工业炉窑用高强度型煤黏结剂组分的优化研究
65-原料-型煤与粘合剂性能浅谈
型煤与粘合剂性能浅谈吴正祥河南省·洛阳国奥重工机械有限公司在利用粉煤冷压、中低压成型技术中，粘合剂技术是至关重要的。
粘合剂的质量是型煤质量的重要保证，直接关系到工业煤气炉及工业炉窑的燃烧、炉况及发气量。
因此，粘合剂的选择与研究就显得特别重要。
型煤粘合剂就是通过一种能够将粉煤不同粒度的分子使其互相粘联的一种介质。
这种介质不但需要将煤分子相互粘联，且要通过粘合机械压力成型的型煤具有一定的冷强度和热强度。
粘合剂对工业型煤要具有以下几个性能要求：1 冷强度经粘结、成型、烘干的型煤（球、棒）在入炉前要具有一定的冷强度。
型煤的冷强度除了满足一般运输不至损坏外，对入炉后煤球厚度重量的负载也有直接关系。
一般工业煤气炉在燃烧制气过程中，煤作为原料在炉内大致作为三层运动：最下层是燃烧层，中间为发气层，最上端为布料层。
在制气过程中，型煤（球、棒）还要受压缩空气及蒸汽的冲击，加上炉内煤的总重。
所以经粘合剂粘合的型煤一定要具有一定的耐负荷力（抗压强度），这种耐负荷力则将通过一定的冷强度来保证。
冷强度的耐负荷力（抗压强度）来自于粘合剂的粘合指数与型煤内部的密实度。
其中煤团的粘合指数来自于粘合剂的材料、含量的配比及粘合剂的加工工艺；型煤的密度大部分取决于机械设备的配置及成型压力。
型煤的冷强度不够，在工业生产应用中，炉中型煤未经正常气化，因耐负荷力（抗压强度）不够而碎裂，造成塌炉。
或因碎裂经压缩空气、蒸汽的冲刷造成带出物增加，即浪费了生产原料，又易因带出物的过多堵塞气嘴，从而影响炉况正常运转与制气。
目前，从国内用粘合剂制作的型煤冷强度在不同规格煤气炉应用的结果来看，粘合指数合乎要求的粘合剂制作出的型煤（球、棒），其冷强度经烘干或晾晒后的干球强度在静压状态下，个/球抗压强度要达到65～95kg方能满足工业煤气炉使用。
2 热强度在工业锅炉、工业炉窑以及煤气炉的燃烧过程中，型煤（球、棒）的热强度也是一项关键指标。
在950～1250℃的温度下，煤团的熔流点对炉具的正常运转影响十分明显，锅炉、工业炉窑在燃烧过程中，要求煤团开化而不散，从而促使燃烧完全或提高煤团的气化率或助燃。
型煤粘结剂的制作方法及型煤工艺[发明专利]
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专利名称：型煤粘结剂的制作方法及型煤工艺专利类型：发明专利
发明人：乔凌星
申请号：CN86108971
申请日：19861004
公开号：CN86108971A
公开日：
19870923
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：型煤粘结剂的制作是采用造纸废液，腐植酸、苯酚渣、糠醛泥或甲醛为原料而制成的。
利用此粘结剂制备的型煤强度高，抗压强度达80～100kg/单球，耐水性好，在40℃水中连续浸泡168小时可松散变形。
制作成本低，有利于露天存放或长途运输。
适用于民用和工业窑炉的燃料，此粘结剂的添加量为10％，制此粘结剂所用原料资源广，并取得了化废为利变废为宝的效果。
申请人：乔凌星
地址：山西省太原市康宁巷4号
国籍：CN
代理机构：太原专利事务所
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高强度焦粉粘合剂如何节约成本及其制造方法
高强度焦粉粘合剂如何节约成本及其制造方法该粘合剂是一种新型焦炭粉粘合剂产品,使用功用不多,强度高,热稳定性好,而且在各种窑炉中使用,不爆裂,不结疤,熄灭性好,使用性能根本近似于焦碳;焦碳是以后极为重要的工业资源,普遍应用于冶金,化工等范畴,但是焦炭在破焦和运输、使用进程中会发生少量的粉末,据悉发生的胶粉每年占焦碳的20%左右;这些焦粉大部分用于电煤或蜂窝煤使用,另一部分则被乱堆乱放,这既糜费了资源,又对环境造成了污染;随着焦炭需求量的日益增长,和焦炭资源炼焦煤的日益增加,如何把焦粉充沛有效应用,从而实现更大的价值不得不令人关注;传统的生产型焦粘结剂种类很多,但主要有沥青和腐植酸等两大类;前者生产型焦,效果佳需碳化,但投资多,工艺复杂；后者本钱低,无污染,工艺复杂,但型焦无法在各种窑炉中使用;而该技术生产的型焦,热强度接近于焦炭,完全可用于冶炼、铸造、化工等行业;并且其生产工艺复杂,本钱低,生产进程中,无需加热、碳化,真正地实现了环保、节能;与碳化沥青和腐植酸等技术相比具有分明优势：一、热态强度高:该技术使用普通压球机,冷强度一般可达130公斤～160公斤/球,若是更高则可