配添加物和煤料压实法炼焦对焦炭质量的影响

以高挥发份、低膨胀度煤作为基础煤,考察了配添加物和煤料压实相结合的炼焦方法对焦炭强度、气孔率、二次加热后气孔率增量及反应性和反应后强度的影响。装炉煤在200公斤/厘米辊压下经两次压实后在7公斤室式电热焦炉内炼焦。当煤料的G因数等于或略大于1,030时,焦炭的M40、M10、气孔率等性质均有显著改善;G因数小于1,000时,仅M40有所提高。以八一煤作为基础煤,配入山家林煤18～20％和焦粉4～8％时,焦炭的M40>76％、M10<9％、气孔率低于44％。     

入炉煤性质对捣固焦炭性能的影响

采用30种配煤方案,在堆积密度为1.1t/m3的条件下进行捣固炼焦试验,利用线性回归分析方法研究入炉煤性质对焦炭性能的影响。结果表明,焦炭性能指标与入炉煤性质指标之间具有良好的相关性;适当降低入炉煤的挥发分有利于提高焦炭的冷态机械强度,而增加入炉煤的黏结指数有利于提高焦炭的耐磨强度,但不利于提高焦炭的抗碎强度;适当降低入炉煤的挥发分和催化指数、提高其黏结指数有利于改善焦炭的高温反应性。     

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·     

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。     

COREX用煤成焦的高温性能研究

通过观察COREX块煤在成焦过程中所形成的不同煤焦的微观结构及形貌，分析了COREX所用两种煤成焦结构及性能的特点.借鉴高炉焦炭反应性及反应后强度的定义，提出以MCRI和MCSR来表示煤焦的反应性及反应后强度，并给出其物理意义.MCRI与MCSR主要是由煤焦显微结构的组成决定的.针对COREX所用的两种煤，对1100℃下不同成焦时间的煤焦反应性及反应后强度与微观结构进行多元线性回归，建立了预测COREX用煤成焦时煤焦热态性能的公式.由此推算了两种煤在600，800及1000℃条件下不同成焦时间的煤焦反应性及反应后强度，与实测值比较吻合.     

加热速度对煤的气化反应性的影响

实验室条件下考察了五种不同类型的煤经不同加热速度处理后,煤中碳对ＣＯ２化学反应性及单位质量碳的气化反应速度常数－－特殊反应速度常数的变化规律。研究结果表明：适于直接还原回转窑窑头喷煤用的高挥发分煤,经不同加热速度处理后煤中碳对ＣＯ２化学反应性和特殊反应速度常数发生明显变化,随加热速度增大而明显增大,这一研究结果为直接还原回转窑窑头喷煤强化还原的机理研究提供了依据。     

焦炭的高温反应炉实验分析

本实验主要是对比国标法、高温反应炉两种不同实验方式下焦炭反应性和反应后强度的变化情况,通过焦炭加碱进入高温反应炉后,模拟焦炭进入高炉后的反应情况,测定焦炭热强度,调整配煤结构,指导炼焦生产。     

塑性状态时年青烟煤不透气性的研究

煤经过塑性状态变为焦,是煤粘结的必须条件,没有塑性状态的形成,在通常的情况下,煤的粘结和焦炭的生成是不可能实现的。煤在塑性状态下的性质,在很大程度上决定着所得焦炭的质量。     

堆积密度对捣固炼焦焦炭性能的影响

采用5个配煤方案进行捣固炼焦试验,研究不同的堆积密度对焦炭性能的影响.结果表明,入炉煤堆积密度对焦炭的灰分和硫分基本没有影响,而对焦炭的气孔率、冷态机械强度及热性质影响显著.捣固炼焦的最佳堆积密度为0.9～1.1 t/m3.最佳堆积密度及在最佳密度下的焦炭性能还受配合煤性质的影响.     

利用弹性参数识别气、水层

摘要：对于复杂孔隙结构储层而言,孔隙结构对电阻率的影响程度可能远大于流体类型对电阻率的影响,这就使得气、水层的电阻率特征差别不明显,利用电阻率不能有效区别气、水层。基于孔隙中天然气与油、水体积模量的显著差别,根据孔隙流体体积模量的大小来识别气、水层。研究采用了纵横波速度比（vp/vs）和孔隙流体的体积模量这两个与电阻率无关的弹性参数来判别储层的流体类型。理论模拟表明含有少量气体时可使纵波速度及其纵横波速度比显著减小,横波对气体含量不敏感,水层的 vp/vs显著大于气层。采用 vp/vs与横波交会法识别气、水层可消除孔隙和岩性的影响而突出流体类型的影响。     

煤加压下炼焦的研究

用低变质程度,高挥发分煤,于高压釜内在煤挥发分本身的压力下焦化。焦炭的机械强度与该煤种所受压力的1/3次方成正比。配合煤以其最大反射率等于1为好,焦化时压力的作用使配合煤生成光学各向异性的焦。炭化条件为升温10℃/min,500～600℃维持2h,然后5℃/min升温到950℃维持1h,能生成高强度的焦炭。     

单种炼焦煤结焦行为研究

采用黏结指数测定的加热方法,将各单种煤与无烟煤结焦制成焦块,并对其焦炭结构进行了分析.结果表明,气肥煤、肥煤胶质体含量丰富,流动能力强,对无烟煤具有很好的铺展性;气煤、焦煤胶质体对无烟煤铺展能力较差;瘦煤对无烟煤几乎没有黏结能力,以自身结焦为主.     

