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    影响焦炭质量的因素有哪些 影响焦炭质量因素的探讨

    时间：2020-03-19 07:57:51来源：百花范文网本文已影响人
    焦炭产品质量优劣直接影响钢铁产品质量和成本。要想改善焦炭质量，达到提高焦炭强度、密度的目的,只能从结焦机理、炼焦工艺等方面寻找途径。从结焦机理看,在干馏过程中煤质软化→熔融→膨胀→固化→收缩→成焦这一过程是必经的。在这一过程中,只要配合煤具有良好的熔融性、粘结性,使固体物质空隙填满,固、液体物质充分附着,是可以提高密度和强度的。从生产工艺看,如能合理控制结焦过程,也会对气孔率等产生较大影响。因此看出,配合煤性质是影响焦炭质量的内部因素,是基础;生产工艺是影响焦炭质量的外部因素,是保证。只有合理调节内因,控制外因才可获得理想焦炭产品。
    一、 影响焦炭质量煤的因素
    1. 配合煤煤化程度参数
    　　代表煤化程度的指标有挥发分Vdaf和镜煤平均最大反射率Rmax。二者之间存在明显线性相关关系,
    　　其关系式为:
    　　Rmax = 2.35 - 0.041Vdaf
    挥发分容易测定,且可按加成性计算,因此只需对挥发分重点分析。　　
    挥发分对焦炭质量的主要影响是:
    (1)挥发分过高,收缩度大,易造成焦炭平均粒度呈条状减小;抗碎强度降低;焦炭气孔壁薄,气孔率增大。
    (2)挥发分偏低,收缩度小,易造成炉墙压力增大,还可能造成难推焦,损坏焦炉设备。因此,在配煤中挥发分应作为重要参数调控。
    　　挥发分Vdaf一般控制24%～30%较为适宜。
    2. 配合煤粘结性参数
    　　表征配合煤粘结性的指标主要有膨胀度b、流动度MF和胶质层厚度Y等。
    　　在配合煤中由于各单种煤煤化程度区间不同,其塑性温度区间也不同,这就使不同配合煤具有不同膨胀度和流动度,且配合煤的膨胀度、流动度不具有可加成性,配煤时需要实际测定。膨胀度、流动度表征了煤质中活性物的含量和性质,其量值大小对焦炭密度强度存在影响。因其测定较复杂,不将其作为主要参数控制。但一般配合煤应控制膨胀度b不小于50%。
    　　胶质层厚度Y较直观地表征了配合煤中胶质体的含量。要炼制好的焦炭首先需要有足够量的胶质体来充分浸润、粘结煤中固化物质。但胶质体过量,会影响结焦过程中挥发物的溢出,而影响焦炭质量。因此在配煤时应合理控制Y值。但因Y值只反映胶质体的含量而不反映其性质,相同Y值的不同配煤会形成不同强度的焦炭,因此应将Y值作为配煤中的重要参数而不作为预测强度的主要参数。实验证明Y值对于配合煤具有可加成性。这样只要在保证适当Y值(一般为15～20mm)的基础上合理调整配煤方案则可有效控制焦炭密度和强度。
    3. 配合煤结焦性参数
    粘结指数G表征了煤的粘结能力,同时又反映了煤的结焦性能,要炼制高强度的焦炭必须有足够的G值,而过高的G值又会造成焦炭变脆,强度降低。因此,在配煤中应将G值作为重要参数加以控制。一般控制G在60～75较为适宜。根据煤的粘结指数，可以大致确定该煤的主要用途，一般地说，结焦性好的煤，粘结性也好。
    4. 活性物、惰性物组分
    从煤岩学理论发展起来的煤岩配煤技术,更清楚、更直观地将配合煤分为活性组分TR和惰性组分TI,通过寻找最佳强度时的活、惰比,达到预测配煤的目的。这一技术对研制高密度铸造焦是一个很好启示。不仅应合理控制活、惰性组分的含量,还应控制其组分性质。
    　　惰性物对焦炭真比重、强度、块度等有很大影响,因此配煤时不仅应控制其含量,还应控制其性质,使惰性物具有较高的真比重、强度和附着粘结物的能力。可以通过填加延迟粉、焦粉等惰性物的方法进行调节。
    活性物对焦炭密度、气孔、强度等影响较大,可以通过填加沥青、重油等活物的方法调节其性质。
    二、影响焦炭质量的工艺因素
    1. 装炉煤堆比重
    　　入炉煤堆比重是影响焦炭气孔率的显见因素。对顶装式焦炉应通过对装平煤过程的控制,尽量增大堆比重。一是装煤要快、要满;二是平煤要压实、平透。这样一可增加入炉煤上下部堆比重二可减少炉顶泡焦量,提高成焦率。例如66型焦炉入炉煤量从3.8t/炉增加到4.2t/炉,泡焦率可减少5%以上；
    对捣固焦而言，捣实后煤饼由0.7—0.9-1.15t／m3.
