焦炭反应性及反应后强度预测模型研究与分析
焦炭反应性_CRl_及反应后强度_CSR_和焦炭抗碱性试验研究
焦炭反应性(CR l )及反应后强度(CSR )和焦炭抗碱性试验研究汪海涛,胡红玲,付利俊,金蝶翔(包头钢铁集团公司焦化厂,内蒙古包头 014010) 摘 要:通过大量的试验研究得知,利用焦炭的反应性及反应后强度可以很好地预测焦炭在高炉内的反应行为,通过对比试验可以得到冷态强度与热态强度之间的关系。
同时对焦炭抗碱性的研究了解了焦炭在高炉内碱富集情况下的反应行为。
关键词:焦炭;反应性;反应后强度;抗碱性 中图分类号:T K 22916 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2004)24—0044—031 前言焦炭在高炉中主要起到热源、还原剂和疏松骨架的作用。
尤其高炉过程都是发生在上升煤气和下降炉料的相向运动和相互作用之中,因此,整个料柱的透气性是高炉操作的关键。
焦炭反应性(CR I )及反应后强度(CSR )是衡量焦炭热反应性能的一个重要指标,焦炭与C 02的反应程度直接反映了其在高炉中的行为。
因此加强对该指标的试验研究可以很好地预测焦炭在高炉中的反应行为,从而生产出合格的焦炭为高炉炼铁做出应有的贡献。
2 焦炭的反应性(CR I )和反应后强度(CSR )的关系2.1 焦炭的反应性(CR I )和反应后强度(CSR )的概念焦炭的反应性是指焦炭与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力,焦炭反应后强度是指反应后的焦炭在机械力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。
焦炭在高炉炼铁进程中,要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。
由于焦炭与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律,因此采用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭的反应性。
2.2 数据分析根据国标规定的焦炭反应性和反应后强度测定方法,我们对焦化厂生产的焦炭做了大量的反应性与反应强度指标的测定,积累了大量的试验数据,见别重要的问题,一旦小于此长度就会带来安全隐患。
东部区一栋假期中维修的教学楼,两名工人对墙面凿毛,施工到大梁端部,没凿几下,即造成大梁端部破坏,大梁落下,外墙向外倾覆,两名工人一死一伤。
[新版]焦炭反应性及反应后强度的测定
![[新版]焦炭反应性及反应后强度的测定](https://img.taocdn.com/s3/m/1037f4bdd0f34693daef5ef7ba0d4a7302766ca1.png)
焦炭反应性及反应后强度的测定1主要内容及适用范围规定了测定焦炭反应性及反应后强度的方法提要、实验仪器、设备和材料、试样的采取和制备、实验步骤、试验的结果计算和精密度。
适用高炉炼铁用焦的焦炭反应性及反应后强度的测定，其它用途可参照执行。
2 原理称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在1100+5℃时与二氧化碳反应2小时后，以焦炭质量损失的百分数表示焦炭反应性(CRI％)。
反应后的焦炭，经I型转鼓试验后，大于lOmm粒级焦炭占反应后焦炭的质量百分数，表示反应后强度(CSR％)。
3 试验仪器、设备和材料电炉、反应器、I型转鼓、转鼓控制器、圆孔筛、干燥箱、架盘天平、红外线灯泡、热电偶、筛板、高铝球、托架、反应器支架、块焦反应监控仪、计算机显示器、二氧化碳供给系统及氮气供给系统中的(转子流量计、洗气瓶、干燥塔、，缓冲瓶)等。
