焦炭热性质影响因素分析研究
焦炉加热制度对焦炭热性质的影响
标如下表所 示 （ 见表３ ） 。
表３ ： 加热温度变化下配合煤机焦炭含量数据对比示意表 方案 （ 配合煤水分） 煤质指标 （ ％） 焦炭指标 （ ％）
结合表 １ 中所 例举的相 关数据不难 发现 ： 在（ Ａ： １ ８ ． ５ ｈ ， Ｂ ： ２ ４ ． ０ ｈ ， Ｃ ： ２ ６ ． Ｏ ｈ ） 三 种结焦 时间方案作用之下， 所生成 配合煤 对应 的煤 质基本 处于稳定 状态 ， 以方案Ｃ（ ２ ６ ． Ｏ ｈ 结焦时 间） 下的煤质略 优于Ａ、 Ｂ 方案。 而从焦炭 指标 的角度上 来说 ， 在自 方案Ａ （ １ ８ ． ５ ｈ ） 逐步 提升结 焦时间至
估 的基础性 指标 当中。 为 提高实践 工作水平 ， 现就 焦炉加热 制度对焦 炭 热性 质的影 响进行分析。
为将该研 究结果指导 于实践 工作， 分析可知 ： 在 焦炉加热 状态下所 以结 焦时 间作为变化 指标 ， 在 分三个等 级设 置结焦 时间 （ Ａ： ｌ ８ ． ５ 其反应性 水平 与反应 后强度水平存在一定反 向相关 关系， ｈ ， Ｂ： ２ ４ ． ０ ｈ ， Ｃ ： ２ ６ ． ０ ｈ ） 的情况下， 所对应 的配合煤及 焦炭含 量指标 如 生成 焦炭中， 且提 高加 热温 度可提高反应后强度水平。 下表 所示 （ 见表１ ） 。 ２ ． ３ 配合煤水分影 响因素 表ｌ ： 结焦时 间变化下配合煤 机焦炭含量数据对比示意表 以 配合 煤水分 作为 变化指标 ， 在分三个 等级设 置配合煤水分 （ Ａ： 方案 煤 质指标 （ ％） 焦炭指标 （ 结焦时间） 水分 挥发分 水分 挥发分 反应性 反应后强度 ９ ． Ｏ ％， Ｂ： １ ０ ． Ｏ ％， Ｃ ： ｌ １ ． ０ ％） 的情 况下， 所对应 的配合煤及焦炭 含量指
焦炭研究报告
焦炭研究报告一、引言焦炭是一种重要的燃料和冶金原料，广泛应用于钢铁、化工、能源等行业。
本文将从焦炭的定义、制备工艺、应用领域等方面进行研究和分析。
二、焦炭的定义与特性焦炭是指在高温下由煤炭等有机物质经过干馏而得到的固体燃料。
焦炭具有高热值、低灰分、低挥发分和高固定碳的特点，因此在钢铁冶炼和其他行业中得到广泛应用。
三、焦炭的制备工艺焦炭的制备过程主要包括煤炭的破碎、干燥、热解和冷却等环节。
首先，原料煤炭经过粉碎机的破碎处理，使其颗粒大小合适；然后，通过干燥设备将煤炭中的水分蒸发掉；接着，将煤炭放入焦炉中进行热解，煤炭在高温下产生裂解反应，生成焦炭和其他副产品；最后，焦炭经过冷却后，可以得到成品焦炭。
四、焦炭的应用领域1.钢铁行业：焦炭是炼铁过程中的重要原料，通过与铁矿石一起还原反应，产生高温下的炉渣，从而使铁矿石中的金属铁得以提取出来。
2.化工行业：焦炭作为燃料或原料，广泛应用于炼油、合成氨、制造碳酸钙等化工过程中。
3.能源行业：焦炭作为高热值的燃料，被用于发电、加热等能源领域，具有高效、清洁的特点。
五、焦炭的市场前景与发展趋势随着国民经济的快速发展和工业化进程的加快，焦炭需求量不断增加。
尤其是在钢铁行业和化工行业的大力发展推动下，焦炭市场前景广阔。
同时，为了减少能源消耗和环境污染，研发新型的高效、清洁的焦炭制备技术势在必行。
六、焦炭研究的挑战与机遇在焦炭研究领域，我们面临着制备工艺优化、品质控制、环境保护等方面的挑战。
同时，通过深入研究焦炭的结构和性质，可以探索出更多的应用领域和市场机遇。
七、结论通过对焦炭的研究和分析，我们可以看到焦炭在钢铁、化工、能源等行业中的重要地位和广泛应用。
同时，焦炭制备工艺的不断优化和新技术的应用将带来更多的机遇和挑战。
我们应该继续加强焦炭研究，促进焦炭行业的发展，推动我国经济的繁荣。
八、参考文献[1] 王晓明. 焦炭制备工艺优化与研究[J]. 煤炭科学技术, 2018, 46(5): 12-15.[2] 张建华, 李明. 焦炭结构与性能的研究进展[J]. 焦化技术与工程, 2019(2): 8-11.[3] 陈晓东, 王涛. 焦炭在能源行业中的应用与发展前景[J]. 能源技术与管理, 2017, 4(3): 20-24.在本篇焦炭研究报告中，我们从焦炭的定义与特性、制备工艺、应用领域、市场前景与发展趋势以及面临的挑战与机遇等方面进行了详细的介绍和分析。
焦炭热性能影响因素分析
焦炭热性能影响因素分析摘要：作为高炉主要的骨架材料，焦炭的热性能对日益强化的高炉生产起到了较大影响作用，为了提高高炉的耐热属性和其生产效率，必须对焦炭的热性能进行深入研究。
本文从多个角度分析了焦炭热性能的影响因素，为相关单位进一步提高高炉的耐热性提供一些参考依据。
关键词：焦炭；热性能；影响因素引言焦炭在高炉中具有热源、还原剂、渗透剂和料柱骨架等作用，焦炭中低于1%的碳随高炉煤气逸出，其余全部消耗在高炉中，大致比例为风口燃烧55%～65%，料线与风口间碳熔反应25%～35%，生铁渗透7%～10%，其他元素还原反应及损失2%～3%。
近年来随着高炉冶炼技术的发展，特别是高炉容积大型化、高风温技术以及鼓风富氧喷煤技术的迅猛发展，焦炭作为高炉内料柱骨架，保证炉内透气、透液的作用更为突出。
焦炭质量特别是焦炭CＲI及CSＲ对高炉冶炼有极大的影响，成为限制高炉稳定、均衡、优质、高效生产铁水的关键性因素。
1、影响焦炭热性质的主要因素1.1、原料煤性质对焦炭反应性产生的影响原料煤的变质程度、杂质含量以及结焦性能等会对焦炭反应性起到重要影响。
原料煤变质程度不同，其炼制焦炭的反应性也不尽相同。
在烟煤中，一般来说，低变质程度煤炼制的焦炭具有较高的反应性，煤的变质程度越高，所得焦炭的反应性越低，一旦煤的变质程度与贫煤接近时，其焦炭的反应性则会呈现上升情况。
实践表明，在1000℃的条件下，对变质程度不同的煤炭进行焦炭反应性试验，无论是哪种反应气体，其反应性均与煤变质程度有着密切的联系，且呈现大致相同的规律，只有氢反应具有较大的离散程度。
而在炼焦煤的范围内，其镜质组的最大平均反射率与焦炭反应性关系极为紧密，相关系数超出0．95。
1.2、煤炭中的部分矿物质则具有负催化作用或者不发生化学作用负催化作用是指对焦炭的熔损反应起到阻碍作用的矿物质，这种矿物质的存在会有效抑制焦炭反应的活性，例如煤炭中所含有的Si以及B等元素，对二氧化碳的化学反应性有着较强的遏制作用。
影响焦炭反应性的因素
影响焦炭反应性的因素主要有以下两个方面：1、原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。
尤其是煤料的流动度较大时，易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。
而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金属的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。
2、炼焦工艺条件：增大装煤堆比重、提高炼焦温度、采取焖炉等措施，可使焦炭结构致密，减少气孔表面积，使焦炭反应性降低。
采用干熄焦，可避免水蒸汽对焦炭表面的活化，有利于降低焦炭的反应性。
1、焦炭的冷强度与焦炭其孔径及其分布有关，而热强度则与焦炭孔壁厚度密切相关。
2、为改善焦炭反应性，根本在于多用主焦煤少用高挥发分煤，特别是少用挥发分大于37%的煤。
在粘结性足够的情况下，可配入一些粘结性中等的低挥发分煤。
3、若在煤料中配入5%左右挥发分10%的延迟焦，反应性可降低10~20%，其原理是在炼焦后期有大量裂解碳产生，阻塞了部分微气孔，因而降低了反应性。
基于这一原理，提高入炉煤的堆密度，提高炼焦最终温度，也有相同的效果。
