工艺条件对40 kg焦炉试验结果的影响研究

40 kg试验焦炉是评价炼焦煤成焦特性的常用设备,利用40 kg焦炉通过正交实验考察炼焦、备煤、熄焦工艺条件对试验结果的影响,结果发现:炼焦初温800℃、炼焦终温1050℃、恒温时间6 h为较优的炼焦工艺条件;<3 mm粒级比例为85%~90%、<0.5 mm粒级比例不高于30%、入炉煤水分10%、堆密度800 kg/m^(3)为较优的备煤工艺条件;熄焦水用量13.5 kg、熄焦时间5 min为较优的熄焦操作条件。

不同焦炭光学组织的气化反应性分析

焦炭光学组织是影响焦炭反应性的内在因素,对不同焦炭光学组织的气化反应性分析可为更好地指导配煤炼焦生产,即通过合理配煤控制和改善焦炭反应性指标以实现降低配煤成本、稳定和提高焦炭质量。选择10种不同变质程度的炼焦煤,利用煤岩显微镜和焦炭反应性实验定量分析每种光学组分的相对反应性,并建立基于镜质体反射率和焦炭光学组织相对反应速率的焦炭反应性预测方程。结果发现,不同焦炭中不同光学组织的气化反应速率(绝对值)差别较大,但相对反应速率基本恒定,与焦炭类型无关。各向同性组织、镶嵌状组织、流动状组织、丝质及破片组织的相对反应速率比值为K_(ISO)∶K_(M)∶K_(F)∶K_(FF)=2.5∶1.0∶0.6∶2.6。光学组织相对反应速率对焦炭反应性(CRI)的影响高于变质程度,基于镜质体反射率(R^(o)_(max))和焦炭光学组织相对反应速率(K)的焦炭反应性预测方程为CRI=-14.73 R^(o)_(max)+17.21 K+30.78。

焦炭光学组织与微晶结构之间的关系研究

利用5种不同变质程度的炼焦煤及4种沥青分别进行6组二元配煤炭化试验以及12组炼焦煤与沥青共炭化试验,研究5种单种炼焦煤、6种配煤以及12种共炭化制备焦炭的光学组织指数(OTI)与晶面间距和微晶高度之间的关系。结果表明:单种炼焦煤制备焦炭的OTI指数与晶面间距和微晶高度呈规律性变化,与炼焦煤的变质程度相关。配煤及共炭化制备焦炭的OTI指数与晶面间距和微晶高度之间无明显规律。当OTI<1时,相当于光学各向同性组织向细粒镶嵌状组织转变阶段,中间相小球体流动并发生融并,微晶结构缺陷得以消除,焦炭微晶结构的定向化程度提高;当OTI>2时,晶面间距的降低程度以及微晶高度的增大程度均趋缓。

干熄炉料钟结构对焦炭布料粒径均匀度影响的模拟研究

干熄炉内焦炭粒径偏析问题会严重影响焦炭与冷却气体的气固换热效率。基于离散元方法(DEM)研究某钢厂干熄炉的料钟结构在装焦过程产生的料面形状、粒径分布以及粒径偏析现象,并针对干熄炉的料钟结构进行了优化,以改善焦炭粒径分布。结果表明:相比于料钟倾角和分料板夹角,横梁方向对料面形状和粒径均匀度的影响更大。由于料钟横梁对焦炭颗粒有分流作用,容易形成倾斜堆积料面,导致焦炭颗粒分布不均匀。旋转横梁方向与焦罐布料开口平行后,减弱了料面倾斜效应,降低了焦炭颗粒粒径偏析情况。在40°~60°的料钟倾角、30°~60°的分料板夹角和横梁方向优化条件下,料面高度差最大降低70.8%,标准偏差降低最高49.4%,尤其在较大的倾角和夹角值下效果显著,有助于气体在填充床中均匀流动。