4 技术条件4.1 升温速度：O-1100℃，平均升温速度为8-16℃／min。
4.2 控温精度：1100±5℃，通二氧化碳j言面度在10－25min内恢复到1100±5℃。
4.3 通气温度：400℃时通氢气，1100℃切断氮气通二氧化碳。
4.4 温度显示误差：不大于±5℃。
4.5 时间显示误差：24小时内不大子30s。
4.6 电源电压：220(±10％)V，500HZ。
4.7 最大负载功率：8千瓦。
4.8 使用环境：温度10－35℃，湿度不大于80％，周围无强电磁场及腐蚀性气体的场所。
5 操作程序5.1 试验前试样的采取和制备5.1.1 按GBl997规定的取样方法，按比例取大于25mm焦炭20kg，弃去泡焦和炉头焦。
用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg，再用φ25mm、φ21mm圆孔筛筛分，大于φ25mm的焦块再破碎、筛分，取φ21mm筛上物，去掉片状焦和条状焦，缩分得焦块2kg，分两次(每次lkg)置于I型转鼓中，以20r／min的转速，转50r，取出后再用φ21mm圆孔筛筛分，将筛上物缩分出900g作为试样，用四分法将试样分成四份，每份不少于220g。
焦炭反应性及反应后强度
焦炭反应性及反应后强度
焦炭反应性是指煤中的分子组成对反应热的响应能力，也就是焦炭可
以通过热量和其他物质的反应而发挥的作用。
焦炭的反应性主要取决于其
组成元素的种类数量以及分子结构。
焦炭的反应性直接影响着焦炭的热解
性能，也影响焦炭在高温下的拉伸强度。
焦炭反应后强度和焦炭反应性有关系。
焦炭反应后强度取决于焦炭在
反应过程中的温度和质量，及焦炭的特性和结构的变化。
一般采用高温反
应或是热处理的方式进行反应，反应本身也会产生新的化学物质，这些除
了热解将焦炭变为气体外，还会形成一层结晶状的化合物，这些结晶状的
化合物可以紧密的结合在彼此之间，从而能够显著提高焦炭的反应后强度。
焦炭反应性与反应后强度的再探讨
焦炭反应性与反应后强度的再探讨摘要：焦炭在高炉内起骨架、还原剂和燃料的作用，对于大高炉来说，骨架作用尤为重要。
随着国内高炉的大型化和喷煤比的不断提高，焦炭的反应性及反应后强度（CRI与CSR）越来越受到炼铁工作者的重视，有些炼铁工作者甚至直接将其理解为焦炭在高炉中的热态性能，将其列为指导高炉操作的原则性指标。
本文就焦炭反应性与反应后强度展开探讨。
关键词：焦炭；反应性；强度；热态性能焦炭反应性（CRI）与反应后强度（CSR）是评价焦炭质量最重要的性能指指标之一，焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，均能够与二氧化碳、氧气和水蒸气发生化学反应，其反应性质量直接影响到工业生产效率，为了增强对焦炭性能的了解，从CRI和CSR两项指标出发，为生产合格的焦炭等生产活动提供指导。
1焦炭CRI与CSR测定方法的来源与变革我国焦炭反应性及反应后强度的测定方法是参考新日铁1982年在《燃料协会志》上提出的《高炉用焦炭的CO2反应后强度试验方法》所制定的，该标准在1983年由冶金部鞍山热能研究所首次提出，先后于1996年和2008年进行了修订，修订的内容主要是在制样方面，在焦炭CRI及CSR的测定过程上，与新日铁标准、美国标准和ISO标准仍然具有相似性。
其测定的核心步骤是：将焦炭样破碎成23～25mm的粒状焦块，弃去炉头焦、泡焦、薄片状焦和细条状焦，将厚片状焦和较粗条状焦手工修整成颗粒状焦块，缩取2kg后置于Ｉ型转鼓中以20r／min的转速旋转50ｒ，再用23mm圆孔筛筛分，缩取900ｇ筛上物作为试样，用四分法将试样分成4份，每份不少于220ｇ，置于170～180℃烘箱中烘干2h，焦炭冷却至室温后再筛取23ｍｍ以上焦炭颗粒200±0．5ｇ作为测试用样品。