影响焦炭反应性的因素主要有以下几个方面：一、煤的性质原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。
尤其是煤料的流动度较大时,易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。
而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。
1.单种煤值挥发份过高或过低，其反应性较高。
在24％左右时，焦炭的反应性最小。
2.单种煤平均最大反射率过高或过低，其反应性较高。
3.灰分对热性质影响，尤其是碱性金属氧化物的存在。
二、炼焦工艺条件：1）、增大装煤堆比重；堆密度越高，焦炭的热反应性越低，反应后强度越高（明显）。
2）、提高炼焦温度；3）、采取焖炉等措施；一般4.3米以上焦炉结焦时间普遍长。
研究影响焦炭热反应强度数据的因素
研究影响焦炭热反应强度数据的因素摘要：近年来，钢铁行业随着炼铁高炉大型化以及喷煤技术的应用，普遍认为焦炭在焦炉中的骨架作用尤为重要，越发重视焦炭热态指标数据的优劣，本文重点通过标准执行制样方法、设备差异、标准研究等因素进行探索研究，弄清楚数据结果重现性差的原因，从而使焦炭热性能数据能够真实反应焦炭质量。
关键词：钢铁行业；热反应；焦炭质量；真实；重现性差1 制样方法对焦炭热反应数据的影响2021年12月龙钢公司正式投用全自动焦炭颗粒制球机，以制球机代替手工制样作为结算报出数据，结束了长达5年的手工制样模式。
全自动焦炭颗粒制球机投用前，龙钢化验室实施了5种方案，经过100组机制手制比对数据，最终将两种制样方式的热反应数据平均偏差控制在1%以内，远低于国标要求，完成了业界认为不可能实现的目标，也彻底打破了传统上对全自动焦炭颗粒制球机的偏见，认为制球机制备的样品比手工样品数据要向好。
在制球机投用前本化验室结算数据主要以手工制样方式为主，以4台冲压式焦炭制球设备（HXZY-B）为主，工作原理为机械模拟人工敲制样品，其成品与手工方式敲制的样品形状一致。
为验证该冲压制样设备与手工制样一致，本实验室通过手工制样及冲压制样方法进行数据比对工作。
冲压式制球机全国范围内使用的化验室较少，虽然属于机械制样，但是其原理又是模拟传统人工制样方式，制球成型样貌与手工制样几乎没有区别，主要目的是降低员工劳动强度，目前龙钢化验室运行4台，已全面启用该设备代替人工敲制样品，投用前，经过大量数据比对工作，大样各留20公斤，一份用于传统手工制样，一份用冲压式制球机进行制备，数据汇总如表1所示：表1 手工制样与冲压制球机数据比对共计分析7组数据，涉及4家焦炭，为龙钢公司进购三种质量特征的焦炭，具有代表性。
总体数据与原分析数据相比较平均偏差反应性为0.3%，反应后强度0.2%，符合率达到100%，证明该制样方法较传统手工制样方法一致，可以代替手工制样方式。
影响焦炭热性质的主要因素分析
６
誊
６ ０
１ 试 验 方 法
１１ 试 验 样 品 ．
５ ５ ０ｌ ０２ ０ — ０ 一 － ３ ３—０ ４— ０５ —０６ ０ — ０ — ７ ８— ０９ １ 一 ｌｌ — ０ — ｌ ０９ ０ ３ ２７ ２５ ｌ ｌ １ ０７ １ ０ ０ ９ ０ ５ ３ ０ ２ ９
采 用 北 京 科 技 大 学 研 制 的 焦 炭 Ｃ ，及 尺试 验 尺 设 备 ， 设 备 能 自动 控 制 反 应 的 温 度 和 时 间 ， 可 以 该 并
记 录 失 重 曲线 ， 验 结 果 准 确 可 靠 。 试
制 线 之 内 ， Ｒ 基 本 维 持 在 ２ ％ ２％，Ｓ 维 持 在 ６ ％ ＣＩ ０ －４ ＣＲ ６
炭质 量 比较 差 ； ５月 ～ ７月 Ｃ ，基 本 在 ２ ％－ ５ Ｃ Ｒ 尺 ２ ２ ％，Ｓ 基 本 在 ６ ％－ ０ ８月 ～ ３ ７ ％； ９月 Ｃ Ｒ，在 ２ ％－ ０ Ｃ Ｒ 基 ４ ３ ％， Ｓ 本 在 ６ ％ ７ ％， 动 范 围 比 较 大 ； ０月 ～１ ０～０ 波 １ １
２１ 焦 炭 热 强 度 数 据 ．
７ ％， 阶 段 焦 炭 热 性 质 较 好 ， 且 相 当 稳 定 。 １ 此 而
２２ 影 响 焦 炭 热 性 质 的 因素 ．
从 配 煤 指 标 上 看 ， 煤 灰 分 和 配 煤 黏 结 性 都 是 重 配 要 的影 响 因 素 ， 确 定 配 煤 结 构 首 要 考 虑 的要 素 。 是 ２ ２ １ 配 合 煤 灰 分 的 影 响 ． ．
一
试 验 样 品 取 自梅 山 钢 铁 公 司 １ 和 ２ 焦 炉 生 产 的 焦 炭 ， 严 格 按 照 Ｇ １ ９ —８ （ 炭 试 样 的 采 取 和 并 Ｂ９７ ９ 焦
焦炭低位发热量
焦炭低位发热量一、介绍焦炭是一种常用的冶金原料，具有高热值和低含硫特点。
焦炭的低位发热量是指单位质量的焦炭所释放的热能。
了解焦炭低位发热量对于冶金行业和能源利用具有重要意义。
二、焦炭的组成与性质焦炭是煤炭在高温下分解后残留的固体物质，主要由碳组成。
除碳外，焦炭还含有少量的氢、氧、氮和硫等元素，但含量较低。
焦炭的低位发热量是由其中的碳燃烧产生的。
焦炭的高热值主要归因于其高纯度的碳含量，高达90%以上。
由于焦炭中的硫含量很低，所以它不会释放过多的硫氧化物，减少了对环境的污染。
三、焦炭低位发热量的测定方法焦炭低位发热量的测定是通过实验室的热量测定仪器进行的。
测定方法一般是将焦炭样品放入封闭的容器中，在恒定的温度下进行燃烧，通过测量燃烧产生的热量来确定焦炭的低位发热量。
四、焦炭低位发热量的影响因素焦炭的低位发热量受多种因素的影响，主要包括焦炭的品种、生产工艺和质量等。
1.焦炭的品种：不同种类的煤炭在炭化过程中产生的焦炭品质不同，其低位发热量也会有所差异。
2.生产工艺：煤炭的炭化过程中，操作温度、炭化时间和炭化压力等参数的控制对焦炭的低位发热量有一定影响。
3.焦炭质量：焦炭的含硫量、灰分和水分等指标与其低位发热量密切相关。
五、焦炭低位发热量的应用低位发热量是评价焦炭质量的重要指标，对于冶金行业和能源利用有着广泛的应用。
1.冶金行业：焦炭是钢铁生产过程中不可或缺的原料，其低位发热量直接影响到炼铁炉的燃烧效率和钢铁质量。
了解焦炭的低位发热量可以优化冶金工艺，提高生产效率和产品质量。
2.能源利用：焦炭作为一种高热值的固体燃料，可以被用于发电、供热等能源利用领域。
其低位发热量的掌握可以帮助确定燃烧设备的设计和效能评估。
六、结论焦炭低位发热量是焦炭品质的重要指标，对冶金行业和能源利用具有重要意义。
了解焦炭低位发热量的影响因素和测定方法，可以指导工业生产和能源利用的优化。
焦炭低位发热量的研究和应用将为推动能源可持续发展和提升冶金产业发展水平提供重要支撑。
宝钢焦炭质量预测模型Ⅰ.影响焦炭热性质的因素
因素并不直接控制热性质 ， 热性质的控 制需要采用 与上述有关的可控因素作为直接控制 因素 ， 因此要
建立焦炭质量预测模型 ， 首先应对热性质与各可控 因素之间的关系进行研究。 对 ｌ ９种 单 种 煤 和 ６ ４种 配 煤 进 行 了 ＳＯ 炉 Ｃ
（ｉｕ ｔ ｏｅＯｅ） Ｓｍ ｌｅ Ｃｋ ｖｎ炼焦 试验 ， 验条件 为 ： ａｄ 试
维普资讯
第 ３卷 ０
２０ 年 Ｏ２
第２ 期
４ 月
燃
料
化
学
学
报
３ Ｎｏ ２ ０ Ａｏ ｒ ２０ ０２
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ Ｆ ７ Ｌ Ｃ Ｍｌ Ｔ Ｙ Ｌ ＨＥ Ｓ Ｒ ＡＮＤ Ｅａｍ ） ０Ｇ Ｅ １ Ｌ Ｙ
文 章编 号 ： ２３２０ （０２０－１３ ） ０ ５—４９２ ０ ）２０ １４６
焦 炭 的 热 性 质 通 常 采 用 焦 炭 的 反 应 性 指 数
异 。一般以灰 中碱性氧化物 与酸性氧化物 的 “
