口焦为研究对象,采用XRD、SEM EDS、N2吸附、热分析等方法比较分析不同样品的碳化学结构、碱金属富集程度、孔隙结构、CO2气化反应性,探究了焦炭在高炉中反应性变化程度和影响因素。结果表明：风口焦炭与入炉焦炭相比,气化反应性显著升高,比表面积增大,碳结构有序化程度升高,碱金属含量提高;金属钾在风口焦炭边部的存在形式以可溶性盐为主,在焦炭内部以钾霞石为主;入炉焦各部位差异较小,而风口焦边部、中部、芯部的气化反应性和结构性质存在显著差异,表明其各部位在高炉中所经历的气化反应过程不同;风口焦中碱金属含量为影响气化反应性的最主要因素,次要影响因素为碳化学结构和孔隙结构。     

碱金属(K)对焦炭不同光学组织气化规律的试验研究

在1100℃下,碳粉与无水碳酸钾反应会生成钾蒸汽,同时向管式炉中通入5L/min CO₂或者H₂O,使钾蒸汽和反应气体同时作用于焦炭2 h.实验完成后,对原始焦炭、无碱反应后焦炭和有碱反应后的焦炭进行光学组织鉴定.结果表明,在无碱蒸汽条件下,与各向异性组织相比,各项同性组织的反应性更高.但是,当钾蒸汽和CO₂或H₂O同时作用于焦炭后发现,各项同性组织的反应性却比各项异性组织的反应性低,这是因为各向异性组织对碱的吸附能力强,碱金属在其内部渗透能力较强,可能会生成更多的层间化合物,这对焦炭的气化反应具有催化作用.      

添加剂对焦炭反应性的影响

对炼焦煤中加入特殊添加剂石灰石，毒重石，氯化钙及沥青后焦炭反应性的变化进行了研究。实验结果表明，加入石灰石后焦炭的反应性显著升高，加入沥青后焦炭的反应性降低，反应后强度提高。     

氧化钙对焦炭性能的影响

 碱土金属对焦炭气化反应具有正催化作用,而焦炭的气化特性影响高炉的能量利用状况。通过实验室条件下配煤炼焦试验,系统研究了添加氧化钙质量分数分别为0%,1%,2%,4%,8%,12%时对焦炭强度、气化起始反应温度、平均反应速率及表观活化能的影响。研究结果表明：当配加氧化钙质量分数为4%时,焦炭强度降低最大为7%,气化起始反应温度降低最多为80℃,平均气化反应速率增加最大,表观活化能降低最大约30%。     

喷吹煤对焦炭热性能影响的研究

分析了安钢喷吹煤粉的反应性以及影响其反应性的因素。通过未燃煤粉、焦炭的共同反应试验,研究了高炉喷吹煤粉对焦炭热性能的影响。结果表明:未燃煤粉可减少焦炭的熔损反应,提高焦炭的反应后强度。     

攀钢焦炭在炉内的性能变化研究

针对2001～2003年间取自现场入炉焦和风口焦，经对其受热力作用、碳素溶损、矿物质侵入、渣铁侵蚀等方面的研究，基本弄清了攀钢焦炭在炉内的蚀损情况．即焦炭的气化反应仍为主要蚀损，其渣铁中TiO2的存在对焦炭有一定的保护作用，为进一步改善攀钢焦炭质量提供了依据。     

升温条件下冶金焦炭质量及CO2气化反应研究

利用红外气体分析仪对升温条件下焦炭的气化反应进行了研究。结果表明 ,焦炭的气化温度与其质量指标间有很好的相关性 ,它们与恒温条件下的得到的反应性指标不可相互代替。从模拟高炉的近似程度看 ,焦炭的气化温度优于其反应性。     

添加铁矿粉对焦炭质量影响的研究

高反应性焦炭能够降低高炉焦比,减少CO2的排放量,改善高炉内铁矿石还原反应的反应效率。研究了在配合煤中添加碱性铁矿粉和酸性铁矿粉炼焦,铁矿粉的配入量对焦炭热性能的影响规律。试验结果表明,随着铁矿粉配入量的提高,焦炭的反应性增大,随后增幅放缓,且添加碱性矿粉的焦炭反应性高于添加酸性矿粉的焦炭,反应后强度与机械强度均有明显劣化;焦炭的灰分增大、硫含量逐步下降;焦炭的各向异性指数不断下降。     

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。     

冶金焦热性能测定评述及影响因素分析

分析了冶金焦反应性与反应后强度的相关性。试验与生产测定表明,冶金焦热态性能测定结果与取样、制样方法有明显关系,针对不同的测定目的选择不同的测定方法。