發(fā)布時(shí)間：2021-04-07 23:59

　　焦炭是高爐煉鐵過程中不可替代的原燃料,石墨化行為是其在高爐內(nèi)的一個(gè)重要劣化機(jī)制。由于優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源短缺及未來高爐大型化的影響,對入爐焦炭的質(zhì)量要求越來越高,明確焦炭在高爐內(nèi)的劣化機(jī)制及石墨化機(jī)理,合理控制焦炭質(zhì)量是降低冶煉成本以及保證高爐穩(wěn)定順行的重要措施。詳細(xì)闡述了不同的熱處理溫度、焦炭的灰分以及渣鐵成分等因素對焦炭石墨化程度的影響。目前對于焦炭石墨化的理解還停留在宏觀尺度,對于其微觀反應(yīng)機(jī)理,特別是各種渣鐵和礦物的催化石墨化行為認(rèn)識還有待進(jìn)一步研究。 

【文章來源】：鋼鐵. 2020,55(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

焦炭微晶結(jié)構(gòu)

石川忠夫等[15]研究了在2 000℃以上的熱處理?xiàng)l件下，升溫速率以及加熱時(shí)間對焦炭石墨化的影響（圖2）。加熱升溫曲線以及石墨化程度隨加熱時(shí)間的變化如圖2(a）和（b）所示，不同熱處理方式下焦炭最終的平均石墨化程度如圖2(c）所示。結(jié)果表明：緩慢的升溫制度使得焦炭最終石墨化程度較好；溫度越高，最終的石墨化程度越好，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間就越少。但是關(guān)于升溫速率的研究忽視了焦炭在高于石墨化起始溫度后的加熱時(shí)間問題，因此結(jié)果并不具有對比性。研究表明，焦炭微晶的生長并不依賴于升溫或者降溫的速率，其最終石墨化程度主要與熱處理的最高溫度有關(guān)，對于某個(gè)確定的最高熱處理溫度，焦炭微晶的堆垛高度Lc會達(dá)到一個(gè)極限值[14]。Hilding T等[16-17]在試驗(yàn)高爐（EBF）中探究了焦炭的降解行為，發(fā)現(xiàn)從軟熔帶到爐缸區(qū)，焦炭微晶的堆垛高度Lc值與實(shí)測EBF溫度呈線性關(guān)系，如圖3所示[17]，在高爐內(nèi)溫度對焦炭結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的影響。

Vander Velden B等[18]對多種焦炭進(jìn)行高溫?zé)崽幚�，XRD結(jié)果顯示：1 500～1 700℃溫度范圍內(nèi)，焦炭的石墨化程度變化很大，且熱處理后焦炭表面和內(nèi)部的石墨化程度一樣，因此表明高溫石墨化過程貫穿整個(gè)焦炭塊。湛文龍等[19]將入爐焦炭在1 100～1 500℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行30min的熱處理，模擬焦炭在高爐下部高溫區(qū)的石墨化過程，熱處理后焦炭的XRD檢測結(jié)果表明：溫度每升高100℃，焦炭微晶的層片直徑La值提高約3%，堆垛高度Lc值約提高15%，層面間距d002值約降低2%，石墨化程度（r0）約為原來的2.8倍，如圖4所示。焦炭石墨化程度r0的計(jì)算公式見式（1)[20]。式中：Δd1為完全未石墨化的焦炭材料面間距（0.344 00nm）與待測石墨材料的層面間距（d002）的差值；Δd2為完全未石墨化的焦炭材料面間距與理想石墨材料層面間距（0.335 40nm）的差值（0.344 00-0.335 40=0.008 60nm）。


本文編號：3124446