比值为参数， 为碱性指数 。其 中比较完善 的是加 称
拿大 Ｐ ｃ 提出的碱 度指数（ Ｂ） ， ｒｅ ｉ ｒ ｔ 不过该指数仅 ａ
将 煤 中矿物质 分 为正催 化和 负催化 两 大类 ， 以分子 、
宝钢 焦炭 质 量预 测模 型
Ｉ．影响焦炭热性质 的因素
张 群。 ，昊信 慈 ，冯安祖 ，史美仁。
２００ ￣ ． 海 宝 山锕 铁 股 丹 公 司 ． 海 １０９ ２ 上 上 ２ １４ ０ ９０） 南 京工 业 大 学 ，江苏 南 京
摘
要： 根据 １ 单种煤和 ６ 个配煤方案在模拟焦炉 （Ｃ ９种 ４ Ｓ Ｏ炉） 的试验 ， 上 研究 了原料煤 性质 对焦炭热性 质的影
干熄焦工艺生产焦炭质量影响因素与解决控制方案
干熄焦工艺生产焦炭质量影响因素与解决控制方案一、焦炭质量对干熄焦工艺生产的影响1、挥发分：⑴、在焦炉制造过程中要求用焦挥发分必须小于 1.9%,因为挥发分在此过程中标志着焦炭的成熟度，较高较低都不利于生产过程。
⑵、如果挥发分的含量过高，可燃性气体的含量不符合标准并剧烈燃烧，是炉内的气体体积发生波动，容易产生浮焦现象。
⑶、如果空气的导入量，容易造成锅炉口和锅炉内的温度不平衡，减少锅炉的使用时间。
⑷、采取导入空气法和冲入氮气法结合使用，向系统内冲入适当的氮气，并将空气的导入开关开到小于百分之三十的程度。
这种方法在降低锅炉口温度的同时又避免了可燃气体冲击环形烟道，保证其正常的运行。
2、焦炭膨胀和收缩：⑴、结合对焦炭收缩膨胀的机理进行分析之后可以得到结论，冷却段的温度控制可以对循环风量大小有着接主导作用，如果冷却段温度异常增高或者降低，必定会导致透气性能、膨胀性能、以及循环风量受到很大的影响。
⑵、总之在干熄焦工艺的生产过程中一定要把握好这一性质，保证系统的稳定运行。
这也是对循环风量为何会跟随干熄炉的负荷量变化而改变这一问题的解答。
3、焦炭的粒径：⑴、焦炭块度的影响因素：①、焦炭的粒径变化受到了很多因素的影响，比如配煤比、结焦时间以及炼焦温度等。
②、提高炼焦的终止温度，可以提升焦炭的块度。
③、缩短结焦的时间，可以提升炼焦速度同时降低焦炭的块度。
⑵、焦炭平均粒度对干熄焦的影响：①、焦炭的平均粒度对干熄焦有重要的影响，平均粒度大，说明其透气性较好，方便气体循环，可以使焦炭在干熄炉中自然冷却。
②、平均粒度较小即表明其透气性较差，空气循环度较低，干熄炉受到较高的阻力作用，更容易使浮焦等产生，难以保持干熄炉的正常运转。
⑶、焦炭平均粒度的控制：①、干熄焦工艺将会对焦炭的粒径产生一定的影响，想要提升焦炭的平均粒度，可以利用块状物料孔隙连续堆积的原理；②、在填充不同的粒级材料的时候，将最大块状物当中的自由空间让小一点的块状物来填满，这样在干熄焦生产工艺当中可以降低粉焦的产生量，提升焦炭的平均粒度；③、也可以通过这种方法对平均粒度的值进行控制。
焦炭反应性及反应后热性质及其检测方法分析
焦炭反应性及反应后热性质及其检测方法分析作者：李娜来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第05期摘要：在对焦炭反应以及反应之后的强度进行模拟实验，在高炉内焦炭热性质之中存在的一系列问题进行分析的时候，提出了CRI以及反应后热性质的监测方式。
指标中涵盖了熔损反应，开始的温度、反应的速率、进行的速率以后的强度、反应之后进行热处理性以及热处理之后强度等，这几种都需要通过实验来进行研究和分析。
关键词：焦炭；反应性；反应后强度；高炉1 焦炭反应及反应后热性质的分析在上个世纪的六十年代，日本高炉通过剖析进行分析，焦炭在高炉内的裂化是分别发生在炉腰、炉腹的地方，也就是温度较高，在900-1300℃的软熔带地方。
炼铁的工作人员长期以来，都是经过这个部位的焦炭，被一定程度的进行了破坏，并且对于高炉的下部分以及死料堆的透液性，炉缸工作的状况进展是否顺利，对于高炉下方的影响情况等。
为了对高炉焦炭的抵抗熔损的破坏能力进行有效的评价，世界各个国家都开始进行了块焦或者粒焦的反应性以及反应之后强度的监测技术。
并且最广泛的就是在新日铁的块焦反应性以及反应之后的强度的测试。
有一些国家以及组织将这种方法制定成为了一种标准。
如ASTMD5341-99（2010）el，GB/T4000-2008，ISO18894： 2006等等。
冶金工作人员已经开始逐渐适应了CSR和CRI之间相对较好的负相关性，并且作为其分析以及对焦炭进行判断的方式，双料柱透气性、透液性，以及炉况顺利进展的影响依据。
炼焦工作人员也按照这种负相关性对炼焦技术进行改正。
但因为并没有合适的CRI和CSR和高炉的实际操作来进行非常明确的对应关系，很多的专家和学者对CRI和CSR的科學性都存在着质疑。
Lundgren和一些研究人员，分别对焦炭在新日铁实验的环境下以及在高炉中的实验，对其反应性及反应后的强度进行了研究，在分析的过程中发现了焦炭在实验高炉中的反应以及反应后的强度，有非常大的差异。
炼焦煤质量与焦炉加热制度对焦炭热性质的影响
高炉提 高喷 吹煤粉 量是 降低炼 铁 成本 的重要 举
１ ． 试 验 方 法 ２
措 ．高 炉喷煤 后 ．焦炭 在高 炉 内作 为支撑料 柱 的疏 松骨架 作用显 得尤 为重要 。焦炭 的反应 性 和反应 后 强度是 考核 焦炭 质量 的重要 指标 ，为了进一 步 稳定
及提高 焦炭 质量 ．满足 高炉 冶炼及 提 高喷 吹煤粉 量
Ｒ ｎ Ｘ ｅａ Ｃ ｅｇＷｅ ｅｓａ ｏ ｅ ｕ ｙｎ ｈ ｎ ｉ ｉ ｎＩ ｎ＆Ｓｅｌ ｏ ａｙ Ｌｄ， ａｊ ｇ １０ ９ Ｃ ｉａ ｈ ｒ ｔ ｍｐｎ ，ｔ． ｎｉ ０ ３ ， ｈｎ） ｅＣ Ｎ ｎ２ Ｚ ａ ｇ ａ ｉ Ｚ ｅｇ Ｍｉｇｏｇ （ｎ ｕ Ｕ ｉ ｒｔ ｏＴ ｃｎｌｇ， ｓａ ４ ０２ Ｃ ｉａ ｈ ｎ ｉｎ ｈｎ ｎｄ ｎ Ａ ｈ ｉ ｎｖ ｓｙ ｆ ｅｈ ｏｏｙ Ｍａａ ｈｎ ３ ０ ， ｈｎ） Ｄ ｌ ｅ ｉ ｎ ２
强度试 验设 备 ．该设备 能 自动控 制反应 的温度 和时 间 ，并可 以记 录失重 曲线 ，试验 结果准 确可 靠 。
１ 试 验 方 法
１１ 试 验 样 品 ．
２ 试 验 结 果 及讨 论
２１ 焦 炭反 应性及 反应 后强 度数据 ．
试 验样 品 是梅 山 １ 和 焦 炉 的生产 焦 炭 ，取
ｒａ ｔ ｎａ ｅｔｅｉ ｏ ｔｎ ｄ ｘ ｓ ｆ ｅｉ ｉｇｃ ｋ ｕ ｉ ， ｅｅａｅｍａ ｙｆｃｏｓｏ ｆ ｅ ｃｎ ｏ ｅｒ— ｅ ｃ ｏ ｒ ｉ ｈ ｍｐ ｒａ ｔｎ ｅ ｅ ｒ ｙｎ ｏ ｅｑ ａ ｔ ｔ ｒ ｒ ｎ ｔｒ ｆ ｎ ｕ ｎ ｉｇｃ ｋ ｉ ｏｖ ｆ ｌ ｙｈ ａ ｉｌ ｅ ａ ｆ ｔ ｎ ｔｅ ｇｈａｔｒｒａ ｔ ｎ ｂ ｓ ｄｏ ｅｐｏ ｕ ｔ ｎｄ ｔ ｏ Ｍｅｓ ａ ｏ ｃ ｆ ｙａ ｄｓｒｎ ｔ ｅ ｃｉ 。 ａ ｅ ｎｔ ｒｄ ｃｉ ａａｆ ｍ ｉｈ ｎＩ ｎ＆ Ｓｅ ｌ ｏ ａ ｙ ｔｉ ｉ ｉ ｆ ｅ ｏ ｈ ｏ ｒ ｒ ｔｅ ｍｐ ｎ ， ｈｓ Ｃ
影响焦炭热态性质的因素探讨
的分析 均按 照 国标方 法进行 。
标 均是 冷态性质 与成分 ，它们 已不再 能满 足 高炉生
产 的需要 。为此 ，提 出焦炭热 态性 质指标 ，通常采 用 焦炭 的反应性 （ Ｒ ）和反 应后 强度 （ Ｓ 。影 Ｃ Ｉ Ｃ Ｒ）
２ 试 验 结 果 与 讨 论
２１ 灰 分 对 热 性 质 影 响 ．
（ ）灰 分对焦 炭 的影 响分两 方面 ：一方 面 是灰 １ 分 中 的 ＳＯ 、脉石 等 颗粒 状 岩石 对 其影 响【；另一 ｉ： １ 方 面 是灰分 中 的碱 金属对 其影 响 ．见 图 １ 。
由 图 １ 以 看 出 ． 随 着 原 料 煤 中 灰 分 含 量 增 加 可
