华北地区晚古生代煤的煤质特征与结焦性研究

华北是我国重要炼焦用煤基地之一,开展华北晚古生代煤的结焦性能研究具有重要实际意义。在对２６个矿点的煤样进行煤岩学与煤化学分析的基础上,采用１０ｋｇ小伙炉试验研究了单种煤的结焦性能,并利用一元非线性回归分析探讨了主要煤质参数与焦炭强度之间的关系,认为煤的镜质组平均反射率、活／情比、粘结指数以及胶质层最大厚度是影响焦炭强度的主要因素。     

外加不同惰性物对煤的粘结性与结焦性影响的初步研究

本文探讨在单种煤及配合煤中加入不同比表面、不同比例的惰性物后烟煤的容惰能力。实验结果表明,容惰力同外加惰性物的比表面积、表面性质等有关,无论是单种煤,还是配合煤,其粘结指数G_(R·I)与容惰力AI的关系均遵循G_(R·I)=A B·AI(B<0).文中还探讨在单种煤中加入不同粒度级的同一惰性物以及在配合煤中加入不同粒度级、不同种类的惰性物后焦炭的质量。实验结果表明,无论是哪种煤,当外加惰性物的配比相同时,其粒度越小,所得焦炭质量越好;但外加惰性物的粒度不宜过细,否则,将因煤料粘结力不足,使焦炭质量变差。     

焦炭初始反应温度影响因素分析

通过配煤炼焦实验,研究入炉煤的性质、炼焦工艺和添加剂对焦炭初始反应温度的影响。结果表明,不管是单种煤还是配合煤,焦炭初始反应温度均随入炉煤煤化度的提高而上升;随着焖炉时间的延长,焦炭初始反应温度显著升高;随着入炉煤细度的增加,焦炭初始反应温度有所升高,而入炉煤的堆积密度对焦炭初始反应温度基本没有影响;具有催化作用的添加剂能显著降低焦炭的初始反应温度,而添加铁矿粉对焦炭初始反应温度的影响较消石灰的影响更为明显。     

基于多重多元回归的焦炭质量预测模型

 焦炭质量预测是焦化企业进行焦炭质量控制的重要方法。在诸多生产因素已固定的条件下,焦炭质量主要取决于原料煤性质。用煤质指标预测焦炭质量是焦炭质量预测的重要方法。考虑配合煤煤质指标和焦炭质量指标的多元性和相关性,采用多重多元回归分析技术,将焦炭质量的各指标作为一个整体,建立配合煤煤质指标对焦炭质量的预测模型。基于偏最小二乘回归思想,采用预测误差平方和（PRESS）和预测的方差验证回归模型的预测能力。根据实际焦炭生产建立的焦炭质量预测多重多元回归模型的显著性检验表明,该模型具有较高的预测能力。应用多重多元回归技术建立的焦炭质量预测模型对指导焦化企业的焦化生产,优化配煤和加强焦炭质量控制具有重要的现实意义。     

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。     

焦炭的結構性質

论文在实验室装置条件下,研究了焦炭的结构及其物理性质与煤的类型以及煤料加热速度、粉碎度和搗实程度的关系。确证,从33—37号单种煤和它们的配合物中在相同条件下所得的焦炭,其物质的抗破碎强度基本上无实质差别,唯有37号煤的焦炭物质强度例外而表现相当低。此外确证,焦炭的硬度有较显著的差别,并在很大程度上取决于煤的粘结性。另一方面却发现了焦炭的孔状体强度及其气孔性无论是随煤的类型和所指的物理条件的变化都有实质的差别;在物理条件中尤以搗实程度和加热速度对孔状体强度的影响最为显著。确立了焦炭孔状体强度的差别归因于其气孔率的不同和孔结构的各式各样以及煤粒间结合力的差别。     

焦炭塔变形机理分析

焦炭塔由于其苛刻的作业工况，在运行若干年后出现筒体鼓胀变形。对焦炭塔的变形机理进行了分析，利用圆柱形壳体弯曲理论对焦炭塔筒体在温度应力和内压的作用下所产生的内力和位移进行求解。利用MISES屈服准则，可以判定在水冷阶段筒体部分区域进入塑性,产生周期性的塑性残余变形。残余变形随着生焦次数的增加而增加，由此可得出焦炭塔的鼓胀变形主要是渐次塑性变形积累的结果。     

