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。     

升温速率对焦炭反应性及反应后强度的影响

焦炭反应性及反应后强度测试规范性（GB／T4000—2008）较强，洲试误差（CRI：r≤2．4％，CSR：r≤3．2％）较大的原因，对煤焦实骚中心现有焦炭反应性及反应后强度测定装王（中钢集团鞍山热能研究院有限公司，KF-200型）进行测试，以分析升温速率对焦炭反应性及反应后强度的影响。结果表明，在严格遵守目标（GB／T4000-2008）规定升温速率（8～16℃／min）内，升温速率对焦炭反应性及反应后强度无显著影响。     

不同反应性焦炭溶损劣化行为

为了研究不同反应性焦炭的溶损劣化行为与孔隙结构变化的关系,以不同温度下溶损反应前后焦炭气孔结构变化为主要研究对象,采用自主研发的焦炭综合热性质检测装置,对6种焦炭进行国标实验以及1 050、1 100、1 150、1 200、1 250和1 300℃恒温等溶损率为25%的溶损实验,通过I型转鼓检测焦炭溶损后强度,采用低温N2吸附法检测溶损反应前后气孔结构。结果表明:国标法评价焦炭的热性质值得商榷,应采用等溶损率为25%,且通过调整溶损温度来改变溶损速率的方法,模拟焦炭在高炉内实际溶损过程。通过焦炭溶损-转鼓后比表面积变化得到焦炭在不同温度下溶损反应模型存在差异,相同溶损温度下高反应性焦炭溶损区域较大,低反应性焦炭溶损反应区域较小。     

新型焦炭反应性测试系统的研制

所研制的新型焦炭反应性测试系统由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件系统以工业计算机为核心，软件系统用Visual C 开发。本系统自动化程度高，扩展性强，控温精度高。     

煤粉残炭二氧化碳反应性实验研究

采用自制实验装置研究了煤粉残炭二氧化碳的反应性,研究结果表明煤粉残炭二氧化碳反应性随原煤挥发份增加而增加,随残炭制备温度增加而增加,随煤粉粒度增加而下降;焦炭的二氧化碳反应性低于煤粉残炭二氧化碳的反应性.根据实验结果提出了煤粉残炭相对活性因子指标及其预测经验公式.     

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。     

煤粉残炭二氧化碳反应性实验研究

采用自制实验装置研究了煤粉残炭二氧化碳的反应性，研究结果表明：煤粉残炭二氧化碳反应性随原煤挥发份增加而增加，随残炭制备温度增加而增加，随煤粉粒度增加而下降；焦炭的二氧化碳反应性低于煤粉残炭二氧化碳的反应性。根据实验结果提出了煤粉残炭相对活性因子指标及其预测经验公式。     

焦炭热反应性能对高炉顺行的影响

本文焦炭热反应性影响其在高炉内反应后的强度,制约着焦炭在高炉中料柱骨架的作用,进而影响高炉的透气性和高炉顺行.结合生产实际,对焦炭在高炉不同部位的状态和行为进行了探讨,阐明焦炭的热反应性能对高炉顺行有较大影响.     

粒径对焦炭XRD测试影响研究

焦炭在高炉中的主要作用有热源、供碳、还原以及支撑骨架。焦炭质量的优劣,制约着焦炭的炉料骨架作用,影响高炉顺行的操作。X射线衍射仪（X-ray diffractometer,XRD）是研究焦炭晶体结构的一种重要方法,但由于焦炭成分复杂,结构不均一,其微晶结构的准确表征一直是个难题。通过粉碎机对焦炭样品进行粉碎,对不同粒径的样品进行XRD测试。发现样品粒径对测试结果的稳定性有很大的影响,较大的粒径由于粒径分布广及焦炭结构不均匀,会引起较大的测试误差;当粒径粉碎至2.50 μm以下时,测试误差较小,更稳定可靠。     

高炉熔渣中煤-CO2气化反应性的实验研究

利用STA409PC综合热分析仪以等温热重法对高炉熔渣中煤焦-CO2气化反应性进行了研究,主要考察了渣煤比、气化反应温度和煤种对气化反应的影响,并用反应速率方程法对其动力学参数进行求算.实验结果表明:煤焦的碳转化率、气化反应速率与渣煤比正相关;在煤焦的气化反应中,高炉熔渣具有一定的促进作用;在1673K以下,煤焦的碳转化率、气化反应速率峰值随温度的升高而上升,而当温度高于1673K后,煤焦的碳转化率、气化反应速率峰值随温度的上升呈现下降的趋势;不同煤种,其气化反应性有很大的差异,大同煤的气化反应性要好于阜新煤和焦炭;不同条件下,煤焦的气化反应动力学参数具有很大的差异,焦炭的表观活化能和指前因子随渣煤比的增大而升高,阜新煤的表观活化能和指前因子随渣煤比的增加先降低、后升高.