响焦炭 热性质 的因素很 多 ．也 很复 杂 ．目前 还没有
中图 分 ：Ａ
Ｆａ ｔ ｒＳｔ ｃ ｏ ｕｄｙｏ ｎ ｕ ｎｃｎ ｋｅＨ ｏ ｔ ｔ ｔ ｒ ｎＩ ｆ ｅ ｉ ｇ Ｃｏ ｔＳ ａ ｅＮａ ｕ ｅ ｌ
Ｚ ｅｇＭｉ ｄ ｎ Ｗａｇ ｉｏａ （ｎ ｕ Ｕ ｉｅｓｙ ｆ ｅｈ ｏ ｇ， ａ ａｓａ ４ ０ ２ Ｃ ｉａ ｈｎ ｎ ｏｇ ｇ ｎ ａｙｎ Ａ ｈｉ ｎｖｒｉ ｃ ｎｌ ｙ Ｍ ’ｎｈｎ ２ ３０ ， ｈｎ） Ｘ ｔ ｏＴ ｏ
（ 安徽 工 业大 学化学 与化工 学院 ，马鞍 山 ２ ３ ０ ） ４ ０ ２
摘 要 ：对 皖 北 ｌ ７种 煤样 进行 了性 质 分析 及 ４ ｋ ０ ｇ小 焦 炉 炼 焦 试 验 ，结 果 表 明 ，灰 分 中 的碱 性 氧 化 物对 焦炭 的溶
损 反 应起 着 正 催 化作 用 ，其 含 量 越 大 ，焦 炭 的 反应 性越 大 ；挥 发分 含 量 在 ２ ％～ ４ 、镜质 组 反 射 率 在 ｌ ～ ． ０ ２％ － １ ３ ８之
焦炭反应性与反应后强度的关系及其影响因素探讨
焦炭反应性与反应后强度的关系 及其影响因素探讨
钟声 1 沙泥亚木·阿不都热依木 2 (1 新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院,830011)
(2 乌鲁木齐质量技术检验检测研究院,830000)
摘要：焦炭热强度是反应焦炭热态性能的一项机械强度指 标，能够准确表现出焦炭在使用环境的温度和气氛下，同时经 受热应力和机械力时，抵抗磨损和破碎的能力，基于此本文将 对焦炭反应与反应后强度之间的关系及其影响因素进行探讨， 以期能够改善焦炭的热性能。
砂，只有明确并解决影响因素对焦炭反应性的干扰，才能改善
反应温 度/℃
CRI/%
CSR/%
反应温 度/℃
CRI/%
CSR/%
1090
28.3
58.5
1105
31.6
53.7
110030ຫໍສະໝຸດ 155.31110
35.6
51.4
3.2 碱金属 用于炼铁的焦炭本身含有的钾、钠等碱金属含量比较低，
一般小于 0.5%，对反应性能的影响并不明显，但是在高碱负荷 的高炉中，由于碱循环使得钾、钠的含量达到 3%左右，会明显 影响焦炭反应性。为此笔者将焦炭试样放在烘箱内烘烤 2 个小 时，再将其倒入烧杯中的 K2CO3 溶液中，浸泡 30 分钟后捞出，再 次放入烘箱中烘烤 2 个小时，烘干之后测定其 CRI、CSR，结果如 表 3 所示。从表格中的数据可以看出随着碱溶液浓度不断增 大，焦炭样品吸附的碱量也在不断增加，不加碱的焦炭反应后 的平均粒度比加间的焦炭大。而随着 CRI 值不断增加，焦炭的 裂纹粉化现象更加严重，严重影响焦炭质量，这是因为碱金属 在 焦 炭 反 应 过 程 中 起 到 了 催 化 作 用 ，其 反 应 式 为 C + CO2 = 2CO 。
焦炭反应性及反应后强度检测的影响因素分析
因， 从 而使焦炭 热性 能实验能够更 为准 确 … 。
２ 实验装置及方法简介
２ ． １ 实验装置
本研 究 采 用鞍 山热 能 研究 院研 制 生产 的 Ｋ Ｆ — ｌ Ｏ ０焦 炭
反 应 性 及 反 应后 强度 测 试 仪 ，电 炉丝 加 热 ，温 控 及 流量
表 １ 显示 ，实验过 程中 ，随着反应器升温速率的上升 ，
５ ５ ５
５ ３ １ ５１ ８
Ｃ ＲＩ ／ ％
２ ５ １ ２ ７ ８
ＣＳ Ｒ ／ ％
６ ２ １ ５ ９ ８
南表 ２可 以看 出，随着温 度的不 断 升高 ，焦炭 的反 应 性也不断增 大 ，而反应后强度 则不断减小 。进行反应性检测 时 ，应严格按 照国标规定 ，控制反应温度在 ｌ １ ０ ０ ％ ±５ ￣ Ｃ 范
３ 结果分析与讨论
于焦炭反应性及 反应后强度 的测试规范性强 ， 试验条件较难 ３ ． １ 升温速率的影响 掌握 ，测试误差较 大 ，因此提 高其测试结果 的准确性一直是 其他 条件 不变 的情况 下 ，改变 电炉 的升温 速率对 焦炭
业 内追求 的 目标 】 。本研 究着 重对 鞍山热 能研 究 院研制生 反应 性 和 反应 后 强 度 的影 响 的结 果 见 表 １ 。 产的 Ｋ Ｆ 一 １ ０ ０ 测 定装 置进行 了检测方法 的分析和焦炭热性 能 表 １ 升温速率对焦炭反应性和反应后强度的影 响 指 数相 关影 响因素的探讨 ，以找到测试结果 重现性较差 的原
按照 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ４ ０ ０ ０ — ２ ０ ０ ８的规 定制 样并 进 行试 验 ，在 其 他 应初期 ，焦炭 内部 温度并未达到 １ １ ｏ ０ ℃， 且升温速率越大 ， 反 应 初 期 焦 炭 内部 在 １ １ ０ ０ ℃以下 的反应 时间越长 ＿ ３ Ｉ ， 导 致 焦炭反应性越小。因此 在对 同一批焦炭试样进行检测时 ，保 持升温速率的一致性是 非常重要 的。
结焦时间对焦炭热强度的影响研究
结焦时间对焦炭热强度的影响研究冯㊀文㊀平(孝义市鹏飞实业有限公司,山西孝义㊀032300)摘㊀要:依据入炉煤的理化指标㊁镜质体反射率分布等煤岩分析结果所制定的试验入炉煤配煤方案进行相应的工业实验,根据试验炉的装煤高度㊁实际结焦时间㊁试验期间焦炉横排温度测试结果,通过对不同结焦时间下焦炭热强度波动规律的分析,探讨同一配比入炉煤焦炭热性能指标随结焦时间变化的影响因素,总结其主要影响因子及影响范围,优化不同炼焦条件下的配比方案以降低生产成本㊂研究表明:在焦炉热工操作和配煤方案稳定的基础上,焦炭热强度随着结焦时间的延长而存在规律性变化,适当延长结焦时间可明显改善焦炭的热性质,可考虑通过延长结焦时间㊁适当降低入炉煤工艺指标以降低配煤成本;即对于改善焦炭的热性质,30h~32h为较理想的结焦时间㊂关键词:焦炭热强度;结焦时间;配煤方案;入炉煤;焦炉横排温度中图分类号:T Q52㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1007-7677(2018)05-0015-04R e s e a r c ho nh o wt h e c o k i n g t i m e a f f e c t e d t h e c o k e t h e r m a l s t r e n g t hF E NG W e n-p i n g(X i a o y iP e n g f e i I n d u s t r i a lC o r p o r a t i o nL t d.,X i a o y i㊀032300,C h i n a)A b s t r a c t:A c c o r d i n g t ot h ec o a l p e t r o g r a p h y a n a l y z i n g r e s u l t so f p h y s i c a l a n dc h e m i c a l i n d i c a t o r so fc o a l a sf i r e da n dv i t r i n i t e r e f l e c t i v i t y d i s t r i b u t i o n,t h e c o a l b l e n d i n gp l a n o f c o a l a s f i r e dw a s f o r m u l a t e d,a n d t h e i n d u s t r y e x p e r i m e n tw a s d o n e,a c c o r d i n g t o t h ec o a l l o a d i n g h e i g h