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冶金焦的机械强度如何提高

  可以通过以下方法提高冶金焦的机械强度:

  一、优化炼焦煤的选择和配比

  选择合适的煤种

  优先选择低挥发分、高变质程度的煤种,如焦煤和肥煤。这些煤种在炼焦过程中能形成更加致密的焦炭结构,从而提高机械强度。例如,焦煤具有较高的粘结性和结焦性,能使焦炭的颗粒更加紧密地结合在一起。

  避免使用过多的高挥发分、弱粘结性的煤种,如气煤和褐煤等,因为它们会降低焦炭的强度。

  优化配煤比例

  通过实验和分析,确定最佳的配煤比例。一般来说,增加焦煤和肥煤的比例,适当减少其他煤种的比例,可以提高冶金焦的机械强度。例如,将焦煤和肥煤的比例提高到60%以上,同时控制气煤等弱粘结性煤种的比例在20%以下。

  考虑不同煤种的互补性,如将粘结性好的煤种与结焦性好的煤种合理搭配,以充分发挥各自的优势,提高焦炭的质量。

  二、改进炼焦工艺

  控制炼焦温度和时间

  适当提高炼焦终温可以使焦炭的结构更加致密,从而提高机械强度。例如,将炼焦终温从常规的1050℃提高到1100℃左右,可以显著提高焦炭的强度。

  延长结焦时间也有助于提高焦炭的机械强度。但过长的结焦时间会降低生产效率,增加能耗,因此需要根据实际情况进行优化调整。一般来说,将结焦时间延长1-2小时,可以在一定程度上提高焦炭的强度。

  采用干熄焦工艺

  与传统的湿熄焦相比,干熄焦可以避免焦炭与水接触,减少因水蒸汽对焦炭结构的破坏,从而提高焦炭的机械强度。干熄焦过程中,焦炭在惰性气体的保护下冷却,保持了焦炭的高温强度和结构完整性。

  干熄焦还可以回收红焦的显热,降低能耗,具有显著的经济效益和环保效益。

  三、添加增强剂

  无机增强剂

  向炼焦煤中添加一定比例的无机增强剂,如硼化物、磷酸盐等,可以在焦炭中形成稳定的化合物,提高焦炭的机械强度。例如,添加0.5%-1%的硼化物增强剂,可以使焦炭的机械强度提高10%-20%。

  无机增强剂的添加量需要根据煤种、炼焦工艺等因素进行调整,以避免对焦炭质量产生不良影响。

  有机增强剂

  一些有机化合物也可以作为增强剂添加到炼焦煤中,如酚醛树脂、沥青等。这些有机增强剂在炼焦过程中可以形成碳质网络结构,增强焦炭的强度和韧性。例如,添加2%-3%的酚醛树脂增强剂,可以使焦炭的机械强度提高15%-25%。

  有机增强剂的选择和添加量需要考虑其与煤的相容性、热稳定性等因素,以确保对焦炭质量的提升效果。

  四、控制焦炭的粒度和形状

  优化破碎和筛分工艺

  采用合理的破碎和筛分工艺,控制焦炭的粒度分布在合适的范围内。一般来说,粒度适中、均匀的焦炭具有更好的机械强度。例如,将焦炭的粒度控制在25-120毫米之间,且粒度分布较为集中,可以提高焦炭的堆积密度和强度。

  避免产生过多的细粉和大块焦炭,因为细粉会降低焦炭的堆积密度和透气性,大块焦炭则容易在运输和使用过程中破碎。

  改善焦炭的形状

  通过调整炼焦工艺参数,如加热速度、压力等,可以改善焦炭的形状,使其更加规则、圆润。规则形状的焦炭在堆积和使用过程中能够更好地承受外力,提高机械强度。

  例如,采用缓慢加热和适当加压的炼焦工艺,可以使焦炭的形状更加规则,减少棱角和裂纹的产生,从而提高焦炭的强度。

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