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影响焦炭质量的因素及改善

分享打印 2019-02-26 10:30 编辑:刘志笋     来源: 行业技术     字体: [大][中][小]    

在高炉冶炼过程中,焦炭的骨架作用非常重要,其核心指标是抗碎强度、耐磨强度、反应性和反应后强度,其中最重要的是反应性和反应后强度。只有降低焦炭的反应性,提高焦炭的反应后强度,才能够保证高炉顺行和各项指标的优化,从而使焦比降低、产量增加、铁成本降低,这对炼铁生产具有重要意义。

影响焦炭质量的因素

炼焦煤料的煤化度。大量的科学及生产实验结果表明,中等变质程度的煤(焦煤、肥煤)炼出的焦炭气孔率低,与CO2反应后气孔率的增值较小,即反应性降低。但是单独炼焦时,不仅不能充分利用炼焦煤资源,而且容易出现推焦困难,损坏炉体。

炼焦煤料的惰性组分含量。按煤岩学理论,结焦过程中并非煤粒互熔成均一的焦块,而是活性物和惰性物之间进行界面反应。因此,焦炭的强度既决定于活性物的组型和各种组型的含量,又决定于惰性物相对含量。适宜的惰性物含量可以获得气孔率低的焦炭,而且焦炭与CO2的反应速率也低。因此,应使炼焦煤料的惰性物含量达到适宜值,以获得反应性低、反应后强度高的优质焦炭。

煤料的预处理。煤料的堆密度及均匀性增加、预热后装煤(200℃)等均能使焦炭的气孔率降低(实验已证明能降低焦炭的气孔率3%左右),使焦炭的比表面积减少,进而降低焦炭的反应性。

炼焦条件。提高炼焦速度与延长焖炉时间,也能降低焦炭的气孔率,从而改善焦炭的反应后强度。

改进焦炭质量的措施

为了不断改善焦炭的质量,在条件允许的情况下,研究者对焦炭的抗碎强度与反应后强度、热反应性的相关性进行了分析和试验。

单种煤结焦性能试验。到目前为止,对煤的研究还没有一种成型的理论,而且,由于不同矿点的同一煤种质量差异较大,只能通过科学试验,不断摸索、不断完善。为此,研究者对不同矿点的洗精煤分别进行小焦炉试验,对所得焦炭进行质量分析,寻找单种煤的结焦特性以及焦炭抗碎强度、反应后强度、热反应性的对应关系,从而为优化配煤比提供依据。试验显示,焦炭的抗碎强度与反应后强度、热反应性虽不存在一一对应的关系,但在大趋势上基本统一,特别是强黏结性煤存在着较明显的对应关系。

提高炼焦速度的研究。我国焦炉加热的管理方法通常用标准温度法,日本采用火落管理法。由于火落后的焦饼仍照常进行加热,在经过一段不低于技术要求的焖炉时间才可以推焦,使焦饼在结焦后期的热分解与热缩聚程度提高,焦炭的挥发分降低,碳结构中氢含量减少,焦质更加致密,从而能够提高焦炭的耐磨强度和反应后强度,降低焦炭的反应性。这与我国传统的提高炼焦速度、延长焖炉时间,使焦炭的气孔率降低,从而提高焦炭的耐磨强度和反应后强度的观点基本一致。为此,研究者进行了半个月的试验。试验表明,提高加热速度,延长焖炉时间,对改善焦炭质量有一定的好处。

焦炭钝化技术的研究。研究者采用硼酸作为钝化剂,在熄焦池内配入硼酸,用不同浓度的硼酸溶液熄焦,在配煤比不变的情况下,焦炭的热反应性降低5%左右,反应后强度提高5%左右,但是焦炭的成本上升15元/吨以上。对于焦化厂来说,成本压力增大。因此,焦炭钝化以及钝化剂的选择还有待进一步研究。

(来源:炼钢)


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