焦炭光学组织与反应性关系的研究.pdf
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第3l卷第3期2005年6月包钢科技Science&TechnologyofBaotouSteel(Croup)CorporationV0131No3June,20Q5焦炭光学组织与反应性关系的研究付利俊,胡红玲(包钢(集团)公司焦化厂,内蒙古包头014010)摘要:
通过进行焦炭反应性试验,研究反应性前后焦炭的光学组织,预测焦炭的反应性强弱,有效利用各单种煤的特性,合理进行配煤炼焦,提高焦炭热反应强度。
关键词:
焦炭光学组织;焦炭反应性;单种煤;煤显微组分中图分类号:
TQ5312文献标识码:
B文章编号:
10095438(2005)03一005l一03ResearchOntherelationshipbetween0pticaltextureandcOkereactiOnFULijun,HUH0ngl讥g(c0砌谱用。
以Q厂Bto“eeZ(GrD印)c0,Pom砌n,耽ofou014010,ei胁,增,90Z,醌iM)Abstract:
ThroughcaHyingonexperimentoncokereaction,opticaltexturesbeforeandaftertllereactionarestudiedtocalculatetheintensity0fcokereaction,andthencharacteristicsofeachsin91ecoalcanbeuseeffectivelysoaSthecoalblendingcanbereasonablymadetoincreasethecokehotreactionstren昏hKeywords:
opticaltextureofcoke;cokereaction;sindecoal;coalmicrocomponent近几十年来,国内外对一些高炉进行解剖研究,取得了焦炭在炉内状况的丰富资料,认为现行冷态强度不能完全反映焦炭在高炉内的热性能,而焦炭反应性与焦炭在高炉中性状的变化有密切关系,能较好地反映焦炭在高炉中的状况,是评价焦炭热反应性的重要指标。
一般对于焦炭热反应性反应机理的研究,认为焦炭热反应性主要是汽化反应(c0:
+c一2cO),它消耗炭素,使焦炭气孔壁变薄,促使焦炭强度下降,粒度变小。
此次研究主要是从煤岩学角度剖析焦炭热反应机理,从单种煤焦炭的光学组织研究热反应性,有利于合理进行配煤,提高配合煤的质量,有利于提高焦炭在高炉中的热反应强度。
1试验部分11试验原料试验主要采用包钢焦化厂现使用的煤种作为原料,根据国家标准对其进行了工业分析、粘结指数的胶质层最大厚度的测定,其数据见表1。
表l单种煤常规分析12试验方法将单种煤在20kg焦炉中成焦,其中20kg焦炉收稿日期:
2005一0425作者简介:
付利俊(1972一),男,内蒙古土左旗人,工程师,现从事煤焦检验工作。
万方数据万方数据52包钢科技第3l卷装煤量(于基)为23b,装炉煤水分为(101),燃烧室温度在(108010),结焦时间为8h,焦饼中心温度大于950。
成焦后留取部分焦炭进行光学组织的测定,其余焦炭按照国家标准进行热反应强度的试验。
试验完成后,将热反应强度测定前和测定后的焦炭分别进行制样,其破碎到粒度为02一15mm的焦炭,取5g焦炭加入一定比例的粘结剂、固化剂和促进剂混合搅拌制成焦砖,将其中一个面制成合格的光面【lj,在国产HY4显微光度计(海南大学研制)下做焦炭的光学组织分析。
2试验结果与讨论21单种煤焦炭的光学组织特征将在20妇焦炉中成焦后的焦炭制成焦砖,在显微光度计下测定400点以上,其光学组织特征见表2。
