不同炼焦工艺条件下的焦炭微观结构差异性研究

发布时间：2020-05-13 05:12

【摘要】：随着高炉大型化、富氧、粉煤喷吹等工艺发展,对冶金焦质量提出更高的要求,同时受优质炼焦煤资源短缺影响,使得捣固炼焦技术迅速发展。但生产中发现同样质量指标的捣固焦多数仅用于中小高炉冶炼,同常规顶装焦比较认为前者影响了在高炉中的透气与透液性,故本文针对捣固焦通过微观结构分析,揭示捣固焦与顶装焦的差异性。研究分别选取三种捣固焦炭和顶装焦炭,采用压汞法、氮气吸附法对其中孔、大孔、微孔结构等微观孔隙结构进行表征,通过SEM分析其孔结构的形貌以及分布;利用XRD表征焦炭的微晶结构,采用HD显微镜观察焦炭的光学组织,研究结果表明:尽管焦炭质量指标存在差异,但捣固焦炭的显气孔率明显小于顶装焦炭,如捣固焦炭DF显气孔率为30.21%,而顶装焦炭MEG(6)的显气孔率高达35.16%。其中,在微观气孔结构中,捣固焦炭和顶装焦炭大孔差异性较小,孔体积和比表面积分别都在0.1cm3/g和0.01m2/g左右;中孔和微孔差异性较大,捣固焦炭MF中孔径为0.1~3μm的中微孔孔体积和比表面积分别为0.0208cm3/g和0.1110m2/g,而顶装焦炭TL的值分别为0.0376cm3/g和0.1974m2/g;捣固焦炭SN的微孔孔体积占总孔孔体积比例高达2.78,而顶装焦炭MEG(7)比例却为1.28。据此特性,论文重新对中微孔进行分类,即微孔(d0.1μm)、中微孔(0.1≤d3μm)和中大孔(3≤d10μm),并定义了微孔型状包括柱型、锥型、裂隙及半球体。捣固焦炭和顶装焦炭微晶结构的(002)峰与(100)峰强度均在1100左右,而捣固焦炭SN(002)峰与(100)峰半峰宽分别为3.57rad与4.59rad,顶装焦炭中MEG(7)却分别为2.49rad和3.12rad,捣固焦炭这两种峰的宽度小于顶装焦炭,所以其芳香层片尺寸和定向程度均比顶装焦炭差。焦炭光学组织与配合煤质量直接相关,捣固焦炭配合煤使用较多的高阶和低阶弱粘煤,数据表明捣固焦光学组织中各向异性程度较小,如SN的各向同性含量为54.4%,顶装焦炭TL的仅为2.5%,两者各向异性指数OTI值分别为66.3%与192.1%。
【图文】：

捣固工艺流程图

焦炭连续热失重装置
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ520.6

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本文编号：2661447