生物质能源在低碳炼铁中的应用及效益

介绍了生物质燃料及其处理方式、生物质基燃料在钢铁生产中的应用(包括焦炭生产、铁矿石烧结、高炉喷吹等)及其效益。炼铁过程中向高炉喷吹生物质基燃料,可减少CO_(2)排放量4%~5%。从生命周期评价发现,采用生物质能源可减少温室气体排放量6.7%~14.7%。此外,生物质处理的副产品也在低碳炼铁中发挥了重要作用。生物质基燃料在钢铁工业中具有巨大的应用潜力。

艾尔加煤的煤岩与煤质特性及炼焦配煤关键问题分析

我国焦化行业对优质炼焦煤需求不断增长,但面临日益严重的优质炼焦煤短缺和煤质下降问题,而俄罗斯远东地区的强黏结性低硫炼焦煤是我国炼焦配煤的良好补充,其与国内高硫肥煤和焦煤存在成焦特性差异但具有煤质互补性,配煤炼焦时有利于稳定焦炭质量。系统分析南雅库特煤田艾尔加煤的煤岩、煤质、黏结成焦特性以及煤灰化学成分,对炼焦配煤的关键问题进行分析。结果发现:艾尔加煤为典型的肥煤,黏结性强、胶质层厚度大、流动性好、膨胀度高,在炼焦配煤中可以发挥良好的作用;艾尔加煤的灰分、硫分含量低,有害微量元素含量低,能满足我国炼焦煤进口的要求;艾尔加煤中镜质组含量在97%以上,活惰比异常高,偏离煤岩配煤中组分平衡指数区间;艾尔加煤中碱金属和碱土金属含量较高,矿物催化指数高。艾尔加煤制备焦炭的热反应性(CRI)≥50%,反应后强度(CSR)≤30%,应开展活惰比调控和煤灰化学成分调控研究,制定科学合理的互换性配煤实验方案,为国内焦化企业大比例配用该煤提供技术支撑。

低温热转化中煤中镜质体的显微荧光和显微红外特征研究

为了研究低温热转化过程中煤中镜质体的结构变化与热解反应活性的关系,综合利用显微荧光和显微红外分析技术,研究煤中均质镜质体和基质镜质体在低温热转化(≤400℃)过程中的结构变化及演化规律。结果表明:在蓝光激发下,气煤中均质镜质体不发荧光,基质镜质体呈褐黄色荧光;当热解温度为200℃~280℃时,基质镜质体的荧光色逐渐变为褐红色,400℃时荧光消失。随热解温度升高,基质镜质体的相对荧光强度(I546)急剧减小,最大荧光波长(λmax)呈增大趋势。在低温热转化过程中,均质镜质体和基质镜质体的显微红外光谱变化规律相似,从200℃时开始脂族链长(Kal指数)迅速减小,而芳构化程度(IAr指数)逐渐增大,二者的热转化性能存在差异。

炼焦煤中镜质体光学性质在碳化过程中的变化规律

研究炼焦煤中镜质体光学性质在碳化过程中的变化规律,对揭示碳化反应活性及结构变化具有重要意义。利用显微镜热台直接观测3种不同变质程度炼焦煤中镜质体在碳化过程中的软化熔融特征,利用煤岩学分析手段研究镜质体光学性质的变化规律及其对焦炭光学组织的影响。结果表明,在碳化过程中,炼焦煤中镜质体的光学性质呈阶段性变化。当碳化温度低于300℃时,镜质体的光学性质变化不大;反射率开始迅速上升的温度随变质程度而提高,低变质炼焦煤A为375℃,中变质炼焦煤B为400℃,高变质炼焦煤C为475℃。低变质炼焦煤A和中变质炼焦煤B中镜质体碳化产物的双反射率在425℃左右时显著降低,而高变质炼焦煤C在475~500℃略有降低。当碳化温度大于600℃后,3种炼焦煤中镜质体碳化产物的光学性质近似以线性速度迅速升高。