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高炉焦炭基质性质与综合热性质相关性研究

高炉焦炭基质性质与综合热性质相关性研究

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作者：郭春雷辽宁科技大学

学位级别：硕士

随着高炉向大型化发展,高炉冶炼对焦炭的质量要求越来越高,焦炭质量的影响因素中包括基质性质,因此,从基质角度出发,科学合理的认识焦炭抗溶损劣化能力尤为重要。本文首先采用国标检测方法测定焦炭反应性(CRI)、反应后强度(CSR)和新的... 详细信息

随着高炉向大型化发展,高炉冶炼对焦炭的质量要求越来越高,焦炭质量的影响因素中包括基质性质,因此,从基质角度出发,科学合理的认识焦炭抗溶损劣化能力尤为重要。本文首先采用国标检测方法测定焦炭反应性(CRI)、反应后强度(CSR)和新的综合热性质检测方法测定焦炭溶损速率(CRR)、等溶损率后强度(CSR),对比分析两种方法的检测结果;然后,分别研究焦炭的基质反应性、灰成分催化作用和微晶结构,建立焦炭基质性质与综合热性质的相关性,为充分认识焦炭溶损劣化机理提供理论依据。主要结论如下:(1)在对比分析中,发现Coke A的CSR(67.20%)大于Coke B(62.10%),说明Coke A的抗溶损劣化能力更强。但随温度升高(1100→1300℃),Coke A的CSR波动较大(66.49→62.04→67.62%),而Coke B变化趋势平缓(66.62→63.91→65.10%),且在1250℃前Coke B的CSR高于Coke A。可见,CSR-T作为CSR的辅助指标,更好的识别了焦炭抗溶损劣化能力随温度的变化规律。(2)在基质反应性与综合热性质的相关性分析中,发现Coke A和Coke B的CSR随着碳质溶损速率(CMRR)的增加均呈现先减小后增大的抛物线型趋势,相关性良好,R分别为0.96、0.87。同时,通过修正的随机孔模型(MRPM)求得Coke A与Coke B的活化能分别为114.4 k J/mol、112.1 k J/mol,说明Coke B的基质反应性高于Coke A,更容易发生溶损反应。(3)在灰成分催化作用与综合热性质的相关性分析中,发现Coke A和Coke B的催化指数(MCI)与CSR呈现一定相关性,MCI越大,对溶损反应的催化作用越强,对焦炭强度的破坏则越强,CSR就越小,这一规律主要体现在1200～1300℃温度区间内,如在1250℃时,Coke A的MCI远大于Coke B,Coke A的CSR就明显小于Coke B。(4)在微晶结构与综合热性质的相关性分析中,发现微晶高度(L)、层片间距(d)是CSR的主要影响因素,Coke A和Coke B的L、d的增大,使微晶结构变疏松,促进了焦炭气化反应的进行,加快了反应速率,进而降低了焦炭的等溶损率后强度。(5)从基质角度整体看,对两种焦炭CSR影响强弱的排序依次为基质反应性、灰成分催化作用、微晶结构。

关键词：焦炭综合热性质基质反应性灰成分催化作用微晶结构

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