不同品质的炼焦煤对冶炼焦炭质量有何影响
炼焦煤的品质对焦炭质量有着直接且显著的影响。不同品质的炼焦煤在化学结构、物理性质和成焦特性上存在差异,这些差异会直接影响焦炭的强度、反应性、孔隙结构等关键性能指标。以下是不同品质炼焦煤对焦炭质量的具体影响:
1.黏结性和塑性
黏结性好的煤种(如肥煤、焦煤):在干馏过程中能够形成良好的塑性体,有助于形成高强度的焦炭。例如,黏结性好的焦煤(如JM2)在成焦过程中表现出更高的流动度和塑性温区,从而得到冷态强度更高的焦炭。
黏结性差的煤种(如气煤、瘦煤):可能导致焦炭强度不足,孔隙结构不均匀,影响焦炭的高温性能。
2.灰分和硫含量
灰分:灰分是焦炭中的无机杂质,主要来源于炼焦煤。灰分含量高会降低焦炭的热值和强度,同时增加高炉的渣量,影响高炉的透气性和顺行。
硫含量:硫是焦炭中的有害杂质,主要来源于炼焦煤。高硫煤生产的焦炭会导致高炉内生铁硫含量增加,影响生铁质量。
3.挥发分
挥发分适中的煤种:挥发分过高或过低都会影响焦炭的质量。适中的挥发分有助于形成良好的焦炭结构。
挥发分过高的煤种:可能导致焦炭强度不足,反应性过高。
4.煤的化学结构
芳香团簇支链:煤的化学结构(如芳香团簇支链)会影响其流动度和塑性温区,进而影响焦炭的微观结构和质量。例如,芳香团簇支链较小的煤种(如JM1)可能导致流动度低和塑性温区窄,最终影响焦炭质量。
缺陷结构:煤中的缺陷结构(如AGR+VL+VR/AD)有利于塑性体流动性的形成,从而提高焦炭的冷态强度。
5.煤种的替代与配煤
同类煤种替代:合理选择同类煤种替代可以优化焦炭质量。例如,用黏结性更好的焦煤替代黏结性差的焦煤,可以显著改善焦炭的冷态强度和高温性能。
配煤结构:合理的配煤结构是保证焦炭质量的关键。捣固炼焦工艺虽然可以改善焦炭的强度指标(如M10和CSR),但如果配煤中黏结性差的煤比例过高,会导致焦炭本质质量下降。
6.焦炭的高温性能
高炉下部高温区的劣化:焦炭在高炉下部高温区(如风口回旋区、鸟巢区)会受到高温和机械冲刷的影响,导致劣化。焦炭的孔隙结构和炭基质特性对其高温性能至关重要。
现有质量指标的局限性:传统的焦炭质量指标(如冷强度、反应性、反应后强度)不能完全表征其高温性能。因此,优化炼焦煤的化学结构和配煤工艺是改善焦炭本质质量的有效手段。
总结
不同品质的炼焦煤对焦炭质量的影响主要体现在黏结性、灰分、硫含量、挥发分和化学结构等方面。合理选择炼焦煤并优化配煤结构,结合适当的炼焦工艺,可以显著改善焦炭的冷态和高温性能,满足高炉炼铁的需求。

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