表2单种煤焦炭反应性前的光学组织编号各向同性细粒镶嵌中粒镶嵌粗粒镶嵌不完全纤维完全纤维片状丝炭与破片143OO934705OOI0O2I04878173177239”6183318363082118O1924683872167621O868I191248545445242304752由数据显示,河杨焦炭的光学组织以细粒镶嵌和中粒镶嵌为主,各向同性、丝炭和破片相对较多。
其原因从表1常规分析可知河杨煤属于l2zN,镜质组在成焦过程中中间相分子的原始顺序化程度低,使球体生长、长大、融并等的发展都受到很大的限制j所以形成以各向同性、细粒镶嵌和中粒镶嵌为主的光学性质。
同时,含有较多的丝炭和破片,降低了焦炭的强度,因为丝炭和破片主要是由煤中的惰性组织如丝质组转变而成【2J。
乌焦的光学组织主要以粗粒镶嵌、不完全纤维、完全纤维以及丝炭与破片为主,由于含有较高的丝炭和破片,降低了其结焦性。
否则,乌焦是比较好的煤类。
卡布其的光学组织以中粒镶嵌、粗粒镶嵌、不完全纤维以及丝炭与破片为主,虽然从常规分析角度看,与乌焦是同一类煤,但从焦炭的光学组织分析,其结焦性不如乌焦。
古交和大武口光学组织以中粒镶嵌、粗粒镶嵌、不完全纤维为主,但由于他们的丝炭和破片含量较低,其结焦性较乌焦类好。
邯郸光学组织主要以粗粒镶嵌、不完全纤维、完全纤维为主,其丝炭和破片组织非常低,所以是非常好的焦煤。
马兰从常规分析划分为焦煤,但从光学组织分析倾向于肥煤特征。
阿刀亥的光学组织特征主要以完全纤维、片状、丝炭与破片为主,一般较高变质程度煤的镜质组,在加热过程中大多数多会经软化、熔融形成片状结构,这是典型的瘦煤,由于含有较高的丝炭与破片,其结焦性比较差。
22焦炭反应性前后的光学组织变化焦炭的反应性决定于焦炭光学组织、焦炭表面积和焦炭所含灰分的种类。
其中焦炭光学性质和焦炭反应性之间的关系是主要的。
此次试验通过测定焦炭反应性前后的光学组织,发现它们之间的相关关系。
测定的结果见表3。
由数据显示焦炭反应前的光学组织各向同性、丝炭与破片较反应后的含量高,说明其抗反应性较各向异性组织(包括细粒镶嵌、中粒镶嵌、粗粒镶嵌、不完全纤维、完全纤维和片状)差。
各向异性组织中由于不完全纤维组织介于粗粒镶嵌和完全纤维之间,测定时划分比较困难,所以应反前和反应后组织3555575634拍”旧M铂”83l6499975j”坫掩勰”BHHo4o一9o4o坫五垮H他乱拍卜坫b:
69739272623lO32O2Ol3仍H如掩mM罴:
=万方数据万方数据第3期焦炭光学组织与反应性关系的研究53变化未达到一定关系,但从整体数据分析,焦炭的各向异性效应愈强,抗反应性愈强。
表3焦炭反应性前后的光学组织对比数据3结束语通过单种煤焦炭反应性试验前光学组织的特征分析,以及反应性试验后光学组织的变化研究,认为焦炭的反应性受各向同性组织、丝炭和破片组织影响较大,随着各向同性组织,丝炭和破片组织含量增加,焦炭的反应性变高;另外,各向异性组织对焦炭的反应性有抑制作用,随着各向异性效应增强,焦炭反应性降低。
通过研究后我们可以用焦炭的光学组织预测焦炭的反应性强弱,有效利用各单种煤的特性,合理进行配煤炼焦,提高焦炭热反应强度。
但高炉内焦炭的反应性与焦炭含碱金属如K、Na含量密切相关,特别是包钢铁矿复杂,碱金属含量非常高,而此次焦炭反应性试验是在理想状态下进行,不能确切反映焦炭在高炉内的热反应性。
所以还需要进行含碱试验的研究。
2参考文献YB,m771995,焦炭光学组织分析样品的制备方法s张亚云应用煤岩学基础M北京:
冶金工业出版社,1990万方数据万方数据
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- 焦炭 光学 组织 反应 性关系 研究