梅山股份大高炉用焦炭性质研究

发布时间：2020-04-26 14:07

【摘要】：随着高炉大型化各种新技术不断投入到高炉的实践当中,这就要求冶金焦的质量也要同步提高以达到高炉的要求。由于梅山钢铁股份公司自产焦炭产能不足,年均采购焦炭60万t/y,生产中外购焦质量要求及标准差异,常导致生产波动。为此,本文选择比较稳定的三种外购焦,包括福龙(FL)、海燕(HY)和淮北(HB)焦炭,与6m焦炉和7m焦炉自产焦(简称MEG-6、MEG-7)进行对比分析,为稳定采购合格焦炭提供理论依据,同时采取了风口焦,对比分析混合焦经高炉冶炼过程后质量变化规律。不同焦炭的气孔特征研究表明,压汞法研究的焦炭总孔容均在0.2 cm3/g左右,其中外购焦较自产焦的孔容约大0.06 cm3/g左右;不同焦炭的总比表面积介于2~7 m2/g之间,其中自产焦微孔的比表面积贡献率高达80%,外购焦更是高达90%。氮气吸附法研究焦炭的微孔发现它们的孔容均在2×10-3 cm3/g左右,比表面积均在1 m2/g左右,微孔孔容仅占总孔容的1%左右,而微孔却贡献了85%以上的比表面积。将微孔划分为超微孔(d≤10nm)与亚微孔(10d100nm)后,超微孔孔容在1×10-4~7×10-4cm3/g之间,而亚微孔孔容在2×10-3cm3/g左右,并且亚微孔孔容占微孔孔容的70%以上,亚微孔孔容比例与反应性成线性关系。外购焦的光学组织指数(OTI)均小于150%,而自产焦的OTI均大于160%,自产焦的各向异性程度大于各向同性。各焦炭中镶嵌状结构比例在70%~80%,占各向异性结构的大部。外购焦的XRD图谱大致相同而自产焦的图谱几乎重合,三种外购焦芳香层片定向程度与芳香层片尺寸大小及芳香核的缩合程度大小均为FLHBHY。风口焦(FKJ)与入炉焦(RLJ)的研究表明,风口焦粒度大大减小,平均值降低到37.35mm;灰分相应增加,平均增加26%,不同粒度焦炭灰分中Fe2O3含量增加最大,最小粒度焦炭Fe2O3含量最高达55.45%,另外酸性氧化物含量下降,碱土金属含量增高;焦炭在高炉内经历碳溶反应后,总孔容增加0.0614 cm3/g,总比表面积减少1.3357 m2/g,1.5nm以下微孔孔容仅占总孔容的0.4%左右,但却提供了50%左右的比表面积;焦炭的弹性模量下降2.753GPa,硬度下降0.252 Gpa,焦炭的力学性能下降不大;FKJ的OTI较RLJ下降19%,各向异性程度降低;FKJ的(002)峰与(100)峰半峰宽分别为1.54rad与1.76rad,RLJ的(002)峰与(100)峰半峰宽分别为3.58与2.52,两峰均变高变窄,FKJ的石墨化程度增加0.09%,SEM观察显示FKJ颗粒变小,颗粒周边变得圆润,但表面气孔明显增多变大。
【图文】：

回旋区,焦炭,风口

图 1-1 风口回旋区的焦炭Fig.1-1 The coke of the raceway炉大型化世界经济全球化的发展钢材市场需求量在不断扩大，近十年来直保持一个上升的势头，我国虽然是一个农业大国的但是钢铁上升，其中生铁产量占世界总产量的比重由 23%上升到 60.5%量的首位。在 2008 年全球经济危机的大环境下，世界各国钢程度的抑制影响，有些国家钢产量还出现了大幅度的下滑。我009 年的世界生铁产量为 89827.1 万吨，同比下降了 4.2%，但产量却达到了 54374.8 万吨同比上升了 15.5%。目前全球生铁没有出现拐点的迹象，但也没有大幅度的上升现象。来钢铁行业竞争越来越激烈，煤化工企业排放的固体颗粒物废严重，而国家近年来对环境的整治越来越有力，这就要求钢铁绿色环保的低碳型产业，否则只能在日益激烈的竞争中被淘汰被人们所抛弃。我国 2005 年出台的《钢铁产业发展政策》对

示意图,微晶结构,示意图,煤化度

是单一的物质而是由多种含芳香环的高分子有有少量的无机矿物质，其中有机物的基本结构，高温热解过程中有机物芳香环上的侧链不断脱炭的微晶结构[42]—焦炭气孔壁基本单元。焦炭的基本相似，都可以用 Franklin 提出的“乱层结构基本相同。结构是从微观方面对焦炭的结构进行研究。不同炭微晶结构的多种多样，这直接导致焦炭质量得到的焦炭进行微晶结构的分析，获得的微晶结高度 Lc、层间距 d002，研究它们与煤化度的关正比关系，并在肥煤、焦煤时达到最大值，，煤 d002却相反， d002与煤化度成反比，煤化度达变化，然而会逐渐接近石墨的层间距，这也说的层间距。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF526.1

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