达200--250公斤/球；热强度一般65--100公斤/球,耐低温在1200-1550度左右;而腐植酸等很难到达100公斤/球,热强度则是更低;二、灰分增加少：该粘结剂生产多型焦的固定碳,与原焦末固定碳相差1.5%-2%左右,保留了原焦末的质量指标,使型焦的质量与焦炭相差无几;而腐植酸一般增加灰分6%左右,做成的型焦,一般冶金不能使用;三、生产流程短：该粘合剂与焦粉按比例混合,充沛搅拌平均,经压球机挤压成型,然后烘干即为型焦产品,而用沥青粘结需经加热,成型,碳化等工艺才能成型焦,其型焦本钱比本技术高2--3倍;四、环保无污染：该技术生产型焦,从搅拌、成型到烘干或晾干入库,不会发生“三废”,做到了清洁生产;而用沥青碳化生产,从沥青加热、成型,到碳化、成焦熄焦发生少量污染,给环境和人身造成很大危害;。
粘结剂型煤
粘结剂型煤
粘结剂型煤是一种技术性能优良的高品质煤种，是一种经过特殊处理，能够提供明显的粘结作用的新型能源。
它的使用要求高温烧制，因此不仅可以用于冶金和炼铁，还可用于烤箱和发电炉，具有较好的热能保存效果。
粘结剂型煤由煤和粘结剂（也叫水和化合物）混合而成，具有较高的粘结强度，在高温下可形成一种坚固的固体，使煤更易于使用和有效利用。
粘结剂型煤具有更高的发热量，高温烧制可增加更多的热量，使烧结物块状、可节省煤炭消耗量，并可减少对烟囱的污染。
此外，粘结剂型煤可以有效减少粉尘，有效降低环境污染。
另外，粘结剂型煤具有良好的技术特性，可以有效改变煤粉和细粒煤的粘度，有效提高煤粉和细粒煤的发火活性，从而提高烧结物的质量，提高煤炭利用效率。
在目前，粘结剂型煤的发展受到国内外的高度关注，因为它不仅可以有效提高煤炭的质量，减少烟尘排放，而且能够有效改善能源结构，提高能源利用率，改善生态环境。
不仅如此，粘结剂型煤还可以提高煤炭活性、可燃性和可燃量，提高煤炭在烧结过程中的烧结性能。
总之，粘结剂型煤是一种重要的新型能源，它不仅可以提高煤炭的利用效率，减少烟尘污染，而且可以在烧结过程中提高煤的烧结性能，改善能源结构，改善生态环境。
但是，粘结剂型煤的生产技术尚未完全成熟，必须在今后的研究中将其进行完善和改进，才能更好地
发挥其优势，为我们提供更多的利益。
一种高强度环保型煤粘合剂的制备及其使用方法
一种高强度环保型煤粘合剂的制备及其使用方法
制备高强度环保型煤粘合剂的方法如下：
1. 原料准备：收集废煤渣或煤灰作为主要原料，同时准备适量的水泥和活性矿物掺合料（如矿渣粉、粉煤灰等）作为强度增强剂和控制胶凝时间的剂，以及需要的辅助添加剂（如抗裂纤维、增稠剂等）。
2. 煤渣预处理：将收集到的废煤渣或煤灰进行干燥处理，去除其中的水分，以提高煤渣的活性。
3. 粘合剂配制：按照一定的配比将干燥后的煤渣与水泥、活性矿物掺合料以及辅助添加剂进行混合，在搅拌过程中逐渐加入适量的水，混合成均匀的糊状物。
4. 成型和养护：将配制好的煤粘合剂糊状物倒入模具或浇注在需要粘接的煤块上，通过振实或其他方法使其密实，并保持一定的湿度和温度，进行养护。
使用高强度环保型煤粘合剂的方法如下：
1. 准备好需要粘接的煤块，确保其表面没有附着物，并清洁干燥。
2. 将配制好的煤粘合剂涂抹在需要粘接的煤块表面，或者将煤块放入装有粘合剂的容器中进行浸润，确保煤块与粘合剂充分接触。
3. 将已涂抹或浸润粘合剂的煤块放置在适当的温度和湿度环境中进行养护，使粘合剂逐渐胶凝和固化。
4. 养护时间结束后，可以对粘接好的煤块进行测试，以确保其强度满足要求。
需要注意的是，具体配方、配比和加工方法可能因应用环境和需求而有所变化，上述方法仅作为参考。
在实际应用中，可根据具体需要进行调整和改进。
同时，还需遵循相应的安全操作规范，确保操作人员的安全。
高 效 型 型 煤 黏 结 剂
高效型型煤黏结剂高效型煤粘结剂，是根据工业合成氨原料气和工业原料气制气的理化性质要求，通过专家们多年研究、反复试验、科学攻关，在国内外100多种型煤粘结剂配方中，进一步改进和提高利用现代工艺及我国资源优势。
采用新一代煤炭多元改剂技术，高温粘结剂技术，型煤防水技术，并合理的将工农业废料资源和多种有机和无机原料，经特殊工艺处理加工而成。
给众多企业带来了显著的经济效益。
产品功效1、具有超强的粘结力。
流动性好，分散均匀，能很好的润湿煤粒、使其增加煤粒间的内聚力、成型性好；2、具有较好的塑性，降低煤料的弹性，改善成型性。
