焦炭熱性能的探討與實(shí)踐

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1、焦炭熱性能的探討與實(shí)踐山西中陽(yáng)鋼鐵有限公司焦化廠李海燕武彥鵬一、概述關(guān)鍵詞二、焦炭熱性能及其在高爐中的作用、挑戰(zhàn)三、存在問(wèn)題四、焦炭熱性能的影響因素五、配煤調(diào)整與生產(chǎn)實(shí)踐六、結(jié)論內(nèi)容：摘要：焦炭的冷態(tài)強(qiáng)度是衡量焦炭質(zhì)量的重要指標(biāo)，但在高爐的實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，焦炭的熱態(tài)性能對(duì)高爐高效運(yùn)行等方面的影響更為明顯，尤其是隨著高爐的大型化，更是如此。關(guān)鍵詞：焦炭熱性能反應(yīng)性反應(yīng)后強(qiáng)度影響因素配煤氣孔率褐煤配比一、概述關(guān)鍵詞二、焦炭熱性能及其在高爐中的作用、挑戰(zhàn)2.1焦炭熱性能焦炭的熱態(tài)性能通常用熱態(tài)反應(yīng)性CRI

2、和熱態(tài)強(qiáng)度CSR來(lái)表示。反應(yīng)性指焦炭與CO2氣體的反應(yīng)能力。此反應(yīng)也稱(chēng)為焦炭的氣化反應(yīng)。反應(yīng)后的焦炭因失碳而產(chǎn)生裂縫,同時(shí)因氣孔壁變薄而失去強(qiáng)度。2.2定義：GBT4000-2008焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法稱(chēng)取一定質(zhì)量的焦炭試樣，置于反應(yīng)器中，在（1100±5）℃時(shí)與二氧化碳反應(yīng)2h后，以焦炭質(zhì)量損失的百分?jǐn)?shù)表示焦炭的反應(yīng)性（CRI）上述反應(yīng)后的焦炭經(jīng)過(guò)Ι型轉(zhuǎn)鼓一定轉(zhuǎn)數(shù)的試驗(yàn)后，＞10mm粒級(jí)的焦炭占反應(yīng)后焦炭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）。2.3焦炭在高爐中的作用高爐焦炭在高爐冶

3、煉中的作用非常重要。——發(fā)熱劑,它提供鐵礦石還原熔化所需的熱量;——還原劑,它提供鐵礦石還原所需的還原氣體;——料柱骨架,它對(duì)爐料起支撐作用,并提供一個(gè)煤氣通過(guò)的透氣層;鐵中的碳也全部來(lái)源于高爐焦炭。2.4焦炭挑戰(zhàn)中鋼公司高爐目前全部配置了富氧噴煤、高頂壓技術(shù)及高爐大型化（1280m3高爐）。隨著富氧噴煤技術(shù)的發(fā)展,焦炭的還原劑、發(fā)熱劑、滲碳的作用已部分被噴吹煤粉所取代。但是作為料柱骨架,特別是高爐大型化后,保持料柱在高爐冶煉過(guò)程中具有良好的透氣性是不能取代的,而且由于以煤代焦大幅度降低了入爐的焦炭

4、,其保持強(qiáng)度的能力更加值得關(guān)注。再有,從節(jié)能的角度看,高反應(yīng)性的焦炭反應(yīng)開(kāi)始位置移向高爐上部,焦炭強(qiáng)度下降幅度增大,粉末增多導(dǎo)致?tīng)t料的透氣、透液性變差從而影響到高爐順行,能量利用也隨著焦炭的氣化加劇而變差。以上這些因素都對(duì)焦炭提出了更高的要求,即要求焦炭有盡可能低的反應(yīng)性和更高的反應(yīng)后強(qiáng)度。3.1我廠煤源的特點(diǎn)我廠地處離柳焦煤礦區(qū)，本地煤主要以主焦煤JM15、JM25（國(guó)標(biāo)Vd=10~28，G＞65，Y＜25）為主。本地4#、10#原煤煤質(zhì)：內(nèi)灰內(nèi)硫揮發(fā)分G備注4#≤7.0≤0.620～23.090

5、10#≤6.01.11580外購(gòu)榆林（褐煤）原煤煤質(zhì)：榆林～3.0～0.3～35—全灰～7三、我廠存在問(wèn)題反應(yīng)性CRI，％反應(yīng)后強(qiáng)度CSR，%備注國(guó)標(biāo)（一級(jí)焦）≤30≥55GB/T1996-2003太鋼2469鞍鋼2562.5寶鋼﹤26﹥66大土河≤25-28≥62-69供太鋼、河北鋼企3.2國(guó)內(nèi)焦炭反應(yīng)性要求2004年元旦，60萬(wàn)噸焦?fàn)t投產(chǎn)。投產(chǎn)初期及大高爐投運(yùn)后，焦炭熱性能與行業(yè)及煉鐵要求有差距，表現(xiàn)在CRI偏低，CSR偏高。3.3存在問(wèn)題時(shí)間煉鐵要求CRI實(shí)際CRI實(shí)際CSR2004-2005

6、.1220（2006年1月）10.684.32011.425（2011年4月）21.573.6因此，提高焦炭CRI提上了日程。4.1搗固煉焦對(duì)焦炭熱態(tài)性能的影響為了解搗固對(duì)焦炭熱性能的影響，在配比不變、基準(zhǔn)樣堆比重為0.70t/m3的情況下，通過(guò)搗固使入爐煤堆比重分別提高10%、20%、30%煉制焦炭，然后測(cè)定所煉焦炭的熱性能，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，由于碳溶反應(yīng)一般只在大氣孔內(nèi)發(fā)生，隨著堆比重的提高，生產(chǎn)的焦炭結(jié)構(gòu)越致密，大氣孔減少，所以焦炭的熱反應(yīng)性較低，熱反應(yīng)后強(qiáng)度提高，焦炭的熱性能得到改

7、善。四、焦炭熱性能的影響因素堆比重/(t·m-3)M30/%M10/%CRI/%CSR/%0.7082.810.635.041.80.7782.78.433.148.00.8483.28.531.854.20.9181.48.329.358.74.2熄焦方法的影響為了對(duì)比不同的熄焦方法對(duì)焦炭熱性能的影響，進(jìn)行了多批量焦樣的熱態(tài)性能測(cè)定，得到了大量數(shù)據(jù)：濕熄焦：CRI29.5CSR59.0%，干熄焦:CRI24.3CSR64.8%對(duì)比：CRI-5.2CSR+5.8干熄焦的反應(yīng)性比濕熄焦的要下降5%左右

8、，反應(yīng)后強(qiáng)度比濕熄焦的也要提高5%左右。在配比相同且煉焦條件不變的情況下，干熄焦的熱性能要比濕熄焦的熱性能明顯改善。干焦在干熄焦?fàn)t內(nèi)緩慢冷卻，相當(dāng)于在焦?fàn)t中延長(zhǎng)了悶爐時(shí)間，提高其熱縮聚作用，并且沒(méi)有濕法熄焦過(guò)程中存在的急劇冷卻現(xiàn)象，微裂紋相對(duì)較少，同時(shí)，在長(zhǎng)達(dá)3～4h的干熄過(guò)程中，焦炭之間相互磨損，使其塊度均勻，相當(dāng)于起到了整粒作用，使其強(qiáng)度進(jìn)一步提高。4.3配合煤細(xì)度的影響對(duì)同種配合煤進(jìn)行不同程度的粉碎，焦炭的熱性能：表2不同細(xì)度配合煤對(duì)焦炭性能的影響%隨著配煤細(xì)度