关于焦炭反应性及热强度对高炉实际生产影响的分析.doc

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1、http://www.gtjia.com关于焦炭反应性及热强度对高炉实际生产影响的分析赵树春(本钢集团北营炼铁厂，辽宁省本溪市117017)摘要焦炭是高炉冶炼的重要原料之一，随着高炉容积的不断增大，焦炭在高炉内的燃烧发热和间接还原功能一部分由喷吹煤粉替代，然而焦炭作为高炉料柱的骨架作用进一步被强化，随着高炉大型化的发展趋势，焦炭的热态性质逐步成为重视指标，分析影响反应性和反应后热强度的一些因素，为如何改进焦炭的热反应性和热强度的测定的方法提供建议参考。关键词焦炭；热性能；影响因素；热强度；反应性1概况焦炭的

2、热态反应性是高炉冶炼的重要指标，随着焦炭反应性和热强度指标得到重视，针对焦炭反应性及热强度检测[1]影响因素及是否能指导高炉实际生产二个方面进行分析，并思考以后发展改进方向，促使更准确的体现焦炭的反应性及热强度指标。2实验机理选用鞍山科翔KF一2008焦炭反应及反应后热强度测定装置及相关配套的颚式破碎机、I型转鼓机等设备。过程如下：采样20kg焦炭，弃除泡焦炉头焦，式样经破碎筛取中23～25mm圆孔筛上物，弃除片状焦和条状焦，称取200g质量的焦炭试样，置于反应器中，400℃时通入N2，在(1100±5)℃

3、时于CO2反应2h后，以焦炭质量损失的百分数表示焦炭反应性(CRI％)。反应后的焦炭经I型转鼓500转后，大于10mm粒度焦炭占反应后焦炭的质量的百分数，表示反应后强度(CSR％)。3焦炭自身因素的影响3．1焦炭内因影响3．1．1焦炭气孔率的影响焦炭微观结构对焦炭反应性及热强度的影响成为了一个主要的方面。由于焦炭的自身性使焦炭多孔，90％以上气孔与外界相通，其余闭气孔一般不超过5％，不同种类焦炭差别不大，气孔率与反应性有一定关系。基于这种依据焦炭与CO2反应会促使气孔率上升，孔径变大，气孔壁渐薄，由于孔壁的

4、穿透，气孔合并，使小气孔逐步转变为大气孔，又使反应面积增大，进一步加大反应性。但气孔率与反应性之间并非绝对递增关系。气孔率大于44％时，反应性随气孔的增加而降低，这是由于气孔穿透，反而表面积减少的缘故[2]。不同焦炭气孔结构差别大，如贫煤焦，开气孔发达，气孔率高，气孔大；肥煤焦的气孔率和开气孔最小；焦煤焦介于二者之间。也焦化工艺的不同，焦炭泡焦所占比例的多少，直接对反应性及热强度有着直接影响[3]。3．1．2泡焦的影响分析我们分析泡焦对采样量的影响，根据各地焦化产出焦炭质量不同，我们概况分为优质焦炭于次品焦

5、炭。经过长期摸索，优质焦炭由于较好的提供制样选取范围。满足实验所用，采样量16kg以上即可满足实验所需。而次级焦炭由于本身的泡焦多，部分焦炭品种气孔多，经过筛选，可供做样的焦炭选取率最低仅为60％，计算：总采样量20kg×实验选取率60％=12kg(可供实验量)导致可供选取范围小，破碎成型率低，成型后一般仅为500g左右。无法满足代表性选取需要，导致CRI变大及CSR下降。难以做副样与平行样。应加大次级焦的取样量标准实验数据准确。适当的增加采样量，充分提供选取粒度，能保证选取粒度能更好的体验实验的准确性。3

6、．2外在因素影响3．2．1制样粒度的影响http://www.gtjia.com根据国标GB4000—2008热强度测定的检测方法，选取质量为200gΦ23～25mm大小焦粒，对于不同焦炭的反应性进行分析，由于焦粒质量一定，粒度逐步增加，总体试样表面积逐步加大，与CO2接触面积也相应增大，在规定时间反应里，反应性随粒度增加而变大，热强度则逐步降低，这就说明在同一实验中，不同的焦炭种类焦粒质量一定，粒数差别大时，会对反应性及热强度造成一些影响，为了排除粒数的影响，应规根据各焦种的实际情况范固定焦种粒数，进行合

7、理分析。3．2．2CO2流速的影响焦粒试样在1100℃时于CO2反应2小时，气体路径流速降低参与反应的CO2越少，反应程度越高，反应性越大强度越低。影响流速的原因主要有：第一，仪器连接路径中乳胶管软化，粘结后裂痕，致使仪器仪表路径漏气或堵塞。第二，使用CO2时，因冷CO2通入仪器时容易凝结堵塞，必须打开红外线灯预热减压阀。为防止温度及CO2流量的减少，而引起的实验数据的不准，应每年进行一次检查。3．2．3实验破碎次数对结果的影响在实验制样中，经常会遇到一、二次破碎缩分后可供选样，一次破碎二次破碎是否会对结果

8、造成影响，我们通过李立凯等人的研究表明，一次破碎后手工制样与一次破碎后弃除筛上物相比，反应性CRI及热强度CSR都有所变化，可以证明一次破碎弃除筛上物明星影响焦炭的平行性。当超过三次以上破碎后，三次破碎后手工制样与三次破碎后弃除筛上物相比，二者反应性及强度变化不是很明星，对焦炭无明显直接影响。3．3试验结果对高炉指导生产的不足为了观察焦炭整体(不挑选泡焦)对高炉生产的影响，我们不进行筛选泡焦，式样选取以合格粒度为