改善焦炭热性能的研究

论文摘要

随着高炉大型化和高炉富氧喷煤技术的发展,高炉冶炼过程中焦比不断降低,焦炭在高炉中的骨架支撑作用变得更加重要,炼铁工作者对焦炭的热性能愈来愈重视。因此焦化工作者应该想尽一切办法,采取技术措施,改善焦炭热性能。本文立足于焦炭生产的整个工艺流程,探讨了配合煤性质、煤料预处理技术、焦炭后处理技术对焦炭热性能的影响。焦炭的热性能是焦炭二次加热的热物理性能、热化学性能和热强度,由于焦炭的溶损反应是高炉中导致焦炭劣化的主要因素之一,所以本文研究的是焦炭与CO2的高温反应性CRI和反应后强度CSR。因此改善焦炭热性能就是要降低焦炭的反应性CRI,提高焦炭的反应后强度CSR。实验室条件下,以武钢焦化厂的13种单种煤为原料进行配煤炼焦实验,炼焦方式采用常规炼焦。对焦炭热性能和配合煤的质量指标进行多元线性回归,得到:CRI=6.6486+0.4986Vdaf-0.1667G+7.7725MCI R2=0.8996CSR=86.4758-1.1970Vdaf+0.2307G-6.5053MCI R2=0.9321因此要改善焦炭热性能就要多用焦煤以适当降低配合煤的挥发分Vdaf、提高配合煤的黏结指数G,在配煤炼焦过程中还要注意控制配合煤的矿物质催化指数MCI。以国内有代表性的主要生产焦炉:4.3 m、6.0 m、7.0 m、7.63 m顶装焦炉,4.3 m、6.0 m捣固焦炉和6.0 m配型煤炼焦焦炉的生产入炉煤为原料,进行常规、捣固、配型煤、配黏结剂、煤调湿炼焦实验。实验结果表明,入炉煤的预处理技术:捣固、配型煤、煤调湿、配黏结剂,均能有效地改善焦炭的热性能,且煤质稍差、热性能不佳时改善效果显著。平均而言,与常规炼焦相比,捣固、配型煤、煤调湿、配黏结剂炼焦,焦炭的反应性CRI分别降低3.57%、4.09%、3.27%、3.28%;反应后强度CSR分别提高8.39%、8.20%、7.61%、5.13%。取国内某大型焦炉生产、用于大型高炉的干、湿熄工业焦炭进行分析研究,结果表明干法熄焦可平均降低焦炭反应性CRI 2.69%,提高反应后强度CSR 6.15%。采用硼系钝化剂对其中一种湿熄焦炭进行钝化处理,焦炭热性能大幅度的改善。用2%的硼酸溶液对所取的湿熄焦样进行钝化处理,焦炭反应性CRI平均降低了9.71%,反应后强度CSR平均提高了11.00%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 焦炭在高炉冶炼过程中的作用及劣化过程
• 1.1.1 焦炭在高炉炼铁过程中使用的历史
• 1.1.2 焦炭在高炉冶炼过程中的作用
• 1.1.3 焦炭在高炉冶炼过程中的劣化过程
• 1.1.4 高炉冶炼新技术对焦炭质量的要求
• 1.2 焦炭热性能的影响因素
• 1.2.1 焦炭热性能的测定方法
• 1.2.2 焦炭热性能的影响因素分析
• 1.3 改善焦炭热性能的方法
• 1.3.1 捣固炼焦技术
• 1.3.2 配型煤炼焦技术
• 1.3.3 煤调湿炼焦技术
• 1.3.4 煤预热炼焦技术
• 1.3.5 添加黏结剂炼焦技术
• 1.3.6 干熄焦技术
• 1.3.7 焦炭钝化技术
• 1.4 本课题的研究意义和研究目标
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究目标
• 第二章 实验方案及方法
• 2.1 实验方案
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 炼焦实验
• 2.2.3 干熄焦实验
• 2.2.4 焦炭钝化实验
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 煤样分析
• 2.3.2 焦炭分析
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 配合煤性质对焦炭热性能的影响
• 3.1.1 原料煤性质分析
• 3.1.2 配煤方案的选择和配合煤性质分析
• 3.1.3 炼焦实验与焦炭质量分析
• 3.1.4 配合煤性质对焦炭热性能的关联
• 3.2 煤料预处理技术对焦炭热性能的影响
• 3.2.1 捣固炼焦
• 3.2.2 配型煤炼焦
• 3.2.3 煤调湿炼焦
• 3.2.4 配黏结剂炼焦
• 3.2.5 煤料预处理技术改善焦炭热性能效果的探讨
• 3.3 焦炭后处理对热性能的影响
• 3.3.1 干法熄焦对焦炭热性能的影响
• 3.3.2 焦炭钝化对热性能的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文