炼铁用生物质焦的制备及其性能

采用两种不同的升温制度对生物质进行碳化，碳化温度选为300、400、500、600和700℃，保温时间分别为30、60和90min．利用扫描电镜及热重分析仪对所得生物质焦的成分、微观结构及燃烧性能等进行分析，并研究了制备条件对生物质焦的产率及与CO2反应性的影响．结果表明，生物质焦具有与煤不同的典型管状或片状结构，其N、S、灰分、碱金属含量及燃烧性能优于煤炭，适合用作炼铁过程的还原剂和发热剂，以替代部分煤粉和焦炭．综合考虑，炼铁用生物质焦的最佳制备条件是，采用恒温加热模式将生物质加热至500℃进行碳化，并保温30min．     

高炉炉缸区焦炭石墨化过程中多尺度孔隙结构的变化规律

在不同加热温度下(1100～1600℃)模拟高炉炉缸区焦炭的石墨化过程,利用真空排水法及氮气吸附法考察不同石墨化程度焦炭的多尺度孔隙结构演变过程.研究结果表明:二次加热后的焦炭中孔隙结构丰富且复杂,随着二次加热温度的升高,焦炭的显气孔率、比表面积、孔容积及微孔数量呈规律性变化,可分为3个过程:即1100≤t<1200,...     

超临界CO2吸附诱发煤力学性质劣化的双重损伤效应分析

将CO_2注入到深部不可采煤层中提高煤层气采收率和CO_2长期地质封存,CO_2吸附将会诱使煤微观结构及力学性质发生显著改变。深部煤层赋存环境下CO_2将会相变为超临界CO_2,诱发煤微观结构发生更大程度改变,强度和变形特性变化更显著。大量实验结果表明,不同压力下的饱和CO_2煤样强度和弹性模量发生不同程度的劣化,煤样峰值强度和峰值应变演化不协调。基于此,引入双重损伤本构关系用以描述超临界CO_2吸附诱发煤强度和变形特性变化,并构建了裂隙中游离CO_2流体的有效应力和吸附诱发的膨胀应力耦合分析模型。通过对比验证,数值模拟结果与实验结果具有较好的一致性。数值模拟结果表明,饱和CO_2压力越大诱发的煤损伤越大;特别是,超临界CO_2诱发煤单轴抗压强度和弹性模量劣化更显著。     

废塑料配煤炼焦对焦炭质量的影响

为降低配煤炼焦生产中焦煤用量,提高废塑料利用率,利用废塑料代替一定比例焦煤,在40 kg实验焦炉中与煤共焦化,考察焦炭、焦油产率和焦炭强度的变化规律。结果表明:以质量分数为1%~5%的废塑料替代焦煤炼焦后,焦炭产率下降,焦油产率增加,M25先提高后下降,M10先下降后提高,焦炭的反应性提高,而反应后强度下降;当废塑料质量分数控制在3%以下时,焦炭的冷态强度和热态强度符合国家二级冶金焦炭质量分级标准。该结果为工业生产提供了参考。     

微波加热对地聚物砂浆力学强度的影响

目的探讨微波加热工艺在混凝土快速养护工艺中的应用效果,探寻适用于地聚物混凝土的快速养护方法及其可靠工艺参数.方法采用水玻璃、粉煤灰、石英砂、水为主要原料配制地聚物砂浆,成型后坯体置于微波装置中加热固化处理,分析表征试样的微观结构和力学强度.结果微波加热条件下,试样的力学强度增长迅速,10 min左右微波处理即可达到甚至超过标准养护28 d的强度,但长时间微波加热导致试样力学强度降低甚至结构开裂;试样最大强度随微波功率的提高而有所增大,相应微波加热时间则有所缩短;在自然干燥状态下,微波加热后地聚物砂浆试样可长期保持强度稳定.结论适当管理的微波加热工艺可作为一种简便的混凝土快速养护方法,适用于地聚物混凝土等结构表面的快速硬化工程等,但过度地微波处理如功率过大或处理时间过长,对砂浆强度不利.     

影响复热式捣固焦炉焦炭质量的因素分析

通过对在生产过程中焦炭冷、热强度的分析和研究,改进了系统的操作和控制方法,有效提高了焦炭质量.从捣固时间、高焦炉煤气掺混比、配煤比及入炉煤细度4个方面进行焦炭质量的影响的试验,得到不同因素各自对焦炉生产的参考值,实施优化,有效提高焦炭质量.     

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.     

胶结充填体内部微观结构演化及其长期强度模型试验

通过开展不同灰砂质量比、料浆质量浓度和养护龄期条件下的胶结充填体内部微观结构演化及其强度模型试验,研究充填体内部水化反应产物的类型及形态对其强度发展规律的影响。试验结果表明:水化作用后的水化产物在充填体内部的赋存形态不尽相同,早期多以针状物质存在,通过团絮状、丝状产物相联结;随着龄期的增长,团絮状胶凝物质大量生成,水化产物黏结得较紧密,机械强度得到了进一步的增强,表面仍可以看到少量针状物,但大部分已被絮状物覆盖;90 d时,早期水化反应产生的针状物几乎不存在,更多是以成团状、块状或成片状物质形式存在,且团状物质与团状物质或块状物质间黏结相当密实。对比水化产物元素分析结果可以看出,其主要成分由O,Si,Ca,Al和Mg等元素构成,灰砂质量比越大、料浆质量分数越高,水化产物元素量越多。对不同条件下的充填体强度曲线进行拟合,得到了充填体强度增长规律:充填体的强度增长规律基本一致,增长曲线呈"S"型;强度增长过程可分为强度增长初始时期、强度快速增长时期以及强度增长平缓期;灰砂质量比、料浆质量浓度越高,充填体强度增长越快,增长曲线变陡。