t,a c t u a lc o k i n g t i m e,t e s t i n g r e s u l t so fc o k eo v e n h o r i z o n t a lt e m p e r a t u r ei ne x p e r i m e n t a l p e r i o d, t h r o u g ha n a l y s i so nc o k et h e r m a ls t r e n g t hf l u c t u a t i o nl a w u n d e rd i f f e r e n tc o k i n g d u r a t i o n s,t h ei n f l u e n c i n g f a c t o r so fc o k i n g t h e r m a l p e r f o r m a n c e c h a n g i n g w i t hc o k i n g t i m e i n t h e s a m eb l e n d i n g r a t i oo f c o a l a s f i r e dw e r ed i s c u s s e d,t h em a i n f a c t o r s a n d i n f l u e n c i n g r a n g e w e r ec o n c l u d e d,t h eb l e n d i n g p l a n o fd i f f e r e n tc o k i n g c o n d i t i o n s w a so p t i m i z e d,w h i c hc o u l dr e d u c et h e p r o d u c t i o n c o s t.T h e r e s e a r c hs h o w e d t h a t:o n t h eb a s i s o f c o k e o v e n t h e r m a l o p e r a t i o na n d s t a b l e c o a l b l e n d i n gp l a n,t h e c o k e t h e r m a l s t r e n g t hh a s r e g u l a r c h a n g e l a w w i t ht h ee x t e n d i n g o f c o k i n g d u r a t i o n,t h es u i t a b l ee x t e n d i n g o f c o k i n g d u r a t i o nc o u l d i m p r o v e t h e t h e r m a l p r o p e r t y o f c o k eo b v i o u s l y,t h ee x t e n d i n g o f c o k i n g t i m ea n dr e d u c i n g o f c o a l a s f i r e d p a r a m e t e r c o u l db ec o n s ide r e d t o r e d u c e t h e c o a l b l e n d i n g c o s t;f o r i m p r o v i ng th e t h e r m a l p r o p e r t y o f c o k e,30h-32hc o u l db e t h ei d e a l c o k i n gd u r a t i o n.K e y w o r d s:c o k e t h e r m a l s t r e n g t h;c o k i n g t i m e;c o a l b l e n d i n g s c h e m e;c o a l a s f i r e d;c o k e o v e nh o r i z o n t a l t e m p e r a t u r e1㊀概㊀㊀述在入炉煤性质较稳定的情况下,焦炭质量指标应相对稳定㊂但在生产实践中配煤比相对稳定的情况下常会出现由于一些主观或客观因素所造成的入炉煤质量不稳定状况,尤其其热强度波动较大,单纯依靠焦炭工业分析等指标难以解决该现象㊂为此结合结焦时间对焦炭热强度及焦炭质量的影响研究[1-9],以下进行相应的工业实验,通过对不同结焦时间下焦炭热强度波动规律的分析,总结其主要影响因子及影响范围,优化不同炼焦条件下的配比方案以降低生产成本㊂2㊀实验方法(1)选取鹏飞1号焦炉为实验焦炉,实验配比为第129号3级焦配煤方案㊂(2)在入炉煤配比相同的情况下改变结焦时间,采集生产样品并分别进行热态性质测试㊂其中,前24h采取日常的加热制度,之后转入焖炉状态㊂(3)对于选取的试验焦炉,记录其炉号及装炉㊁出炉时间,计算实际结焦时间㊂(4)对上述试验数据进行分析㊁整理计算㊂实验焦炉炉型为J N D X3-6.25-Ⅱ双联火道㊁废气循环,焦炉煤气下喷式捣固焦炉㊂焦炉主要参数见表1㊂3㊀结果与讨论3.1㊀实验所采用的配煤方案试验入炉煤的配煤方案(129号)见表2,入炉煤理化指标和煤岩分析结果分别见表3㊁表4㊂其中,51第5期煤质技术2018年9月煤岩分析利用B R I C C -M 煤岩图像分析系统完成,入炉煤镜质体反射率分布直方图如图1所示㊂图1㊀入炉煤镜质体反射率分布直方图㊀㊀上述煤源,除长焰煤产地在陕西榆林外,其他煤均来自山西吕梁及周边区域㊂表1㊀试验焦炉炉体主要参数序号参数数值1炭化室全长/mm 170002炭化室有效长/mm 161303炭化室全高/mm 61704炭化室平均宽/mm 5305炭化室锥度/mm206炭化室中心距/mm 15007炭化室有效容积/m351.48立火道中心距/mm 4809加热水平/mm 77510炉顶坡度/mm50表2㊀试验入炉煤配煤方案煤种气煤低硫肥混煤中硫焦混煤低硫长焰煤中硫焦煤高硫焦煤1/3焦煤低硫焦煤(A 12.5)高硫肥煤低硫焦煤低硫瘦焦煤低硫肥煤低硫肥混煤12.5方案比例12.512.512.512.512.57.57.57.52.52.55.02.52.5实际比例12.1013.3010.6013.1014.706.907.324.892.444.894.882.442.44表3㊀入炉煤煤质指标理化指标A d /%V d a f /%S t,d /%G R .I Y /mmX /mm奥阿膨胀度T 1/ħT 2/ħT 3/ħa /%b /%膨胀类型吉氏流动度初始软化温度/ħ最大流动温度/ħ最后流动温度/ħ固化温度/ħ塑性区间/ħ最大流动度/d d p m 10.3427.931.107816.034.537541342419-10负膨胀4224554834866423㊀㊀注:T 1为软化温度/ħ,为开始膨胀温度T 2/ħ,为固化温度T 3/ħ,为最大收缩度a/%,为最大膨胀度b /%㊂表4㊀入炉煤煤岩分析镜质体随机反射率(R r a n )测定结果平均值/%R m a x /%标准差变异系数最小值/%最大值/%总测点数1.0851.1550.3180.2930.4521.84839604范围0.4~0.50.5~0.60.6~0.70.7~0.80.8~0.90.9~1.01.0~1.11.1~1.21.2~1.31.3~1.41.4~1.51.5~1.61.6~1.71.7~1.81.8~1.9百分比0.515.844.1014.309.585.958.2714.9012.956.964.814.863.133.650.19岩相结果镜质组/%惰质组/%壳质组/%矿物/%活惰比强度指数S