是煤料之间相互粘结在一起不可缺少的“桥梁”，所生产的型煤是控制大气污染经济有效的途径；3、造气型煤（球）掺用该粘结剂，完全能满足合成氨造气需要，产气率与块煤基本相同，冷抗压强度可达60-100公斤/个球，热机械强度50-80公斤/个球，防水性能优异，具有很高的热稳定性和化学反活性；4、掺用该粘结剂的型煤各项技术指标均符合GB-7561-87合成氨气化用煤标准，符合GB9143-88常压固定煤气发生炉用煤质量指标准，符合国家“九五”攻关建议的气化型煤指标；5、在粘结剂、煤炭多元改性剂作用下，打破传统的燃烧方式，可使型煤形成从外往里，从里往外同时燃烧，极大的提高型煤燃烧率和产气率，提高热效率10%-12%，节煤率20%-30%；6、有机物含量高，加入量小，减少了碳的损失，有效的控制煤粉外围胶体薄膜的厚度，解决了煤粉密集的空间障碍。
使用方法可根据煤质不同，加入量一般为原煤量的5%-6%，粘结剂与煤粉搅拌均匀后成型烘干即可入炉。
防水、免闷料、免凉晒。
1.表面化学材料理论和热力学基础型煤粘结剂要对煤料产生粘合作用，首先必须能对煤料进行很好的湿润，达到粘质分子和煤的真正结合，并为他们之间产生机械集合和物理化学结合创造条件，这就涉及到热力学问题和表面化学问题。
热力学和表面化学原理人为：表面张力小的物质能很好的湿润表面张力大的物质。
粘结剂配煤炼焦研究进展
焦 油 渣 为 粘 稠状 废 渣 ， 主要 由煤 尘 、 焦粉 、 沥 青 粉 、炭化 室顶 部热 解产 生 的游离 碳及 清 扫上 升 管 和集 气管 时所 带入 的多 孔物 质 、焦油 和 沥青 的
剂等。 与其它工艺相 比， 加入添加剂的特点是工艺 变动 不大 ， 作 简 单 灵 活 ， 本低 、 炭质 量 提 高 操 成 焦
且稳定 。焦化 用 添加 剂 可分 为 两类 ， 类是 粘 结 一
而这些部分的组合控制着煤沥青的特能。高分子 量 的焦 化馏 分是 煤沥 青 炭化 时结 焦成 炭 的关键 组
性添加剂 ， 主要有煤沥青 、 煤焦油及石油残渣等 ；
另一类 是 隋性添 加剂 ， 括焦 粉 、 烟 煤及 无机 惰 包 无 性物质 等 。 日本新 日铁 和住 友钢 铁公 司利 用石 油 改质 沥 青与弱 粘性 煤进 行配 型煤 炼焦 实验 收 到 了很 好 的 效果 ，将煤 料 与焦 油渣按 ９： １的 比例 压 型煤 ， 然 后配煤炼 焦 ， 使焦 炭强度 和反应性 得到 了改善 ］ 。
２１ ０ ０年第 ３ 期
能 源 技 术 与 管 理
粘 结剂 配煤 炼 焦 研 究 进 展
郑志磊 ， 吴国光 ， 孟献梁 ， 曹勇飞 ， 季
［ 摘
伟
（ 中国矿 业大学 化工 学院 煤炭加工与高效洁净 利用教育部重 点实验 室， 江苏 徐州 ２ ｌ ０ ） ２ ０８
要 ］ 通过 向煤 中加入 粘 结性 添加 剂 可 以部 分替 代 强粘 结煤 或 增加 炼 焦煤 中不粘 结煤 的 用量 ， 到 节约炼 焦煤 资 源的 目的 。从 所添加 粘 结剂性 质 以及 粘 结剂对 煤炭 的 改质 达 效 果和 对 焦炭 质量 的影 响 等几 方 面 阐述 了近年 来在 配煤 炼 焦 中粘结 性添 加 剂研 究 方 面所取 得 的进 步 ， 并指 出今 后 应加 强机 理研 究 ， 以更好 的指 导炼 焦 生产 。 ［ 关键 词 ］ 粘结 剂 ； 配煤 炼焦 ； 沥青 煤 ［ 中图分类号 ］Ｔ ５０ ２ ［ Ｑ ２ ． 文献标识码 ］Ｂ ［ ６ 文章编号 ］１７ — ４ （ １） － － ６２ ９３ ００ ３ １ １ ３ ９ ２ ００ １ ０ 有 着更 多 的相 似之处 ， 因此 ， 炼 焦煤 改质 效果 也 对
一种工业硅炉用的型煤粘合剂、型煤及其制备方法[发明专利]
![一种工业硅炉用的型煤粘合剂、型煤及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/da779acd4b35eefdc9d3338b.png)
专利名称：一种工业硅炉用的型煤粘合剂、型煤及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：赵新田,李强,阮传山,于建明,乔宁波,张翼飞,刘学山,武叶芳
申请号：CN201910112187.7
申请日：20190213
公开号：CN109705944A
公开日：
20190503
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明为一种工业硅炉用的型煤粘合剂、型煤及其制备方法。
一种工业硅炉用的型煤粘合剂，其包括:有机组分和无机组分，所述的有机组分和无机组分的质量比为3:3‑5；所述的有机组分为糊化后的玉米淀粉；所述的无机组分为微硅粉。
本发明还公布了一种工业硅炉用的型煤及其制备方法。