    2. 入炉煤水份
    入炉煤水份对焦炭强度、气孔率都有影响,一是影响入炉煤堆比重。水份增大,堆比重减小;二是影响焦炉温度。水份高不仅影响炭化室焦炭成熟时间,更重要的是由于其蒸发大量吸热的过程造成相邻炭化室炉温波动,影响其焦炭的收缩和成焦。造成视密度降低和气孔率增大。入炉煤水份一般控制在7%-10%较为适宜。
    3. 装炉煤的粒度
    　　要炼制高密度焦炭,应考虑配合煤原料的不同性质,对其粒度区别控制。对于填加的惰性物如延迟粉、焦粉等细度应严格控制,以利于其被活性物浸润、吸附和粘结。对于难粉碎的硬煤如瘦煤、气煤等细度应控制在3mm以下。而对于粘结性、流动性好的原料如肥煤、沥青等细度控制可相对宽松,以利于其流动性、粘结性的发挥。采用选择性破碎技术对于改善焦炭致密性有着重要作用。
    4. 干馏温度管理
    干馏温度直接影响焦炭的成焦过程。炉温高低、波动直接影响焦炭块度、气孔率。特别在半焦收缩阶段,如果炉温向下波动对焦炭缩聚和最终热分解产生影响,会直接影响焦炭气孔率。因此对于干馏过程,一是要确定合适的标准温度,满足成焦需要;二是加热温度应均匀平稳,使煤质成焦过程均匀,稳定。
    5. 延时出焦
    　　炼制高密度焦炭,当焦饼经干馏成熟后应让焦炭在炉内再停留一段时间,使结焦后期的热分解与热缩聚程度提高,即可降低焦炭挥发分,又可提高焦炭气孔壁的致密性。我国炼焦业常采用此方法。用延时出焦方法生产的焦炭可以提高假比重,降低气孔率,提高焦炭的热态物理性能。
    三、 结论
    　　焦炉炼制高强度、高密度焦炭,一方面取决于配合煤原料的性质,另一方面取决于炼焦工艺管理。配合煤方面,在多重煤质参数中,V、G 、Y、TI(TR)等五项参数是重要影响因素。其中影响气孔率的因素主要为V、Y、G、TR等 ,影响真比重的因素主要为TI。五项参数均对强度产生影响,且因素间存在相互影响和制约关系。配煤时可以V-G作为主要参数,同时兼顾其它重要参数,使之达到综合平衡,则可制定出 适宜的配煤方案;炼焦工艺管理方面,入炉煤粒度、水份、堆比重、干馏温度、延时出焦等五大工艺指标对焦炭密度、块度和强度等都有重要影响,必须严格控制。实践证明,只要合理调节配合煤五大参数,严格控制炼焦过程的五大工艺指标,可以有效改善焦炭物理性能,炼制出高密度、高强度优质焦炭。
    山西西山煤气化有限责任公司  徐建明  

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