I 组分平衡指数C B I55.738.92.62.81.3986.191.26㊀㊀按照笔者对公司日常生产的经验预测,上述配煤方案在正常生产条件下焦炭热强度C S R 为63.5%㊂3.2㊀炼焦工业试验及焦炉工况试验炉号及其装煤高度㊁实际结焦时间等参数见表5,试验期间焦炉横排温度测试结果见表6㊂由表5㊁表6可看出,焦炉热工操作总体上较为稳定,测量温度未加下降值㊂3.3㊀结焦时间对焦炭热性能的影响工业试验获得的各炉号生产焦炭检测结果详见表7㊂同一配比入炉煤不同结焦时间下所获焦炭的热性能变化曲线如图2所示㊂由表7和图2可知,随结焦时间延长,焦炭的挥发分无明显差异,表明焦炭的成熟程度接近,即在结焦时间达24h 以上时,焦炭已经成熟,同时焦炭的灰分㊁硫分等无显61第5期煤质技术2018年9月著变化,但焦炭的热反应性和反应后强度值随着结焦时间的增加得到显著改善㊂当结焦时间延长至30h~32h后,焦炭的热反应性和反应后强度性能达到顶峰,而后又略呈下降趋势,但变化较平稳㊂由此表明,对于改善焦炭热性质,30h~32h为较理想的结焦时间,继续延长结焦时间已无意义㊂表5㊀历次工业试验装煤出焦时间等参数选定结焦时间/h选定炉号计划推焦日期计划推焦时间实际推焦时间实际装煤日期实际装煤时间实际结焦时间装煤高度/m 241706-0322:5422:5506-0222:5424:015.9 242206-0323:0823:0806-0223:0624:025.9 262706-0401:2501:2706-0223:2426:035.9 263206-0401:3901:4206-0223:3726:055.9 285106-0411:1011:1806-0307:0528:135.9 28360-0411:2411:3406-0307:2428:105.9 30806-0413:3813:3906-0307:3630:035.9 301306-0413:5213:5206-0307:4930:035.9 321806-0416:0616:1006-0308:0432:065.9 322306-0416:4616:4806-0308:4632:025.9 342806-0419:0019:3706-0309:0034:375.9 343306-0419:2219:5006-0309:2234:285.9 363806-0422:4523:0106-0310:4436:035.9 364306-0422:5923:1606-0310:5936:025.9表6㊀焦炉横排温度测试结果ħ燃烧室立火1271314242526303132484950515253平均1129013101310128012701290130012701260125012801210123012401260126012501268 2134013201320128013201310132013201270128013101340134012701300126012801305 3136013501340132013501330132013501310130013701350136013601290131012801332 4135013601340133013601320132013501320131013701370137013401340132013101340 5136013601350134013501350131013501320133013701350135013501340133013101342 6136013601340133013601340136013401340132013501370135013501330133013201344 7138013601350132013501350131013401340132013601360135013501340133013201343 8138013601320132013701330133013301340132013501370135013501330133013201341 9137013401340133013401340134013401330133013601350134013401330133013201339 10136013501330132013701320134013401340132013601350136013401320133013101339 11136013401330133013601350133013401340133013601340133013401340133013201339 12137013501330132013701340133013501340132013601340131013501320133013201339 13137013501340134013701350133013401330132013601330133013501340133013201342 14136013601320133013601340134013301330130013601330132013601330132013201337 15137013601340133013701350134013501320132013501330133013601330134013301343 16135013601330132013601340134013501330131013601350131013601340135013101340 17135013601330133013701340134013501320133013501340133013701340135013101342 18135013501320132013601330135013301340133013401350133013601330135013201339 19134013501320133013701320135013401350132013501350134013601330135013401342 20136013501320134013501350135013501330131013601320134013501340134013201340 21135013601320133013701330135013301350132013501350134013601330134013201342 22135013601330134013601340135013301330132013701370134013501330134013101342 23135013501330133013601330135013201340132013601350132013501320133013101337 