本发明所述的一种工业硅炉用的型煤粘合剂、型煤及其制备方法，采用无机+有机相结合的粘合剂，无机物为微硅粉，有机物为玉米淀粉，成本低，不会对金属硅产品质量产生影响；通过采用粘合剂，将工业硅炉不能使用的沫煤进行型煤化处理，变成可以利用的煤球，综合利用煤资源，节能降耗，且成型后抗压强度为>1000N，能够满足装卸运输不破损，及硅炉燃烧正常使用的要求。
申请人：新疆西部合盛硅业有限公司,新疆东部合盛硅业有限公司,石河子市华新新材料有限公司地址：832000 新疆维吾尔自治区石河子市石河子开发区北四东路37号1号
国籍：CN
代理机构：北京鼎佳达知识产权代理事务所(普通合伙)
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粘结剂对高炉灰含碳球团强度的影响
４粘结剂对高炉灰含碳球团千球强度的影响
添加膨润土、水玻璃、有机粘结剂Ａ和复合粘结剂Ｂ的球团干燥后抗压强度和落下强 度如图３和图４所示。
图３不同粘接剂配比下高炉灰含碳球团干球落下强度的比较
从化学成分上可以看出，高炉灰中不但含有一定量的ＴＦｅ和Ｃ，而且Ｚｎ、Ｐｂ、Ｋ、Ｎａ 的含量也高，尤其是ｚｎ含量达到了１３％左右。从平均粒度来看，高炉灰的平均粒度为 ０．１２ｍｍ，但对于造球工艺来说相对较粗，会造成球团的强度较低。
为了考察不同粘结剂对高炉灰的粘结性能，本研究选用了两种冶金工业常用无机粘结 剂：膨润土和水玻璃，一种有机粘结剂：有机粘结剂Ａ，以及一种由钙基无机粘结剂和有机 粘结剂组成复合粘结剂：复合粘结剂Ｂ。
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｂｉｎｄｅｒ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｄｕｓｔ Ｃａｒｂｏｎ··ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｐｅｌｌｅｔ
Ｊｉａ Ｊｉｈｕａｌ Ｈａｎ Ｈｏｎｇｌｉａｎ９２ Ｄｕａａ Ｄｏｎｇｐｉｎ９２
Ｆｅｎｇ Ｇｅｎｓｈｅｎ９３
１ Ｔａｎｇｓｈａｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ＣｏＨｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｂｅｉ Ｔａｎｇｓｈａｎ，０６３０００
实验前，用电热鼓风干燥箱将高炉灰在１０５℃下烘干１２小时，以除去物料中所含的水 分。烘干后将高炉灰加入一定量的水和粘结剂进行混料，混合均匀后，送入对辊压球机压球。
对压制好的球团每次选择１０个在球团强度测定仪上进行抗压强度测定，求出平均值作 为生球抗压强度的测量结果。检验生球落下强度的方法是，取ｌｏ个压制好的球团，在０．５ｍ 高度自由落到厚度为１０ ｒａｎｌ钢板上，反复数次，直至出现裂纹或破裂为止，记录落下次数， 然后求出平均值作为生球落下强度的测量结果。
型煤粘结剂加工工艺
型煤粘结剂加工工艺
型煤粘结剂加工工艺主要包括原料配比、混合、粉碎、压制、硫化等工艺流程。
下面是型煤粘结剂加工工艺的详细介绍：
原料配比
型煤粘结剂的原料主要包括粉煤灰、石膏、硫酸盐、活性炭等。
原料的配比直接影响型煤粘结剂的质量和性能，因此需要进行合理的配比。
一般情况下，原料配比的比例为：粉煤灰（70%~80%）、石膏（5%~10%）、硫酸盐（5%~10%）、活性炭（2%~5%）。
混合
将原料按照一定的配比加入混合搅拌机中进行混合。
混合的时间一般为20~30min，以充分混合原料。
粉碎
将混合后的原料进行粉碎处理，以提高原料的细度和均匀度。
粉碎的方法一般采用球磨机或者立式磨粉机，粉碎后的原料要筛选过筛网，以保证原料的粒度一致。
压制
将粉碎后的原料送入成型机中进行压制。
成型机一般采用压力机或者连续式压制机，将原料压制成所需的形状和尺寸。
压制的压力和温度要根据不同的型煤粘结剂和成型机来确定，以保证成型的质量和效率。
硫化
将压制好的型煤粘结剂放入硫化炉中进行硫化处理。
硫化炉一般采用间歇式硫化炉或者连续式硫化炉。
硫化的温度和时间要根据不同的型煤粘结剂来确定，以保证硫化的质量和效果。
总之，型煤粘结剂加工工艺包括原料配比、混合、粉碎、压制、硫化等工艺流程。
通过对这些工艺流程的合理设计和控制，可以制备出质量优良、性能稳定的型煤粘结剂。
粘结剂型煤
粘结剂型煤粘结剂型煤是用粘结剂给煤粉团成型的一种新型燃料，它具有良好的可燃性、热值高、燃烧持续时间长、温和性强等优点，受到了众多煤制品制造厂家的青睐。
