高爐大噴煤等新技術(shù)應(yīng)用,及全氧高爐煉鐵技術(shù)和高爐噴吹焦?fàn)t煤氣技術(shù)的發(fā)展,使高爐的焦比大幅降低,從而使焦炭的機(jī)械負(fù)荷和化學(xué)反應(yīng)負(fù)荷增加,對焦炭性能提出了更高的要求。與此同時,這些新技術(shù)的應(yīng)用會使高爐煤氣成分發(fā)生重大變化,其中H2O含量增加對焦炭的反應(yīng)行為和強(qiáng)度的影響應(yīng)引起重視。本文采用幾種典型煉焦煤定向制備不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭,綜合運用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、熱重分析儀及多種理化性能和力學(xué)性能檢測方法,開展了CO2和H2O條件下焦炭微觀結(jié)構(gòu)演變行為及其對強(qiáng)度影響研究,以期揭示高爐中焦炭微觀結(jié)構(gòu)演變對其宏觀性能影響規(guī)律,為新工藝下焦炭的選擇及焦炭宏觀性能調(diào)控提供參考依據(jù)。首先,綜合運用光學(xué)顯微鏡、拉曼光譜及壓汞儀等檢測手段,研究了溶損過程焦炭光學(xué)組織、孔隙結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。結(jié)果表明,CO2和H2O對不同光學(xué)組織的溶損作用具有選擇性,光學(xué)組織反應(yīng)性越高溶損后結(jié)構(gòu)差別越小,與CO2條件相比,H2O對反應(yīng)性越低光學(xué)組織的選擇性越強(qiáng)。相同反應(yīng)率下,隨CO2-H2O氣體中H2O含量增加焦炭平均孔徑降低,比表面積增加,孔徑分布峰值對應(yīng)的孔徑向低數(shù)值側(cè)移動。CO2氣體中添加H2O后能夠促進(jìn)小孔的生成...

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 焦炭微觀結(jié)構(gòu)研究
        2.1.1 焦炭物理化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
        2.1.2 焦炭孔隙結(jié)構(gòu)表征
        2.1.3 焦炭光學(xué)組織表征
    2.2 焦炭氣化反應(yīng)行為研究進(jìn)展
        2.2.1 固定床法
        2.2.2 熱重法
        2.2.3 流化床-氣體分析儀聯(lián)用法
        2.2.4 焦炭氣化反應(yīng)行為表征新方法
    2.3 焦炭力學(xué)性能研究
        2.3.1 焦炭反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度評價方法
        2.3.2 高爐焦炭高溫強(qiáng)度研究進(jìn)展
    2.4 課題提出、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        2.4.1 課題的提出和意義
        2.4.2 主要研究內(nèi)容
        2.4.3 創(chuàng)新點
3 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭的定向制備
    3.1 焦煤綜合性能評價
    3.2 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭的定向制備
        3.2.1 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭制備
        3.2.2 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭基礎(chǔ)物性分析
        3.2.3 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭光學(xué)組織分析
    3.3 焦炭微觀結(jié)構(gòu)表征
        3.3.1 焦炭物理化學(xué)結(jié)構(gòu)特征分析
        3.3.2 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭孔隙結(jié)構(gòu)分析
    3.4 本章小結(jié)
4 氣化反應(yīng)過程焦炭微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律研究
    4.1 實驗裝置與方法
        4.1.1 焦炭氣化反應(yīng)實驗
        4.1.2 焦炭孔隙結(jié)構(gòu)測試
        4.1.3 焦炭物理化學(xué)結(jié)構(gòu)測試
    4.2 氣化反應(yīng)過程中焦炭光學(xué)組織演變規(guī)律研究
        4.2.1 CO₂和H₂O氣氛下焦炭光學(xué)組織演變規(guī)律
        4.2.2 CO₂和H₂O氣氛下光學(xué)組織氣化機(jī)理
    4.3 CO₂和H₂O氣氛下焦炭孔隙結(jié)構(gòu)研究
        4.3.1 CO₂和H₂O氣氛下焦炭孔隙結(jié)構(gòu)變化規(guī)律
        4.3.2 CO₂和H₂O氣氛下焦炭孔隙結(jié)構(gòu)時空變化規(guī)律
    4.4 CO₂和H₂O氣氛下焦炭的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)特征分析
        4.4.1 CO₂和H₂O氣化反應(yīng)前后焦炭化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        4.4.2 CO₂和H₂O氣化反應(yīng)前后焦炭微晶結(jié)構(gòu)分析
    4.5 本章小結(jié)
5 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭氣化反應(yīng)特性研究
    5.1 實驗裝置與方法
        5.1.1 焦炭氣化反應(yīng)實驗
        5.1.2 焦炭氣化反應(yīng)性評價
        5.1.3 動力學(xué)計算方法
    5.2 炭種對氣化反應(yīng)行為的影響
    5.3 粒度對焦炭氣化反應(yīng)行為的影響
    5.4 H₂O含量對焦炭氣化反應(yīng)行為的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 焦炭光學(xué)組織力學(xué)性能研究
    6.1 實驗裝置與方法
    6.2 氣化反應(yīng)前后光學(xué)組織微區(qū)力學(xué)性能
    6.3 本章小結(jié)
7 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭宏觀強(qiáng)度研究
    7.1 實驗裝置與方法
        7.1.1 實驗原料
        7.1.2 焦炭抗拉強(qiáng)度實驗
        7.1.3 焦炭力學(xué)性能評價方法
    7.2 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭抗拉強(qiáng)度
        7.2.1 反應(yīng)率對抗拉強(qiáng)度影響規(guī)律
        7.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)對焦炭抗拉強(qiáng)度影響規(guī)律
    7.3 不同微觀結(jié)構(gòu)焦炭力學(xué)性能評價
    7.4 焦炭高溫抗拉強(qiáng)度
        7.4.1 反應(yīng)率對焦炭高溫抗拉強(qiáng)度影響規(guī)律
        7.4.2 溫度對焦炭抗拉強(qiáng)度影響規(guī)律
        7.4.3 焦炭高溫力學(xué)性能評價
    7.5 本章小結(jié)
8 模擬高爐條件下焦炭反應(yīng)行為和強(qiáng)度研究
    8.1 實驗裝置與方法
    8.2 模擬高爐條件下焦炭反應(yīng)行為和強(qiáng)度
        8.2.1 焦炭氣化反應(yīng)行為和強(qiáng)度
        8.2.2 焦炭氣化反應(yīng)過程微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律
    8.3 模擬不同高爐條件下焦炭粉化機(jī)理
        8.3.1 不同高爐條件下焦炭粉化機(jī)理
        8.3.2 不同高爐條件下焦炭抗拉強(qiáng)度
    8.4 對焦炭生產(chǎn)和高爐使用的建議
    8.5 本章小結(jié)
9 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3899504