2413501350134013401350134013501340132013101360133013201330133013201310133571第5期煤质技术2018年9月(续㊀表)燃烧室立火1271314242526303132484950515253平均25136013501330133013601350136013301330131013501360132013401330132013001337261350135013401340136013501350133013101310137013501320133013101340130013362713601350133013201350134013601340134013101360134013201330132013301300133628135013501330134013601350134013401320131013701320132013301320133013101335291360135013301330136013401340134013301300134013301310133013101310129013303013501350133013501360135013301340132013001350133013201330132013101290133231136013601330134013701360135013401320127012901340131013401320130012801329321360134013301330135013701320134013001270127013201270131013101300127013163313101330127012801300133013001300126012001200122011801270125012301210126234124012801220125012501240122012701170113011301200117012401240120011801213㊀㊀注:机侧㊁焦侧的标准火道平均温度均为1370ħ㊂表7㊀试验焦炭理化指标结焦时间/hM t /%M a d /%S t ,d /%A d /%V d a f /%反应性C R I /%反应后强度C S R /%248.60.160.9413.421.3931.161.7268.80.140.9813.731.5028.663.32810.40.200.9313.501.2825.566.5308.40.100.9513.671.3421.872.33213.40.150.8713.461.2221.172.73410.00.100.9013.711.242269.53610.60.100.8913.541.3123.468.1图2㊀同一配比入炉煤焦炭热性能指标随结焦时间变化图㊀㊀根据以往生产经验的预测结果,对25h ~28h结焦时间下获得的焦炭预测结果较准确,但延长结焦时间后的预测结果与实测结果相差较明显㊂4㊀结㊀㊀论(1)在焦炉热工操作和配煤方案稳定的基础上,焦炭热强度随着结焦时间的延长而存在规律性变化,适当延长结焦时间可明显改善焦炭的热性质㊂(2)在目前焦化生产受限的情况下,可考虑通过延长结焦时间㊁适当降低入炉煤工艺指标来降低配煤成本,达到同样的焦炭质量㊂参考文献:[1]㊀张文成,时㊀建,陆永亮.焦炉生产初期焦炭强度研究[J ].梅山科技,2008(4):54-57.[2]㊀张文成,陆永亮.结焦时间对冶金焦质量影响[J ].梅山科技,2006(4):16-20.[3]㊀苗金风,张胜利.5.5m 捣固焦炉结焦时间对焦炭质量的影响[J ].燃料与化工,2012,43(6):12-14.[4]㊀张文成.结焦时间变化对焦炭质量影响的试验研究[J ].梅山科技,2014(6):36-38.[5]㊀余国普,程乐意,曹银平.浅析焦炭热强度的影响因素[J ].燃料与化工,2012,43(1):32-33.[6]㊀张文成.焦炭热强度影响因素的研究[J ].梅山科技,2007(3):37-40.[7]㊀李维忠.结焦时间对焦炭质量影响的试验研究[J ].山东冶金,2005,27(S 1):122-123.[8]㊀马㊀岩.结焦时间及入炉煤的粘结性对焦炭性能的影响[J ].机械管理开发,2007(3):66-67.[9]㊀范国光.提高焦炭热强度稳定率的方法[J ].煤化工,2013,41(4):41-43.㊀㊀作者简介:冯文平(1977-),男,山西孝义人,工程师,目前从事焦化技术研究工作㊂㊀(收稿日期:2018-08-10)81第5期煤质技术2018年9月。
对焦炭热性质的相关影响因素分析
３ 关 于矿 物质 对 焦炭 热性质 的影 响
随着高炉锻冶的技术被不断深化， 人们对焦炭在高炉反应 中热性质 的 变化有着更透彻的了解 ， 矿物质在炉降解反应中的作用越来越被重视 。 矿物质对焦炭在高炉 反应 中产生的作用主要从两个方面形成 的： ① 矿物质在高炉反应 中通过对焦炭 在溶损反应中进行催化 ， 加快焦炭 的溶 损速度， 降低 了焦炭在反应之 后强度 。⑦ 通过矿物质直接与焦炭发生作 用。在高炉反应中矿物质主要是 从两个 途径 中生成， 在焦炭 中本身直接 含有或者 是在高炉锻 冶的过程 中高温 作用下所含 杂质发生化 学作用而
４ ． １ 焦炭 子 Ｌ 壁 的 光学 组织 结构 特 征
焦炭 在高炉反应 中， 与二氧化 碳发生反应时 ， 在焦炭 的显微特 征中， 作为光学组织结构的各 向同性 、 丝质和破 片。粗粒 中粒和细粒镶嵌、 不完 全 纤维与完全纤维、 片状和基础 各 向异性等显微分组有着不 同程度 的影
响。
３ ． １煤炭 中的矿物质对焦炭热性质的影响
焦炭 中本 身蕴含 的矿物质是来 自 于煤 ， 焦炭 自带的矿物 质可以在溶 损反应 中起 到一个催化作用 ， 加速整个溶损 反应 的过程。焦炭中矿物质 的溶损 反应起催 化作用主要是 由于煤 中含有 的碱金属 、 碱 土金属 、 过渡 金属 。在经过科学考证， 石英等矿 物质对焦 炭的溶损反应不起作用， 而刚 玉金红石 等结构的矿物质在高炉反应 中可 以使焦炭的结构发生改变 ， 但 是对这个热性质几乎毫无影响 。 在高炉反应 中， 钙、 镁等矿物元素能使催 化反应有着 明显的变化 ， 这些元素促发 的效果使整个高炉反应中焦炭的 反应性变大 ， 降低 了热反应强度 。
３ ． ２ 高 炉 内的 矿 物 质 的 作 用
影响焦炭质量的因素有哪些？
影响焦炭质量的主要因素有炼焦煤的性质以及炼焦工艺。
炼焦煤的性质直接决定了焦炭质量好坏，它不只是对焦炭的灰分、硫分等化学组份含量产生一定的影响，更关键的是它影响了焦炭的冷态强度和热态强度。
当然，炼焦工艺在一定程度上也会影响焦炭的质量。
一、炼焦煤的性质对焦炭质量的影响对焦炭质量产生影响不仅仅是炼焦煤的黏结性和结焦性，还与炼焦煤的变质程度以及灰分相关。
炼焦煤变质程度干燥无灰基挥发分(V d a f)和镜质组平均最大反射率(R m a x)是评价煤变质程度的重要参数，其高低都会对生产出来的焦炭产生一些影响。
如配合煤的V da f 过高，在热解过程中生成的胶质体膨胀度大，所炼焦炭的裂纹比较多，气孔率大，会使焦炭的冷态强度和热态强度降低，但配合煤的V d a f过低，会导致所炼焦炭不易推出，且产品附加值不高。
此外，有研究表明，单一炼焦煤镜质组平均最大反射率R m a x与所炼焦炭的反应性具有一定相关性，当R m a x处于1.3%~1.5%之间，所炼焦炭质量较好，实验还表明配合煤的挥发分、黏结性、R max等在一定范围内，且镜质组反射率有一个良好的正态分布，方差较小，则生产出来的焦炭冷态强度比较好，反之亦然。
炼焦煤的灰分煤的灰分是指煤在高温环境下，经过一系列复杂的化学反应，煤中矿物质转化为金属化合物。
灰分作为炼焦煤中的杂质，并不会在炼焦过程中消失，会几乎全部被所炼焦炭继承。
一般来说，焦炭灰分的提高直接使高炉工业生产的焦比升高，从而降低了钢铁生产产量。
有研究学者发现不同变质程度煤灰分的降低对自身黏结性和所炼焦炭质量的改善程度不同，黏结性好的煤灰分降低，自身黏结性变化不大，所炼焦炭的冷态强度和热态强度也未发生什么明显变化。
但当黏结性较差的煤灰分降低时，自身的黏结性得到大幅度提高，所炼焦炭的冷态强度(M40、M10)和热态强度(CRI、CSR)在不同程度上得到了提升。
二、炼焦工艺对焦炭质量的影响目前比较先进的炼焦工艺有干法熄焦、捣固炼焦、配型煤工艺技术以及煤调湿（CMC）技术，每种炼焦工艺都有着各自的长处和短处。
焦炭热态性质
影响焦炭热态性质的因素探讨郑明东王晓燕（安徽工业大学化学与化工学院，马鞍山243002)随着科学技术的发展，人们对高炉生产过程的了解越来越详细，同时也对焦炭在高炉内的变化过程有了更加深入的了解。