粘结剂型煤可以用于日常生活中的各种高温烘烤、焙烤、烧烤等工艺，而且它对环境影响较低，是一种比较理想的新型燃料。
粘结剂型煤的制备过程是先选择优质的煤粉，然后将其与新研发的粘结剂混合，再经过配料、定型、干燥、抽真空等一系列工艺加工后，最终成品煤团即可放入烧炉中燃烧。
它的燃烧均匀、煤粒易被活化燃烧，相比传统的垃圾型煤，粘结剂型煤的燃烧更加有效，更加节能环保，同时，它还具有碳氮平衡、漂白低烟无粉尘、火放快等优势，受到国内外热点环保企业和用户们的青睐。
粘结剂型煤的应用非常广泛，它可以用于水力发电、电厂、汽车工业等对高品质煤的需求较大的领域，而且用它来替代油类、松散煤和煤块，可以降低燃料成本，节能降耗，同时减少环境污染。
由于它可以较低质量等级的煤少量添加粘结剂，复合后就能制成高热值的煤块，这样可以节省更多的原煤，且它容易搬运、存储，对于多次使用煤炭而言，粘结剂型煤更受欢迎。
粘结剂型煤有着很高的经济价值，它的市场前景也非常广阔，它的发展受到了政府的鼓励和支持，而且它的技术也不断改进，发展空间也很大，将大力发展清洁能源，进一步改善环境，推动经济的健康发展，是对国家最大的贡献，也是众多煤制品制造厂家们的希望所在。
当前，粘结剂型煤已经在国内外得到了广泛的应用，尤其是随着绿色环保技术的发展，它以其优越的性能，被越来越多的用户所采用和推崇。
但是，粘结剂型煤有待于更进一步的开发，主要是粘结剂发展、生产成本控制及环保以及安全性能需要进一步改进和完善，未来粘结剂型煤的发展趋势将一路向上，发挥重要的贡献，为我们的社会发展做出积极的推动作用，使各行各业都能得到更多的收益。
高炉喷煤复合催化剂的优化配方及催化机理的开题报告
高炉喷煤复合催化剂的优化配方及催化机理的开题报告一、选题意义高炉喷煤是钢铁生产过程中重要的能量供应方式之一，喷煤系统作为高炉正常运行，达到稳定供能的关键设备之一。
高炉喷煤可以显著提高高炉燃烧效率和热效益，同时减少高炉炉渣粘度和降低炉渣成分中硫的含量。
传统高炉喷煤过程中，由于燃烧过程不完全，容易产生大量的有毒有害气体，例如二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物等。
此外，在喷煤的过程中也会产生一定的烟尘排放，对环境造成污染。
为了降低高炉喷煤带来的环境污染，近年来研究者们开始使用催化剂协助高炉喷煤过程，以实现催化燃烧和清洁燃烧。
催化剂能够提高燃烧反应的速率和燃烧效率，同时可以有效减少氮氧化物和非甲烷总烃等有害气体的产生。
本课题旨在通过优化高炉喷煤的复合催化剂配方，探究催化剂的催化机理，实现高炉喷煤的清洁燃烧，减少环境污染。
二、研究内容（1）高炉喷煤复合催化剂的配方优化本研究将通过实验室考察不同催化剂的成分和配比对高炉喷煤燃烧过程产物组成的影响，通过对喷煤前和喷煤后空气中有毒有害气体浓度的测量，确定催化剂配方的最佳比例。
（2）催化剂的催化机理探究本研究将通过催化剂催化前后的阳离子电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对催化剂进行表征，进一步探究催化剂催化燃烧的机理。
三、研究计划（1）第一阶段：文献调研本研究将深入了解高炉喷煤复合催化剂的原理及发展动态，了解相关国内外的研究进展，并总结已有的优化配方和催化机理的研究成果。
（2）第二阶段：催化剂配方的优化本研究将通过实验室制备不同成分和配比的复合催化剂，分别对高炉喷煤前后的空气中有毒有害气体浓度进行测量，并确定催化剂配方的最佳比例。
（3）第三阶段：催化剂机理的探究本研究将对最佳配方的催化剂进行表征（如XPS和FTIR），深入探究催化剂在高炉喷煤燃烧过程中的催化机理。
（4）第四阶段：实验结果分析本研究将通过对实验结果的分析，总结催化剂在高炉喷煤过程中的催化机理和优化结果，最终得出高炉喷煤复合催化剂的优化配方及催化机理。
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工业炉ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＦｕｒｎａｃｅ第２９卷第６期２００７年１１月Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．６Ｎｏｖ．２００７型煤技术具有生产成本较低，工艺简单，投资少，见效快的特点。
长期以来人们一直试图将型煤运用到冶金炉窑上，以缓解当前焦炭供不应求的局面。
但由于冶金炉窑特殊的生产工艺，型煤需与矿石混合后加入炉内。
