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煤炭学报 2023年第11期48卷 4183-4191页

作者：刘洋王明登徐国忠郑亚杰李超钟祥云刘洋白金锋辽宁科技大学辽宁省煤化工工程技术研究中心辽宁鞍山114051 中冶焦耐工程技术有限公司辽宁大连116085

在国家“双碳”目标及富氢高炉开发利用背景下,对焦炭在高炉中的性能提出了更高要求。除常规的热态性能指标外,焦炭的块度受到更多关注。炼焦煤的热解收缩性能是决定焦炭成块性能至关重要的因素。对不同变质程度炼焦煤进行2 kg焦炉炼焦... 详细信息

在国家“双碳”目标及富氢高炉开发利用背景下,对焦炭在高炉中的性能提出了更高要求。除常规的热态性能指标外,焦炭的块度受到更多关注。炼焦煤的热解收缩性能是决定焦炭成块性能至关重要的因素。对不同变质程度炼焦煤进行2 kg焦炉炼焦试验,分析炼焦煤细度对其焦炭成块性能的影响规律。采用改进的奥亚膨胀仪对8种不同变质程度炼焦煤在300~900℃内的热解收缩性能进行深入研究,探讨了煤热解收缩系数与其收缩动力学特性对焦炭成块性能的影响,并建立热解收缩系数及热解活化能与焦炭平均块度的数学关系,试图通过炼焦煤热解收缩特性对焦炭平均块度进行预测。结果表明,焦炭的平均块度随炼焦煤变质程度的升高呈增大趋势。YK气煤的平均块度较低,仅为38.9 mm。SAJ焦煤和BBG瘦煤的平均块度较高,分别为50.5、48.5 mm。8种炼焦煤中除BBG瘦煤外,当入炉煤细度为75%时,形成焦炭的平均块度最大。BBG瘦煤在细度为85%时,焦炭平均块度最优。在热解过程中,不同变质程度炼焦煤第1收缩峰的收缩系数及收缩所需活化能差别明显。其中低变质程度YK气煤和SYS1/3焦煤热解收缩系数高于8.33×10^(-4)℃^(-1),热解活化能均低于77 kJ/mol;高变质程度煤LH焦煤、SAJ焦煤和BBG瘦煤热解收缩系数低于4.55×10^(-4)℃^(-1),但热解所需活化能均高于106.1 kJ/mol,说明变质程度高的炼焦煤,热解时需要更高的能量才能完成收缩过程。在相同的炼焦工艺下,炼焦煤第1收缩峰的热解收缩系数越大,所得焦炭的平均块度越小,且热解收缩系数与焦炭平均块度有很好线性关系,相关系数为0.90。同时,热解收缩活化能也与焦炭平均块度有较好关联。因此,能够通过热解收缩系数和收缩活化能对不同变质程度炼焦煤生成焦炭平均块度进行有效预测。

关键词：炼焦煤热解收缩系数成块性能平均粒径收缩活化能

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典型炼焦煤热解收缩及成块性能研究

典型炼焦煤热解收缩及成块性能研究

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作者：陈珍辽宁科技大学

学位级别：硕士

高炉大型化是冶金工业发展的重要标志,富氧喷煤技术水平的提高,有效促进了高炉向大型化发展。大型高炉用焦除需要具有较高的冷态强度和热态性能外,还要具有足够的块度。为此,国内外冶金工作者通过对高炉风口焦的研究阐明了高炉焦粒径在... 详细信息

高炉大型化是冶金工业发展的重要标志,富氧喷煤技术水平的提高,有效促进了高炉向大型化发展。大型高炉用焦除需要具有较高的冷态强度和热态性能外,还要具有足够的块度。为此,国内外冶金工作者通过对高炉风口焦的研究阐明了高炉焦粒径在冶炼过程中的的变化规律和重要作用,诠释了焦炭粒径在高炉内的锐减原因,因此在配煤炼焦过程中深化炼焦煤收缩及成块性能的研究对焦炭粒径的有效控制和稳定大型高炉生产操作具有重要作用。论文通过研究不同变质程度炼焦煤在热解过中的收缩性能与成块性及煤成焦性能间的关系,进一步探寻提高焦炭块度及强度的有效方法。实验采用典型炼焦煤进行成焦特性的研究,通过炼焦煤热解收缩性能实验研究,诠释了YK气煤、SYS1/3焦煤、DSHS1/3焦煤、QJY肥煤、ML肥焦、LH焦煤、SAJ焦煤和BBG瘦煤的热解收缩系数随温度的变化规律。结果表明:不同变质程度炼焦煤的热解收缩系数随升温速率的变化敏感程度不同,其中QJY肥煤最为敏感,当升温速率由3℃/min升至5℃/min时,其α变化范围7.07×10℃～12.4×10℃,YK气煤敏感度最低,其α变化范围8.42×10℃～8.77×10℃。随炼焦煤粒度的增加,热解收缩系数受炼焦煤粒度影响程度不同,其中,影响最大的是ML肥焦,当粒度从热解收缩系数α与其焦炭的平均块度均有很好的相关性,相关系数分别为0.871和0.941,故能够较准确预测其生成焦炭的平均块度。当配合煤的热解收缩系数α介于4.33×10～5.06×10℃范围内,生成的焦炭块度大,强度高,由此进一步通过炼焦实验确定了炼焦煤收缩性能与其成块性能的关系。

关键词：炼焦煤热解收缩系数热解收缩动力学成块性能

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