传统的评价焦炭质量的指标均是冷态性质与成分，它们已不再能满足高炉生产的需要。
为此，提出焦炭热态性质指标，通常采用焦炭的反应性（CRI）和反应后强度（CSR）。
影响焦炭热性质的因素很多，也很复杂，目前还没有比较全面的解释。
本文从原煤性质方面来探讨这些因素与CRI、CSR的关系。
1 试验方法对皖北的17种煤样进行了工业分析、粘结性指标及灰成分组成分析等试验，并进行了4 0kg小焦炉炼焦试验，测定相应的焦炭各性质指标。
煤的Ad、Vdaf、G、Y、Std、M40、M10、CRI、CSR的分析均按照国标方法进行。
2 试验结果与讨论2.1 灰分对热性质的影响(1) 灰分对焦炭的影响可分为两方面，一方面是灰分中的SiO2、脉石等颗粒状岩石的影响；另一方面是灰分中的碱金属的影响，见图1。
由图l可看出，随着原料煤中灰分含量增加，焦炭的CO2反应性变大，反应后的强度变小。
这是由于灰分中SiO2等颗粒状的岩石在高温下的热膨胀性与焦炭不同，导致以它们为中心产生放射性裂纹，使得焦炭与CO2接触面变大，加快反应速度。
(2) 灰分中的矿物质即是指煤中矿物质的氧化物，它包括酸性氧化物和碱性氧化物。
矿物质对焦炭在高炉内降解是通过以下两条途径实现的，一是通过对溶损反应的催化作用，使焦炭溶损反应加剧，反应后强度降低；另一条途径是矿物质可以直接与碳作用，如高炉内的直接还原反应，TiC形成，钾、钠的层间化合物形成等。
矿物质是指煤中矿物质的氧化物，对焦炭的碳溶反应有催化作用，它包括酸性氧化物、碱性氧化物的盐类。
考虑全部的酸、碱成分后的校正酸碱指数MBI*为：MBI*＝(Na2O+K2O+CaO+MgO+Fe2O3+TiO2+MnO)/(SiO2+A12O3+P2O5) （1）由图2可知，当碱度指数增大时，焦炭的CO2反应性也增大，而焦炭的反应后强度逐渐降低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
法与日本新 日铁相同， 应用的是块焦测定法 ， 都是使实验 室条件更 接 近高 炉情况。即在 ｌ０ ｏ １０Ｃ恒定 温度 下用 纯 Ｃ 与直 径 ２ ｍ 块 Ｏ ０ｍ
焦 反 应 ， 应 气 流 量 ５ ／ ｉ， 应 时 间 为 反 Ｌ ｒｎ 反 ａ １０ ｉ， 样 重 ２０ ， 反 应 后 失 重 百 分 数 ２ ｒｎ 试 ａ ０ｇ 以 作 为反 应性 指 数 （ Ｒ ） Ｃ Ｉ 。反 应 后 的焦 炭 在直 径 １０ ｍ、 ７０ ｍ 的 Ｉ型转 鼓 中 以 ２ ３ ｒ 长 ０ｒ ａ ａ ０转／
炭粉 化 是 造成 炉 内透 气 性 、 液 性 恶 化 的根 透 源 。这 种情 况 在 大 喷 煤 条 件 下 更 为 严 重 ， 因 为大 喷煤 后 ， 风 口回旋 区煤粉 大量 燃烧 ， 在 造 成 风 口 内气 氛 中 Ｏ 相 对 缺 乏 ， 炭 燃 烧 减 焦 少， 而溶 损反 应 量 大大增 加且 停 留 时间延 长 。 因此 ， 同质 量 的焦 炭 用 于 高 炉 大 喷 煤 条 件 相 的冶 炼 时 ， 炭 的粉 化大 大增 加 。 焦 焦炭 在 高炉 下部 粉 化 的本 质 是焦 炭在 高
维普资讯
焦炭热性质影 响 因素分析研 究
技 术 中心
摘
彭陈 辉
要
焦 炭与 ｃ ２ ０ 的溶损反应是焦 炭在 高炉 下部 粉化 的根本原 因 ， 反应 性 和反应 后 强 度是 其
焦炭 热性 质的重要指标 。影 响焦炭热性质 的主要 因素是煤 的变质 程度 、 粘结 性 、 分 以及 煤 灰
通 过 国 内外 广 泛 的 研 究 剖 析 ， 致 认 为 一 煤 中的灰分 是独 立 于煤 化 度决 定焦 炭 热性 质 的一个 独立 变量 。 煤 中 的 无 机 组 分 ， 即煤 灰
成 分 中的矿 物质 在炼 焦 过程 中全部 转化 到焦
４ １ １１ 单 种 煤 变 质 程 度 与焦 炭 热 性 质 的 ．． ．
全 部转 入焦 炭 。高灰 煤 炼焦 形成 的裂纹 中心
多， 焦炭开口与 隐形裂纹增 多。由于焦质 与
灰分 的热 膨胀 性不 同 ， 在冶 炼 过 程 中 ， 炭沿 焦 灰周 围产 生并 扩 大裂 纹 ， 焦 炭碎 裂 或粉 化 ， 使
加剧 了焦炭的反应性 ， 降低 了反应后强度。 ４ １１４ 单 种煤 灰成 分 与热 性 质 的关 系 ．．．
关 系
不 同变 质程 度 的煤 炼 制 的焦 炭 ， 反 应 其 性有 很 大 的差 别 。在 烟 煤 范 围 内 ， 变 质 程 低 度 所 得焦 炭 常 有 较 高 的 反应 性 ， 着 变 质 程 随
化反应以及碱金属的侵蚀作用 引起 的， 物理 性 劣化则 是 由风 口回旋 区 的机 械磨 损 以及 高 温 热力 的作用 造 成 的 。 由于化 学侵 蚀是 焦炭
劣化 的根 本原 因 ， 以 当前 的炼 铁 、 所 炼焦 工作 者 都把焦炭 与 Ｃ ２ ｏ 的反应 性 （ ｅ ） ｔａ 和反应后 强 度（ｓ ） ｃ ｎ 作为评价焦炭高 温性能 的重要指标 。
中矿物质 等。除此 以外 ， 炼焦工艺条件及 焦炭的微观结 构类 型也对焦炭热性 质产生影 响。 目
前 国内外 大型钢铁联合企业都 根据 自己的实际情况选择控 制焦 炭热性 质的方法 ， 建立 热性质
预测模型 ， 从而 准确控 制焦炭热性质 。
１ 前言
随 着 高 炉 大 型 化 和 富 氧 喷 煤 技 术 的 发 展 ， 炭 在 高炉 内的骨 架作 用显 得尤 为突 出 ， 焦 良好 的 焦炭 强 度 是 高 炉 炉 况 稳 定 、 产 低 耗 高
是 影 响反应 后强 度 的主要 因素之 一 。
３ ・ ０
维普资讯
４ 影 响焦炭 热性 质 的因素
影 响焦 炭反 应 性 的 因 素 较 多 ， 要 受 煤 主
质、 炼焦 工 艺 条件 、 炭结 构等 因素 影 响 。 焦 ４ １ 原 料 煤性 质对 Ｃ Ｉ Ｃ Ｒ的影 响 ． Ｒ和 Ｓ ４ １ １ 单种 煤性 质 对 Ｃ Ｉ Ｃ Ｒ的 影 响 ．． Ｒ和 Ｓ
的重要前提 。传统的焦炭冷强度指标 已不足
以反 映焦 炭 在 大 型 高 炉 中的 这 一 作 用 ， 炭 焦 的热 性质 越来 越 受 到重 视 。这就 促使 炼 焦工 作 者 对 焦 炭 热 性 质 进 行 全 面深 入 的 分 析 研
３ 焦炭热性质 的测定 方法
焦 炭 与 Ｃ 反 应 性 测 定 方 法 因 目的不 Ｏ 同而不 同 ， 般 有 块 焦测 定 法 、 焦 测 定 法 、 一 粒
化 学 劣化 主要 是 由直接 还 原 区 内炭 的气
・
ＣＩ Ｒ 反应了焦炭抵抗 Ｃ Ｏ 侵蚀的化学性 质 ，Ｓ Ｃ Ｒ则是结合 了 Ｃ Ｉ Ｒ 和焦炭基体强度两 方 的因素， 是化学和物理性质 的集合反应 。 Ｃ Ｉ Ｃ Ｒ存在 良好 的相关关 系， Ｒ和 Ｓ 一般情况 下 Ｃ Ｒ随 Ｃ Ｉ 大 而减小 ， 明 焦炭 反应 性 Ｓ Ｒ增 说
ｍｎ的速度 转动 ６ ０转 ， ｉ Ｏ 以大 于 １ｒ 筛上 ０ｍ ａ 物 与人鼓 式样 总 重 的百分 数 作 为反应 后 强度
（Ｓ 。 Ｃ Ｒ）
温下的 自身变化及经受高炉环境下的各种物 理、 化学作用 ， 使焦炭微裂纹扩展 ， 气孔 率增 加， 气孔壁变薄 ， 强度削弱 ， 而在料柱 的压 从 力和风 口动能的作用下粉碎的综合表现。
Ｘ射线 衍射 法 和热 重法 四种 。
ห้องสมุดไป่ตู้
究， 寻找改善热性能 的途径和控制方法 ， 最终 指 导 配煤 炼焦 生 产 ， 提高 焦炭 质量 ， 善炼 铁 改 经济技术指标 。
我 国 国家标 准规 定 的焦 炭 热性 质测 定方
２ 焦 炭在高炉 中劣化原 因分析
大量研究…表 明， 高炉炉腹 以下部位焦