预应力混凝土框架的反复荷载试验及有限元全过程滞回分析

本文进行了有粘结和无粘结预应力混凝土框架的反复荷载试验。结果表明,试件能够形成塑性铰;有粘结框架的耗能量大于无粘结框架,但无粘结框架的残余变形比有粘结框架小:试验后无粘结框架的预应力损失可略去不计,而有粘结框架在塑性铰处的预应力损失则达70%。本文提出的算法实现了预应力框架包括下降段在内的有限元全过程滞回分析,同时也可适用于非预应力框架。     

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·     

利用模糊集合度量配煤方法预测焦炭的性能

在介绍II级冶金焦炭质量指标和配煤实验的基础上,详细叙述了美国伯利恒钢铁公司法和模糊集合度量配煤法的关系,指出配煤炼焦公司应参与到应用模糊集合度量方法预测焦炭质量的研究课题中。     

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。     

型焦煤沥青粘结性能的强化

煤沥青是焦粉成型最有效的粘结剂,为了提高型焦强度,采用配加添加剂和细化沥青来强化煤沥青粘结性能,同时对强化机理进行分析。研究结果表明:助剂BJ可显著强化煤沥青的粘结性能,使型焦湿块和炭化块强度均明显提高;添加BJ后的煤沥青由固体颗粒态转变为粘稠的胶体态,粘结方式由以固相粘结为主变为以液相粘结为主;对煤沥青进行细磨处理可降低煤沥青热挥发产生的大孔洞数量;与煤沥青共混共磨的超细磨焦粉可填充煤沥青热处理产生的孔隙,与煤沥青共炭化而强化煤沥青的炭化骨架;当煤沥青粒度细磨至粒度小于0.15 mm时,配加质量分数为2.0%的BJ和12%平均粒度为8.6μm的焦粉可显著强化煤沥青粘结性能,大幅度地提高型焦强度。     

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.     

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.     

长广煤煉化肥焦在绍钢獲得成功

为了落实毛主席关于“扭转北煤南运”的指示,浙江省化工研究所和绍兴钢铁厂一起在绍钢红旗三号炉上,用长广煤试炼化肥用焦炭获得成功。已炼出了焦炭158吨。长广煤通过炼焦途径进行综合利用,不仅焦炭可以作为合成氨造气原料以增产化肥,而且还可从焦化产品中取得我省缺口较大的苯、萘、乙烯、硫磺等有机化工原料。长广煤炼焦成功,将改变我省化肥     

煤岩配煤技术在武钢生产中的应用研究

研究不同镜质组反射率及其分布情形下煤的结焦特性，根据不同变质程度煤所制焦炭的显微组成，探讨配煤比改变导致煤反射率分布以及焦炭结构性能的变化情况，提出了适宜于武钢工业化生产的合理炼焦配煤方案。     

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。     

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。     

弱粘结煤高温活化特性及其应用

研究了弱粘结煤的高温活化特性,表明弱粘结煤高温 焦 碳具有较大的孔隙率和比表面积,孔隙结构的形态多、长径比大,具有良好的活性。弱粘结 煤良好的活性可以为SiC快速、大范围生长提供有利条件。     

湿煤炼焦与干煤炼焦的对比研究

利用2 kg实验焦炉,进行湿煤炼焦和干煤炼焦的对比实验,考察产物分布特性、焦炭质量特性、焦油和煤气组成特性等.研究表明,与炼焦煤水分为10%的湿煤炼焦相比,干煤炼焦具有如下特性:炼焦煤堆密度增大,所得焦炭、焦油和煤气的产量增加,焦化水的产量减少;焦炭、焦油和煤气的收到基产率增加,焦化水的收到基产率减少;焦炭和焦油的干基产率增加,煤气的干基产率减少;焦炭的孔体积减少,强度指标明显改善;焦油中芳香烃含量增加,烯烃含量减少;煤气中氢气含量增加,甲烷含量减少.