通常認(rèn)為,高爐中堿金屬極大程度的加劇了焦炭劣化。為了模擬高爐中焦炭吸附堿金屬的特性,采用高溫碳熱還原法制取K、Na蒸汽,并對四種工業(yè)焦炭進(jìn)行了純K蒸氣、純Na蒸氣和K、Na比為1:1的堿金屬蒸汽吸附測試。吸附結(jié)果表明,焦炭對鉀鈉比為1:1的堿金屬蒸汽吸附量最大,對K蒸汽的吸附量最小。結(jié)合對富集堿金屬焦炭核心區(qū)域的電鏡及能譜分析發(fā)現(xiàn),焦炭對鈉的吸收量多于對鉀的吸收,焦炭內(nèi)核的Na明顯多于K,說明Na蒸汽能進(jìn)入焦炭更深的內(nèi)部。對未吸附堿金屬焦炭進(jìn)行微米級顯微氣孔結(jié)構(gòu)、光學(xué)組織分析以及比表面分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),堿金屬富集量高的焦炭具有光學(xué)組織各向異性程度高、孔隙率高、平均孔徑大和比表面積大的特性。富堿焦炭的機(jī)械強(qiáng)度測試和國標(biāo)熱性質(zhì)指標(biāo)（CRI、CSR）測試表明,焦炭的機(jī)械強(qiáng)度均有一定程度降低,CRI顯著提高,CSR顯著下降。對其進(jìn)一步用連續(xù)熱失重法測試得到的結(jié)果表明,K和Na對焦炭溶損過程的催化有一定差異。富K焦炭在溶損前期的反應(yīng)速率快,富Na焦炭在溶損后期的反應(yīng)速率快;由于溶損反應(yīng)更趨近于表面反應(yīng),所以富K焦炭的CSR₂₅更高。Na對焦炭內(nèi)核有更強(qiáng)的催化作用,所以富Na焦... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

高爐爐型示意圖

第1章文獻(xiàn)綜述-5-并形成初渣。由于這一區(qū)域為堿富集區(qū)[7]，焦炭結(jié)構(gòu)會因堿金屬的侵蝕而遭到更加嚴(yán)重的破壞，其塊度、強(qiáng)度急劇下降，同時焦炭劣化程度的加深使其粉化現(xiàn)象更加嚴(yán)重，降低了高爐的透氣性。因此，保持焦炭塊度大小均勻和提高焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度對改善高爐軟熔帶狀況有重要作用。1—塊狀帶；2—軟融帶；3—滴落帶；4—風(fēng)口區(qū)；5—死料柱圖2高爐區(qū)域分布Fig.2Regionaldistributioninblastfurnace3）滴落帶：滴落帶在軟融帶下方，溫度在1350℃以上。在滴落帶中，滴落的液態(tài)渣鐵會與焦炭進(jìn)行多種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，同時由于液態(tài)渣鐵的剝蝕，焦炭的質(zhì)量會進(jìn)一步下降。液鐵與焦炭進(jìn)行反應(yīng)的過程中，會出現(xiàn)生鐵滲碳現(xiàn)象，液鐵的碳含量增加到2%，在進(jìn)入爐缸之前，其碳含量達(dá)到4%左右。雖然滲碳作用促進(jìn)焦炭的溶損劣化并降低其質(zhì)量，但是滴落帶中焦炭的溶損反應(yīng)程度已經(jīng)下降，所以焦炭不會發(fā)生更深層次的劣化，它仍可以維持煤氣流的均勻流動并作為料柱骨架支撐滴落帶，保證高爐的透氣性。4）風(fēng)口回旋區(qū)：風(fēng)口回旋區(qū)是爐缸外圍焦炭燃燒的空腔，焦炭及煤粉與鼓入的熱風(fēng)發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生高熱煤氣，是爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域�；匦齾^(qū)周圍的焦炭塊度大小不一，進(jìn)入回旋區(qū)時焦炭互相碰撞，因此各個塊度的焦炭進(jìn)入回旋區(qū)的速度各不相同。由此導(dǎo)致焦炭在回旋區(qū)中的速度塊且波動范圍很大。由于焦炭塊度大，比表面積小，焦炭不能在極短的時間內(nèi)完全燃燒分解，所以焦炭會在鼓風(fēng)作用的撞

華北理工大學(xué)碩士論文-6-擊下不斷的進(jìn)行回旋運動，直至燃燒到完全氣化。因鼓風(fēng)動能和爐料移動，焦炭在空腔外圍以不同的狀態(tài)分布在整個風(fēng)口區(qū)域，如圖3所示。在爐中作高速回旋運動的爐料和氣流產(chǎn)生的離心力與作用在此區(qū)域外部的料柱有效重力存在相平衡，進(jìn)而在風(fēng)口前形成了有一定尺寸的梨形疏松區(qū)，即回旋區(qū)。在回旋區(qū)中，焦炭會劇烈的燃燒。回旋區(qū)上方是來自滴落帶的大塊焦炭，這部分焦炭稱為爐腹焦。爐腹焦會源源不斷的進(jìn)入風(fēng)口回旋區(qū)中燃燒氣化。爐腹焦的強(qiáng)度大小和受熱劣化的行為對對風(fēng)口區(qū)的狀態(tài)有重要影響。由于焦炭塊度較大，在回旋區(qū)未完全燃燒的焦炭會暫時進(jìn)入?yún)^(qū)域3中并再次回到回旋區(qū)中繼續(xù)燃燒。這些不斷循環(huán)的焦炭所在的區(qū)域稱為回旋區(qū)焦炭。它受到了嚴(yán)重的磨損碰撞和高溫的影響，其表面有較高的石墨化度。燃燒磨損后的焦粉會隨著液鐵、液渣沉積到回旋區(qū)下方并緊密堆積在一起，這個區(qū)域稱為雀巢焦，若進(jìn)料的焦炭是容易粉化的焦炭，則雀巢焦會擴(kuò)大，進(jìn)而破壞高爐的透氣性，不利于液鐵、液渣的下行。雀巢焦下方是大塊焦炭區(qū)，它是在中心死料柱移動和風(fēng)口與風(fēng)口間的焦炭堆向下移動中形成的。1—回旋區(qū)；2—爐腹焦；3—回旋區(qū)焦炭；4—雀巢焦；5—大塊焦炭區(qū)；6—死料柱圖3風(fēng)口回旋區(qū)周圍的焦炭[4]Fig.3Cokearoundraceway[4]5）死料柱：死料柱是滴落帶下方中心部位的焦炭。這部分焦炭處在上部爐料的壓力之下和下部液態(tài)渣鐵的浮力之上，四周還受到鼓風(fēng)的影響，因此它始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)，直到碳素完全耗盡，灰分進(jìn)入渣中為止。死料柱除了對煤氣和液態(tài)渣鐵起到滲透作用外，還會影響爐缸的活躍程度和出鐵出渣時渣、鐵的流動狀態(tài)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]高爐堿金屬行為的研究[D]. 劉偉.武漢科技大學(xué) 2004



本文編號：3130877