型煤不但要能承受型煤生产的各个阶段的反复搬运，更要能承受型煤与矿石混合加料时产生的碰撞、挤压、冲击和摩擦，因此，只有具有很高冷强度的型煤才能较好地应用于冶金炉窑上［１］。
为研制出具有高强度且经济性好的冶金炉窑用型煤，本文采用正交设计法对型煤黏结剂组分的配比及型煤成型主要工艺参数进行了优化研究。
工业炉窑用高强度型煤黏结剂组分的优化研究周浩宇，贺新华，王赛辉（中冶长天国际工程有限责任公司，湖南长沙４１０００７）摘要：针对当前焦炭供不应求，工业冶金炉窑急需新型洁净燃料的局面。
以无烟煤为原料，采用正交实验法对冶金炉窑用型煤制备进行了实验研究。
得到了一种新型复合黏结剂，并讨论了其黏结原理。
此外还找出了适宜制备高强型煤的工艺参数。
结果表明：最佳黏结剂组分为镁基黏结剂Ｍ取４％，黏结剂Ｎ取１％，固化剂取０．６％，减水剂取０．４％。
无烟煤中掺配的烟煤量为１０％。
最佳成型工艺参数为：成型压力４０ｋＮ，成型水分１５％，煤料粒度３￣２ｍｍ占８％，２￣１ｍｍ占１２％，１￣０．５ｍｍ占１０％，０．５ｍｍ以下占７０％。
关键词：高强型煤；黏结剂；正交实验法；工业冶金炉窑中图分类号：ＴＱ５３４．２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－６９８８（２００７）０６!００２３"０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｐｔｉｍｉｚｉｎｇＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＨｉｇｈ!ＳｔｒｅｎｇｔｈＢｒｉｑｕｅｔｔｅＢｉｎｄｅｒｂｙＵｓｉｎｇＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＭｅｔｈｏｄＺＨＯＵＨａｏ!ｙｕ，ＨＥＸｉｎ!ｈｕａ，ＷＡＮＧＳａｉ!ｈｕｉ（ＣｈａｎｇｔｉａｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＭＣＣ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｃｏｋｅｃａｎ’ｔｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｕｒｎａｃｅ，ｗｅｍａｋｅａｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｕｒｎａｃｅｂｒｉｑｕｅｔｔｅ’ｓｐｒｏｄｕｃｉｎｇｂｙｕｓｉｎｇｗｈｉｔｅｃｏａｌａｓｍａｔｅｒｉａｌｉｎｏｒｔｈｏｇ－ｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ．Ａｎｅｗｃｏｍｐｌｅｘｂｉｎｄｅｒｉｓｇｏｔａｎｄｉｔｓｂｉｎｄｔｈｅｏｒｙｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈａｔｓｕｉｔｔｈｅｂｒｉｑｕｅｔｔｅｐｒｏｄｕｃｉｎｇａｒｅｆｏｕｎｄ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｅｘｐｌａｉｎ：ｂｒｉｎｇｓｆｏｒｗａｒｄａｍｅｔｈｏｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｂｒｉｑｕｅｔｔｅｂｉｎｄｅｒａｎｄｍｏｌｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｂｙｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔ，ａｎｄｄｒａｗｓａｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｍａｇｎｅｓｉｕｍｂａｓｅｂｉｎｄｅｒＭａｎｄｍｏｌｄｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｈａｖｅｎｏｔａｂｌｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｒｅｓｉｓｔ!ｃｒａｓｈｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｂｒｉｑｕｅｔｔｅ，ａｎｄｔｈｅｂｅｓｔｏｆｔｈｅｍｏｌｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ：ｍａｇｎｅｓｉｕｍｂａｓｅｂｉｎｄｅｒＭａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ４％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔｏｆｔｈｅｃｏａｌｐｏｗｄｅｒ，ｔｈｅｂｉｎｄｅｒＮａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ１％，ｔｈｅｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ０．６％，ｗａｔｅｒ!ｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ０．４％，ｔｈｅｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓｃｏａｌａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ１０％，ｔｈｅｍｏｌｄｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓ４０ｋＮ，ｔｈｅｍｏｌｄｉｎｇｗａｔｅｒａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ１５％，ｔｈｅａｎｔｈｒａｃｉｔｅａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ９０％，ｉｔｉｎｃｌｕｄｅｓ３ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｎｕｌａｒｉｔｉｅｓ：ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｐｅｒｃｅｎｔｏｆ３～２ｍｍａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ８％，２～１ｍｍａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ１２％，１～０．５ｍｍａｃ－ｃｏｕｎｔｓｆｏｒ１０％，ａｎｄ０．５～０ｍｍａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ７０％，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｂｒｉｑｕｅｔｔｅｂｅｇｏｏｄｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒ－ｍａｎｃｅ，ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｃｏｓｔｏｆｔｈｅａｄｄｉｔｉｖｅｉｓｃｈｅａｐａｎｄｅａｓｙｔｏｐｒｏｄｕｃｅ，ａｎｄｔｈｅｍｏｌｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ!ｓｔｒｅｎｇｔｈｂｒｉｑｕｅｔｔｅ；ｂｉｎｄｅｒ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ；ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｆｕｒｎａｃｅａｎｄｋｉｌｍ收稿日期：２００７－０９－１０作者简介：周浩宇（１９８１—），男，助理工程师，从事工业炉窑的工程设计工作．图２成品型煤经验交流：工业炉窑用高强度型煤黏结剂组分的优化研究１试样制备与检测方法１．１实验原料用煤实验用湖南金竹山白煤，其成分见表１。
１．２黏结剂选择通常型煤黏结剂可分为有机类、无机类及有机－无机复合３大类。
有机与无机黏结剂各有其优缺点，有机黏结剂黏结性好，不增加型煤灰分，但制作出的型煤热态特性差；无机黏结剂可显著提高型煤热强度，但其黏结性较差，型煤灰分增量较大；而有机－无机复合类黏结剂可弥补两者的不足，往往具有较理想的效果［２］。
根据前期大量的探索性实验结果，决定采用由无机镁基黏结剂Ｍ、有机黏结剂Ｎ、固化剂及少量减水剂组成的复合类黏结剂。
此外为提高型煤的热态性能，还在主体无烟煤中配入了一定比例的烟煤。
１．３成型工序先将白煤进行干燥，经破碎后筛分为４种不同的粒度：３～２ｍｍ，２～１ｍｍ，１～０．５ｍｍ，０．５～０ｍｍ［３］。
按一定比例与黏结剂混合加水拌匀后，采用ＷＥ－１００Ｂ型液压万能试验机压制成型，将生球置于ＦＮ１０１－２型鼓风干燥箱中在１０５±５℃的温度下干燥３ｈ后获得干球即成品型煤。
