矿物质催化指数与焦炭反应性关系

研究了矿物质（氧化物）以添加和吸附两种方式负载到焦炭中，对焦炭溶剂损反应性的作用规律，建立了矿物质对焦炭溶损反应性的综合评价指标（MCI），提出了煤的Vd和MCI是决定焦炭溶损反应性的两个独立变量，并据此建立了预测焦炭溶损反应性和反应后强度的数学模型。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

碱金属对焦炭光学组织的影响

 为了研究碱金属对高炉焦炭光学组织的影响,在10%质量浓度的单质钾气氛中进行焦炭的吸附和溶损试验,然后对原始焦炭、无碱反应后焦炭、加碱反应后焦炭的光学组织进行鉴定。结果发现,与各向异性组织相比,焦炭的各向同性组织强度低、反应性高,并且各向同性程度越高,反应性越高;但是焦炭加碱后,碱金属对各向同性组织的催化作用没有对各向异性强,以至于各向异性组织的反应性要高于各向同性组织。原因是各向异性组织对碱金属的吸附较强,且碱金属在其内部渗透能力较强,从而生成更多的层间化合物。另外,可以在炼焦过程中适当增加气煤比例,不仅能节约炼焦成本,还能提高焦炭的抗碱性能。     

重新认识高炉用焦炭与CO2的反应性

简要介绍了现行焦炭反应性试验方法的来源,主要表达焦炭在高炉内进入风口回旋区前抗CO2,气化能力以及反应后的抗粉化能力,是一种规范性试验方法。回顾了国内外对焦炭反应性的认识和变化,20世纪认为反应性表达焦炭在高炉抗CO2,的气化能力,反应性高反应后强度低对高炉生产不利。进入21世纪,新日铁提出反应性只是表达了焦炭的活性,认为提高反应性可以提高高炉反应效率,对高炉生产有利,不同时期认识水平不同认知也会完全相反。通过CO2,含量和反应温度对焦炭反应性影响试验和高炉碳平衡计算,分析了喷吹煤粉高炉内焦炭的行为．确定了焦炭进入风口回旋区前的反应失重率。提出现行国家标准“焦炭反应性及反应后强度试验方法”的反应性表达的是焦炭与CO2,反应的活性,高炉内焦炭反应失重率控制因素是矿石的还原性能和未燃煤粉率,与焦炭实验室测定的反应性无关。     

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。     

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。     

炼焦工艺对干煤和湿煤成焦质量的影响

为了更好地优化炼焦工艺,有效地改善配合煤炼焦的成焦质量,系统性地分析了炼焦工艺及干煤和湿煤炼焦对焦炭强度与反应性的影响.采用5 kg试验焦炉对多种工况下的干煤(水分低于3％)和湿煤(水分高于6％)分别进行炼焦试验.通过研究装炉煤的水分、干基堆密度以及装炉温度对干煤和湿煤成焦强度及焦炭反应性(CRI)的影响,并结合干煤和...     

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。     

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。     

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。     

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.     

高炉焦炭石墨化程度及其影响因素的研究进展

 焦炭是高炉炼铁过程中不可替代的原燃料,石墨化行为是其在高炉内的一个重要劣化机制。由于优质炼焦煤资源短缺及未来高炉大型化的影响,对入炉焦炭的质量要求越来越高,明确焦炭在高炉内的劣化机制及石墨化机理,合理控制焦炭质量是降低冶炼成本以及保证高炉稳定顺行的重要措施。详细阐述了不同的热处理温度、焦炭的灰分以及渣铁成分等因素对焦炭石墨化程度的影响。目前对于焦炭石墨化的理解还停留在宏观尺度,对于其微观反应机理,特别是各种渣铁和矿物的催化石墨化行为认识还有待进一步研究。     

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。     

转炉烟气中金属氧化物催化煤焦-CO2气化反应

 提出了利用转炉烟气中金属氧化物催化煤焦 CO2气化反应的新方法来提高CO2转化效率。利用热重分析对金属氧化物催化煤焦 CO2气化进行理论研究,并通过滴管炉研究了不同温度下金属氧化物对煤粉 CO2气化反应的影响。计算不同条件下的α、β、LHV值,对催化效率进行评估。结果表明,金属氧化物对煤焦 CO2气化具有显著的催化作用,并表现出不同的特征温度。添加催化剂后,可燃性气体含量增加,CO2含量降低。根据α、β、LHV值的计算,复合催化剂催化效率最佳,而且催化效率随温度升高而增加。对于单一催化剂,在1 000~1 200 ℃温度范围内,CaO的催化效率优于FeO,FeO稍优于Fe2O3。滴管炉试验结果初步验证了利用转炉烟气中金属氧化物提高CO2的转化效率以及转炉煤气热值的可行性。     

Utilisation of low-grade raw materials for preparation of reactive catalysed-coke for blast furnace application

In this work, a method for producing highly reactive catalysed coke from medium and non-coking coal using low-grade iron ore fines as a catalyst through two different alternate routes, namely carbonisation in a stamp charge coke oven and carbonisation in a horizontal tube furnace was attempted. Phenolic resin and petroleum pitch were individually experimented as a binding material to get adequate strength. Effect of process parameters such as coal-to-iron ratio, briquetting load, binder quantity and coking to non-coking coal ratio on the coke properties such as reactivity and mechanical strength was investigated. The SEM and petrography analysis of catalysed coke were used to study the microstructure and its effects on reactivity.