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焦炭质量再认识

2020/3/17

  焦炭是高炉炼铁的重要原料,在高炉冶炼中起到了供应热量、还原剂、渗碳剂和料柱骨架的一些用处。料柱骨架对高炉冶炼有着很重要的作用。因此,焦炭需要足够的强度。强度低了会引起炉身和炉缸透气性降低、气流和温度分布混乱和悬料等操作的问题,进而影响其高炉顺行。炼铁和炼焦人面临稳定改善焦炭质量、优质尖叫煤供应紧张和价格涨的局面。为降低焦炭消耗、高风温、富氧喷煤及焦丁入炉技术让焦比大幅度降低,焦炭会担着更大铁矿负荷和化学的侵蚀。

  焦炭在高炉内收到挤压、磨损和碰撞等机械作用的影响,还受高温下碳溶损失反应、碱金属侵蚀、焦中矿物质的还原反应、渣铁溶蚀、石漠化及向铁水溶解等化学作用影响。导致平均粒度变小,强度降低、气孔增大和反应性提高等不好的现象。焦炭只有具备一些化学、物理的综合性能,才能满足高炉炼铁的一些需求。

  焦炭反应性测定方法的改进

  改进焦炭的反应性测定方法采用的是模拟高炉冶炼条件,像变温、反应失重约20-30%或采用混合反应气体,测定焦炭反应性和反应后强度。一定程度上解释了热线能差别巨大的焦炭在不同大型高炉上均可使用的原因。

  高温条件下的焦炭强度

  高炉下部上升气流中二氧化碳含量低,焦炭主要受高温影响。研究发现焦炭的强度均发生不同程度的降低,但不同焦炭表现不一,个别焦炭强度下降明显,而有的焦炭强度下降较少。说明焦炭反应性指标外还有别的因素影响焦炭质量,尤其高温强度。如焦炭在高温下的石墨化程度,当晶体体积变化很小的时候,焦炭石墨化较慢,有助于焦炭的热稳定性。

  焦炭基质对强度的影响

  基质性能是影响焦炭强度及反应性能的本质因素。焦炭的冷态强度是热态强度的基础,焦炭石墨化是焦炭高温强度降低的重要因素,高温强度测定的离散度明显低于室温强度的离散度。随着温度的升高,焦炭石墨化,炭基质均质程度提高。

  焦炭中的矿物质对焦炭劣化的影响

  研究大多集中在焦炭矿物质对焦炭反应性的催化作用上,但最近发现焦炭中碱金属对焦炭的劣化作用被夸大,甚至认为碱金属等可促进焦炭的气化反应,有助于矿石的还原,可促进焦炭在风口区的燃烧,有利于高炉冶炼焦炭中的碱金属对焦炭的劣化作用主要的嵌入焦炭微晶结构中的破坏,导致焦炭劣化,氧化硅等在高温下还原、化学反应及气化逸出导致焦炭劣化。

  焦炭质量的新认识

  传统焦炭质量指标对高炉冶炼条件模拟性不足,尤其对高炉下部的高温区没有模拟。现有焦炭质量指标的不足,焦炭的空隙结构是影响焦炭质量的因素,焦炭的焦基质是影响焦炭质量内在的因素。炼焦煤不同变质程度,在高炉下部高温区是焦炭劣化的因素。捣固焦炭气孔率低,会影响其气化性能和燃烧性能,使冶炼强度下降,焦比升高。

  结合高炉冶炼的实际,深入研究焦炭的本质质量是认识和解决问题的途径。采用焦炭质量研究进展的新理念,或可解释和理解焦炭质量与高炉冶炼出现异常现象,并通过焦炭本质质量便于日常检测方法,建立焦炭质量的新评价体系。通过选择合理的煤炭资源进行合理配煤,并结合适当工艺技术为高炉生产提供满足其真实需求的焦炭。

  炼焦配煤研究进展及新理念

  焦炭质量的高低以能满足高炉搞笑冶炼为评价的依据。以目前指标知道冶炼生产和炼焦配煤会出现误导。为更好的进行炼焦配煤,再到炼焦煤。及高炉焦炭本质质量要求、生产钙质量的焦炭的配煤结构与炼焦工艺制度、炼焦煤源的选择与评价。

  配煤结构

  指配煤所采用的煤种及配比。

  中高变质程度的焦肥煤大多有优良的结焦性和热寻那个,表现为冷、热态强度均高,而低变质程度的气煤,1/3的焦煤大多表现为冷、热态强度较低,高变质程度的瘦煤、贫瘦煤和贫煤大多不软化熔熔,炼焦时易形成不规则空隙。部分追求低成本的捣固炼焦企业,过低的焦肥煤比例,是其焦炭本质质量不高的主要原因。因此,合理的配煤结构是生产优质焦炭的前提条件。

  加强焦炭质量研究,建立焦炭质量评价新体系,开发能便捷评价焦炭本质质量的方法,为炼铁和炼焦生产提供指导。

  研究炼焦煤炼焦过程的变化机理及其对焦炭本质质量影响规律,为生产本质质量提供理论指导。

  开发高效炼焦煤方法和配煤方法,实现优化利用煤炭资源,生产满足高炉冶炼需求较低成本的焦炭。

  充分研究各种炼焦工艺及其操作制度对配煤结构的适应性和对焦炭质量的影响,合理利用各种工艺技术及操作制度实现生产合格焦炭与生产顺行安全。

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