成型工序流程如图１所示。
成品型煤为圆柱形，直径４０ｍｍ，重约４０ｇ／个，见图２。
１．４检测方法从前期大量的探索实验中发现，型煤抗碎性能最能体现其冷强度的高低，抗碎性能高的型煤，往往其抗压、耐磨性能也较好［４］。
故以型煤的抗碎强度作为型煤强度考核指标。
检测方法参考了国家标准ＧＢ／Ｔ１５４５９－１９９５，具体做法为取一定数量的煤样从２ｍ高处自由跌落到１２ｍｍ厚的钢板上，筛分后取块度大于１３ｍｍ的再次落下，反复３次，最后用１３ｍｍ的筛子进行筛分，将大于１３ｍｍ的部分占所取煤样总质量的百分数作为型煤的抗碎强度值［５］。
２正交实验的设计本实验选取无机镁基黏结剂Ｍ、有机黏结剂Ｎ、固化剂、减水剂、烟煤配比、成型压力、成型水分及煤料粒度组成共８个因子，同时还考察黏结剂Ｍ和黏结剂Ｎ之间、黏结剂Ｍ和固化剂之间的交互作用，故选用正交表进行实验，其表头设计见表２。
表２中Ａ为添加剂Ｍ，Ｂ为添加剂Ｎ，Ａ×Ｂ为镁基黏结剂Ｍ和黏结剂Ｎ的交互作用，Ｃ为固化剂，Ａ×Ｃ为镁基黏结剂Ｍ和固化剂的交互作用，Ｄ为减水剂，Ｅ为烟煤配比，Ｆ为成型压力，Ｇ为成型水分，Ｈ为粒度组成，１３列为空白列，用于考察实验误差。
实验中每个因子均取３个水平，各水平见表３所示。
其中Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｇ的各个水平百分含量是指其各自质量占煤粉总质量的百分比；Ｃ、Ｄ的各个水平百分含量是指其各自质量占无机镁基黏结剂Ｍ质量的百分比；而Ｈ的各个水平为各粒度组分质量占无烟煤总质量的百分比，见表４所示。
３实验结果分析３．１直观分析由表２中的极差分析可以比较直观地看出，各因子对型煤抗碎强度影响的敏感性顺序为：无机黏结剂Ｍ＞成型压力＞成型水分＞固化剂＞烟煤配比＞减水剂＞粒度组成＞黏结剂Ｎ。
故镁基无机黏结剂Ａ是影响型煤抗碎强度的主要因素，Ｆ、Ｇ次之，其它因子为次要因素。
表１实验用白煤成分的质量百分数Ｈ２Ｏ／％灰分／％挥发分／％固定碳／％０．９９８．１３６．２１８４．６７由图３可以看出：镁基黏结剂Ｍ的添加量越多，型煤的抗碎强度越大。
开始含量少，影响不明显，但随着添加量的增多，其影响就越明显。
当然添加量越多，成本就越大，且会增加成品型煤的灰分，故应在允许范围内尽可能地多加镁基黏结剂Ｍ。
由图４可以看出：成型压力在４０ｋＮ时候，型煤抗碎强度达到最大。
这是由于随着压力的增加，物料体积收缩，粒子变得密集，进而粒子间的接触面积增加，系统的稳定性增加，抗碎强度也随着增大；而当压力大于煤粒子所能承受的压溃力时，一些不坚固的粒子被破坏，从而系统稳定性降低，型煤抗碎强度也减小。
由图５可以看出：成型水分对抗碎强度的影响趋势是先成反比后成正比。
因为实验中所选黏结剂多为亲水性黏结剂，成型水分的多少，直接影响到黏结剂在煤粉中的分散程度：水分多，有利于黏结剂在煤粉中的分散，能增加型煤强度；反之，水分不足，黏结剂就只能在局部发生作用，型煤的强度则受到影响。
但需要注意：水分过多时，型煤在压制成型时，亲表２实验中采用的Ｌ２７（３１３）正交表因素ＡＢＡ×ＢＣＡ×ＣＤＥＦＧＨ结果所在列１２３４５６７８９１０１１１２１３实验１１２１２３２３１２３１２３１７３实验２１３１３２３２１３２１３２１９５实验２２３２１３１３２２１３３２１７９实验２３３２１３２１３３２１１３２７８实验２５３３２１１３２３２１２１３６８实验２６３３２１２１３１３２３２１８３均值１１１．００２６．８９１７．４４２３．６７２８．４４２１．８９１７．６７１３．４４１２．７８１４．７８１２．８９１８．４４３６．６７均值２３５．００２４．３３２４．８９１８．７８３０．００１８．４３２０．５６２７．７８２６．７８４３．４４１９．６７２８．５６１９．７８均值３５３．００１６．７８２５．６７２５．５６１０．５６３８．６７３８．７８２６．７８２８．４４２２．７８３５．４４２１．００１１．５６极差４２．００１０．１１８．２２６．７８１９．４４２０．２２２１．１１１４．３３１５．６７２８．６６２２．５６１０．１２２５．１１表３实验水平表水平１水平２水平３Ａ２％３％４％Ｂ１％２％３％Ｃ１５％２５％３５％Ｄ５％１０％１５％Ｅ０５％１０％Ｆ３０ｋＮ４０ｋＮ５０ｋＮＧＨ１０％水平ａ１５％水平ｂ２０％水平ｃ表４无烟煤粒度组成水平表（％）３～２ｍｍ２～１ｍｍ１～０．５ｍｍ０．５ｍｍ以下水平ａ１８１５１７５０水平ｂ８１２１０７０水平ｃ４３３９０工业炉第２９卷第６期２００７年１１月水性黏结剂会随着水被挤出型煤外而失效，同时会使煤粒间连接膜增厚，接触不紧密，从而大大影响型煤的强度。