不同气氛下钠对焦炭微观结构侵蚀的影响研究

碱金属对焦炭结构的破坏是导致焦炭劣化的重要因素之一。本文以高炉用普通焦炭和高反应性焦炭为研究对象,将其置于5%的Na气氛下进行吸附实验,然后分别开展N_2和CO_2气氛下焦炭的劣化实验,对实验后试样进行扫描电镜、能谱及X射线衍射分析。结果表明,在N_2气氛下,Na对普通焦炭结构的侵蚀破坏高于高反应性焦炭,高反应焦炭表面及孔隙中吸附一定量的CaO,对焦炭吸附碱金属蒸汽有阻碍作用,从而保护了焦炭基质强度;而在CO_2气氛下,高反应焦炭与CO_2的起始反应温度降低,加剧了焦炭气化溶损反应的进行,Na原子会插入碳层引起微晶多维膨胀,使焦炭微观组织产生破裂,导致高反应性焦炭微观结构的破坏更为严重。     

未燃烧煤粉对焦炭粉化性能的影响

为了弄清楚高炉内未燃烧煤粉（简称ＵＰＣ）对焦炭性能的影响，我们在实验炉内做了纯焦炭恒温处理，气化反应以及焦炭层喷吹ＵＰＣ后气反应一小时后焦炭样的粉化情况，得出的主要结；（ａ）同一温度条件下，纯焦炭气化反应一小时粉化最严重，而焦炭层喷吹ＵＰＣ后粉化程降低；（ｂ）同一温度条件下，随着焦炭层喷吹ＵＰＣ量的增加，气化反应后焦炭的强度提高，粉末量减少。     

高炉碱金属富集区域钾、钠加剧焦炭劣化新认识及其量化控制模型

碱金属对高炉内焦炭的破坏大多通过研究碱金属碳酸盐对焦炭气化反应的影响,从而得出钾、钠破坏性相近,在控制碱金属入炉时也基本不对二者进行区分;但高炉调研表明在碱金属富集明显加剧的区域碱金属碳酸盐已分解且焦炭中钾含量均大于钠.本文通过热力学计算得知在碱富集区域碱金属主要以单质蒸气而非碳酸盐或氧化物形式存在,据此设计了模拟此区域有无CO2时钾、钠单质蒸气在焦炭上的自主吸附和破坏实验,结合原子吸收光谱法、X射线衍射法和扫描电镜-能谱分析发现钾蒸气和焦炭中灰分大量结合形成钾霞石后体积膨胀、裂纹扩展导致碱金属富集区域钾在焦炭上的吸附和破坏能力均远大于钠,因此建议尽量采用低灰分焦炭并严格控制入炉钾负荷.进一步研究体系中不同钾蒸气含量对气化反应的影响规律,得出当钾蒸气与焦炭的气固质量比率超过3%后焦炭反应性陡升.依据碱金属富集区域钾、钠在焦炭上的不同吸附和破坏性,建立了钾、钠各自入炉上限及总量上限的量化控制模型.     

碱金属对焦炭质量的影响及焦炭抗碱性的研究

本试验研完了碱金属对焦炭高温反应性能的影响。金属钾及其氧化物对焦炭与CO_2反应具有强烈的催化作用,它使焦炭反应性增加,反应后强度降低,焦炭质量劣化、同时还研究了硼族元素化合物硼酸对焦炭与CO_2碳素溶解反应的抑制作用,它提高了焦炭的抗碱性能,因而使焦炭的反应性降低,反应后强度增加,焦炭的高温性能得到改善。     

未燃烧煤粉对焦炭石墨化程度的影响

在实验室条件下，研究了纯焦炭恒温处理，纯焦炭气化反应以及焦炭层喷吹ＵＰＣ气化反应一小时后的焦样石墨化程度。     

焦炭在碱金属负荷条件下对炉料熔滴性能的影响

通过模拟炼铁高炉内炉料的熔滴过程,研究了焦炭在不同碱金属负荷下对熔滴过程的影响.对不同碱金属负荷与炉料的最大压差Δpmax和熔滴总特性值S的关系进行了分析.研究发现焦炭影响炉料熔滴性能主要是由于碱金属对其熔损反应的催化作用造成的.由扫描电镜观察到熔滴反应后的焦炭形貌可知,随着碱金属负荷的增加,其表面的气孔增多,气孔变大,焦炭表面被侵蚀得越来越严重,最终焦炭强度下降,甚至崩裂,最终影响到炉料的熔滴性能,使Δpmax,S值指标变差.     

炼焦配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响

通过在炼焦配煤中添加不同配比的加拿大精矿粉、澳大利亚FMG粉和鄂西高磷铁矿粉炼制铁焦,并对其显微强度、相对密度、气孔率、冷强度、反应性、反应后强度和气化反应开始温度进行分析,探讨配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响。结果表明,在配合煤中添加质量分数为15%的加拿大精矿粉所制得的铁焦在反应性高的情况下,具有合适的反应后强度;金属铁对焦炭气化反应具有正催化作用。     

