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如何提高冶炼焦炭的抗碎强度

  提高冶炼焦炭的抗碎强度(M40)可以通过多种方法实现,以下是基于最新研究和实践的优化措施:

  1.优化配煤技术

  通过合理配煤,可以显著提高焦炭的抗碎强度。例如:

  配入特定煤种:在配煤体系中加入低变质强粘结性煤(如X煤)和高变质低粘结性焦煤。X煤的镜质体最大反射率分布范围为0.60%≤R°max≤1.25%,而高变质低粘结性焦煤的胶质层最大厚度为11mm≤Y≤13mm。

  控制粒度分布:将X煤与高变质低粘结性焦煤混合后预粉碎,控制粒度>3mm的比例≤10%。

  调整配比:在配煤体系中,X煤占比14%-19%,高变质低粘结性焦煤占比21%-26%,同时配入适量的瘦煤、肥煤和焦煤。

  2.添加碳纤维

  在炼焦混煤阶段加入碳纤维,可以显著提高焦炭的抗碎强度、耐磨强度和反应后强度。具体措施包括:

  碳纤维配入量:碳纤维的配入量为煤料质量的0.005%-0.2%,且不为零。

  碳纤维特性:碳纤维的含碳量为90%-96%,强度为3000-7000 MPa,模量为200-300 GPa。

  效果:每配入0.1%的碳纤维,焦炭抗碎强度M40增长比例>3.0%,反应后强度CSR增长比例>3.0%。

  3.使用瘦化剂

  在配煤中加入适量的瘦化剂(如冶金焦粉、石油焦粉、无烟煤等),可以改善焦炭的抗碎强度:

  冶金焦粉:添加3%-5%的冶金焦粉可以提高焦炭的块度和抗碎强度。

  石油焦粉:添加粒度小于0.5mm的石油焦粉,可以减少焦炭的孔隙率和裂纹,从而提高抗碎强度。

  4.优化炼焦工艺

  控制炼焦温度和时间:采用合适的炼焦温度(如1247℃-1261℃)和结焦时间(如32.5-34.5小时),并结合干法熄焦技术,可以提高焦炭的抗碎强度。

  热压工艺:在热塑性阶段采用低应力热压技术,可以提高焦炭的抗碎强度。研究表明,1/3焦煤在420℃-440℃热压时,焦炭的抗碎强度有较大提高。

  5.控制气孔率和气孔分布

  焦炭的气孔率和气孔分布对其抗碎强度有显著影响。高气孔率和不均匀的气孔分布会降低焦炭的抗碎强度。通过优化配煤和炼焦工艺,可以降低气孔率并使气孔分布更加均匀,从而提高焦炭的抗碎强度。

  总结

  通过优化配煤、添加碳纤维、使用瘦化剂、优化炼焦工艺以及控制气孔率和气孔分布,可以显著提高冶炼焦炭的抗碎强度。这些方法不仅提高了焦炭的质量,还降低了生产成本,具有较高的经济价值和应用前景。


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