我國優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源日益枯竭,從國外引進(jìn)焦煤和肥煤價(jià)格又太高,傳統(tǒng)頂裝煉焦工藝不利于鋼鐵企業(yè)降低成本。搗固煉焦技術(shù)可以在多配入弱粘結(jié)煤的條件下生產(chǎn)出滿足高爐使用指標(biāo)的焦炭,具有節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤和降低成本的優(yōu)勢(shì),然而搗固焦炭在高爐中的使用效果也眾說紛紜、褒貶不一。搗固焦炭在工藝和配煤結(jié)構(gòu)都和頂裝焦炭不同,所以常用指標(biāo)和微觀結(jié)構(gòu)與頂裝焦炭存在較大差距,本文通過對(duì)一種搗固焦炭和一種頂裝焦炭的基礎(chǔ)指標(biāo)、微觀結(jié)構(gòu)、氣化反應(yīng)特性以及反應(yīng)后結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行對(duì)比研究,綜合比較兩種焦炭差異。主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)搗固焦炭和頂裝焦炭化學(xué)成分相近,冷態(tài)強(qiáng)度指標(biāo)一致,國標(biāo)CRI高于頂裝焦炭,國標(biāo)CSR低于頂裝焦炭,等溶損率及基質(zhì)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明,頂裝焦炭和搗固焦炭等溶損率后強(qiáng)度CSR_25(N-Iso)差值比國標(biāo)CSR差值減小,說明搗固焦炭國標(biāo)反應(yīng)后強(qiáng)度低的主要原因是溶損率過高,而與焦炭物理結(jié)構(gòu)包含的氣孔結(jié)構(gòu)和基質(zhì)強(qiáng)度無明顯關(guān)系,頂裝焦炭因各向同性等光學(xué)組織成分稍多,故基質(zhì)反應(yīng)性稍高。(2)頂裝焦炭內(nèi)部大氣孔數(shù)量較多、氣孔形狀比較規(guī)則、分布均勻,溶損反應(yīng)后氣孔壁上形成許多小氣孔,原有氣孔變大,氣孔率增加,溶損后氣孔分布比較均勻;搗固焦炭內(nèi)部小氣孔數(shù)量較多,存在相當(dāng)多一部分扁孔,長寬比很大,增加了搗固焦炭的比表面積,進(jìn)而增加焦炭反應(yīng)性,使得氣化反應(yīng)失重率增加,此外氣孔形狀不規(guī)則、分布不均勻,孔壁薄厚不一,溶損反應(yīng)后,小氣孔變大,氣孔壁逐漸變薄,焦炭內(nèi)部的閉氣孔變成開氣孔并且參與反應(yīng),氣孔率增加幅度大于頂裝焦炭,溶損后氣孔分布不均勻,抗溶損能力稍差。(3)使用不同溫度下溶損率25%的反應(yīng)后強(qiáng)度CSR_25(Iso)探討溶損反應(yīng)動(dòng)力學(xué)行為對(duì)搗固焦炭和頂裝焦炭溶損后強(qiáng)度的影響,對(duì)等時(shí)間法(國標(biāo))和等溶損率法對(duì)比。結(jié)果表明,與國標(biāo)法相比,等溶損率法測(cè)得的焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度差距較小,隨著反應(yīng)溫度升高,兩種焦炭反應(yīng)速率明顯升高,除搗固焦炭在1150℃反應(yīng)后強(qiáng)度最低,兩種焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度明顯增加,并且差距不大;通過模式配合法求得粉狀頂裝焦炭和搗固焦炭的活化能分別為146.5kJ/mol和166.66kJ/mol,不同溫度下塊狀焦炭反應(yīng)速率與粉狀焦炭對(duì)比可知,低溫下因搗固焦炭氣孔發(fā)達(dá)、比表面積大,活性位點(diǎn)比較多,更容易與CO_2接觸并反應(yīng),高溫下?lián)v固焦炭基質(zhì)反應(yīng)速率高于頂裝焦炭加之氣孔發(fā)達(dá),即使趨于表面反應(yīng),搗固焦炭反應(yīng)速率高于頂裝焦炭。
【學(xué)位單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TQ520.1
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 文獻(xiàn)綜述
    1.1 引言
    1.2 高爐中焦炭的作用及其質(zhì)量評(píng)價(jià)
        1.2.1 焦炭在高爐中的作用
        1.2.2 焦炭質(zhì)量評(píng)價(jià)主要指標(biāo)
    1.3 焦炭在高爐中的行為
        1.3.1 焦炭在高爐中的狀態(tài)
        1.3.2 高爐中焦炭的劣化
    1.4 搗固焦炭簡介
        1.4.1 搗固煉焦技術(shù)簡介
        1.4.2 國內(nèi)外搗固煉焦發(fā)展和研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究意義和主要內(nèi)容
2. 焦炭基礎(chǔ)性能及熱性質(zhì)指標(biāo)分析
    2.1 實(shí)驗(yàn)方案及方法
        2.1.1 焦炭工業(yè)分析和元素分析
        2.1.2 焦炭轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度測(cè)定
        2.1.3 焦炭熱態(tài)性質(zhì)測(cè)定
        2.1.4 焦炭基質(zhì)反應(yīng)性測(cè)定
        2.1.5 焦炭石墨化度測(cè)定
        2.1.6 焦炭光學(xué)組織結(jié)構(gòu)測(cè)定
    2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        2.2.1 焦炭基礎(chǔ)性能指標(biāo)分析
        2.2.2 兩種實(shí)驗(yàn)方法反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度比較
        2.2.3 焦炭基質(zhì)反應(yīng)性分析
    2.3 小結(jié)
3. 焦炭氣孔結(jié)構(gòu)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)方案及方法
        3.1.1 排水法焦炭氣孔率測(cè)定
        3.1.2 焦炭氣孔分布及比表面積測(cè)定
        3.1.3 焦炭氣孔形貌及圖像分析法氣孔率測(cè)定
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        3.2.1 焦炭氣孔結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 溶損反應(yīng)后焦炭氣孔結(jié)構(gòu)變化
    3.3 小結(jié)
4. 焦炭溶損反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析
    4.1 實(shí)驗(yàn)方案及方法
        4.1.1 粉狀焦炭氣化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案
        4.1.2 塊狀焦炭溶損反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案
    4.2 結(jié)果分析及討論
        4.2.1 粉狀焦炭氣化反應(yīng)特性研究
        4.2.2 塊狀焦炭溶損反應(yīng)特性研究
    4.3 小結(jié)
5. 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
作者簡介

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本文編號(hào)：2860623