ZBS改性剂对焦炭微观结构和热性能的影响

对安钢、昆钢的系列焦炭进行喷洒焦炭改性剂（ZBS）溶液实验,用扫描电镜、HY-4型全自动显微光度计对喷洒ZBS前后昆钢焦的微观结构进行检测分析．根据GB／T4000—1996测定焦炭反应性（Gin）和反应后强度（CSR）．结果表明：与没喷洒ZBS的焦样比,喷洒ZBS后焦炭孔隙相对小、少,焦炭气孔率P降低．在空隙的周围形成了亮白色的筋带——ZBS碳化物,与碳结合紧密,而且在气化反应2h后仍然存在,有利于反应后强度提高;ZBS能明显改善焦炭热性能,焦炭热性能越差的焦炭,ZBS对其改善的幅度越大．     

焦炭溶损反应动力学研究

作者用未反应核收缩模型研究了焦炭溶损反应动力学以及碱金属对焦炭溶损反应动力学的影响规律。     

碱金属碳酸盐在煤气化中的催化作用——(一)在CO_2 C2CO反应中的催化活性

本文介绍在常压的实验室装置中,用14种不同的碱金属化合物,浸渍在含碳试样中作为催化剂,对碳——二氧化碳反应催化效应的实验结果。实验表明,含有重量13%碳酸钾的焦炭、无烟煤和炭黑(含碳试样:K_2CO_3=10:1.5)在800—900℃温度范围内获得了满意的气化结果;同不含有碳酸钾的试样在相同的二氧化碳转化率下进行比较,可以分别降低气化温度约300,300,200℃。试验证明:碱金属碳酸盐,碱金属氢氧化物和碳酸钠同四氧化三铁的复合剂,都表现出相接近的催化活性。另外,含碳试样的氯化,未获得明显的对二氧化碳的反应性。     

Faset-CO_2树脂砂

研制了一种新型的CO_2气硬树脂-Faset树脂砂,以Faset1为例进行了工艺性能的实验研究.为便于表征树脂的特性,提出树脂模数M的概念.研究表明,M增大,Faset树脂砂的初强度增大,但终强度、烘干强度降低;当M为0.85时,Faset树脂砂的综合强度性能较好.     

焦炭的粒焦反应性

研究了单种煤焦炭和工业配煤焦炭的粒焦反应性、反应后强度与块焦反应性、反应后强度的关系·结果表明:它们之间有良好的相关关系,并且还研究了单种煤焦炭粒焦反应性与煤质、焦炭光学组织、焦炭气孔结构参数等指标间的关系,说明粒焦反应性对煤种区分能力较好·     

高炉用部分耐火材料抗碱蚀损的实验研究

用熔融碱金属混合碳酸盐，对六种高炉炉身下部至炉腹砖衬材料进行了蚀损试验测定，并就碱蚀前后试样的重量变化和抗折强度变化进行了简要分析。     

新疆库拜煤改质炼焦及冷态强度预测

新疆库拜煤反应活性高,炼制的焦炭性能差,难以满足大型高炉冶炼需求.为降低焦炭反应性(CRI),提高反应后强度(CSR),进行了系列煤粉改质和炼焦研究.通过热重实验分析配合煤改性机理,发现煤粉改质剂主要作用于胶质体形成及半焦缩聚阶段,通过傅里叶红外光谱分析发现库拜QM含氧官能团主要为羟基和烃基醚,羧基几乎没有.以配合煤挥发分(Vdaf),黏结指数(G)等为自变量,以焦炭抗碎强度(M25)和耐磨强度(M10)为因变量,用统计软件SPSS17.0分别对煤粉改质炼焦的结果进行多元线性回归分析,建立了焦炭冷态强度的预测模型,从而在热态性能和冷态强度两方面灵活地指导配煤和炼焦.     

化学激发剂对大掺量CFB粉煤灰水泥力学性能的影响

本文采用氯盐类、硫酸盐类、碱类以及醇胺类外加剂,探究不同种类化学激发剂对 循环流化床（CFB）粉煤灰水泥的活化效果及力学性能的影响规律。结果表明：无机类外加剂均可激发CFB粉煤灰水泥活性,综合来看激发效果由强至弱依次为：氯盐类＞硫酸盐类＞碱类;醇胺类激发剂掺量较少,且有很好的活性激发效果,尤其对后期强度有着显著的提高;其中DEIPA最佳掺量为0.01%,3d抗压强度相比空白样提升2.4 MPa,28d强度提高7 MPa,达到最高值47.5 MPa。     

造纸废液用于水泥生产的研究

在实验室条件下研究了纸浆废液代水用于水泥生产成球对熟料煅烧及水泥性能的影响。结果表明，纸浆废液中的碱使生料的易烧性降低，使水泥各龄期强度降低；生料中配入适量石膏可减少或消除碱的不利影响     

废塑料配煤炼焦焦炭质量分析

利用焦炭反应性装置对2kg焦炉实验所得的废塑料配煤炼焦焦炭进行热强度分析，其结果表明：废塑料的比例从1％～5％，各配煤样品所得的焦炭的反应性和反应后强度均呈现下降趋势。与炼焦配煤单独炼焦相比，废塑料代替3％以内的瘦煤炼焦，所得焦炭的反应性和反应后强度指标均有所改善，但是废塑料代替其它煤种炼焦所得焦炭的热性能指标均有所降低。     

1/3焦煤和肥煤参与配煤炼焦的比较

对1/3焦煤和肥煤进行煤质分析,并对其单种煤的成焦光学组织、焦炭强度及参与配煤后对焦炭性能的影响进行比较。结果表明,当肥煤的胶质体质量一般或较差时,在配合煤中的作用与优质1/3焦煤相当,生产中两种煤可进行互换,但应针对调节焦炭冷、热性能的不同需要确定不同的配比。