将焦炭样品装入反应器，于1100℃下以5Ｌ／min的流量通入CO2气体，反应2h，停止加热，通入氮气保护，让反应后的焦粒自然冷却。
冷却的焦炭样称重后全部装入Ｉ型转鼓，以20ｒ／min的转速旋转30min，取出后用10mm圆孔筛筛分、称重。
焦炭反应后强度和热强度
焦炭反应后强度和热强度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：焦炭是一种高度含碳的固体燃料，通常用于冶金和煤化工生产中。
在燃烧过程中，焦炭会发生一系列化学反应，这些反应不仅会影响焦炭的强度，还会影响其热强度。
本文将探讨焦炭反应后的强度和热强度，并分析其对焦炭质量和应用的影响。
焦炭在高温下燃烧时，会发生一系列氧化反应，主要包括碳氧化反应和硫氧化反应。
碳氧化反应是指焦炭中的碳与氧气反应生成二氧化碳或一氧化碳，这些气体会随着燃烧过程释放出来。
硫氧化反应则是指焦炭中的硫与氧气反应，生成二氧化硫或三氧化硫，这些气体也会排放到大气中。
这些氧化反应会导致焦炭的质量和强度下降，因为碳和硫的氧化产物会使焦炭失去一定的燃料价值。
除了氧化反应外，焦炭还可能发生其他化学反应，如焦炭的煤化学反应和水解反应。
焦炭的煤化学反应是指焦炭中的有机物质与热解副产物反应，可能生成一些气体和液体产物。
水解反应则是指焦炭中的水分与焦炭中的氢气或氧气反应，可能生成一些氢气和二氧化碳等产物。
这些化学反应会影响焦炭的热强度，因为产生的气体和液体会影响焦炭的热值和燃烧性能。
焦炭的强度主要受其化学成分和结构特征的影响。
一般来说，焦炭的密度越高、孔隙率越低、结晶度越高，其强度也会越高。
焦炭在高温下燃烧时，会发生一些热化学反应，如焦炭的炭化、气化和熔化等反应。
这些热化学反应会改变焦炭的结构和形貌，进而影响其强度。
焦炭的炭化反应是指焦炭中的有机物质被高温裂解生成炭质颗粒，这些颗粒会填充焦炭中的孔隙，增加焦炭的密度和强度。
焦炭的热强度主要由其热值和燃烧性能决定。
热值是指单位质量焦炭完全燃烧释放的热量，通常以焦炭的高位发热值或低位发热值表示。
高位发热值是指焦炭完全燃烧时释放的热量，不考虑燃烧产物中的水蒸气凝结热。
低位发热值则是指焦炭完全燃烧时释放的热量，考虑了水蒸气凝结热。
燃烧性能主要取决于焦炭的燃烧速度、燃烧温度和热值。
在焦炭生产和应用过程中，焦炭的强度和热强度至关重要。
全自动焦炭反应性及反应后强度检测系统的研发与应用
全自动焦炭反应性及反应后强度检测系统的研发与应用在工业的广阔天地中，焦炭如同那勤劳的蜜蜂，为钢铁生产提供着不可或缺的能量。
然而，随着科技的进步和环保要求的提高，对焦炭质量的监控也显得尤为重要。
于是，全自动焦炭反应性及反应后强度检测系统应运而生，它如同一位精准的裁判员，确保了焦炭质量的公正评价。
首先，让我们来探讨这个系统的“眼睛”——传感器部分。
传感器是整个系统的前哨站，它能够精确捕捉到焦炭在高温下的微妙变化。
正如一只猎豹敏锐地捕捉猎物的每一个动作，传感器不放过任何一次焦炭的微小膨胀或收缩。
这种精确度，就像是用放大镜观察蚂蚁的生活，每一个细节都清晰可见。
接下来，不得不提的是这个系统的“大脑”——数据处理单元。
如果说传感器是收集信息的触角，那么数据处理单元就是分析这些信息的智库。
在这里，复杂的数据被转化为直观的报告，就像是一位经验丰富的侦探将零散的线索拼凑成一个完整的故事。
这个单元不仅快速高效，而且准确无误，仿佛是一位精通算术的会计，在繁杂的数字中迅速找到平衡点。
此外，这个系统还具有“心脏”——自动控制模块。
这个模块负责协调各个部分的工作，确保整个系统的流畅运行。
它就像是一支交响乐团的指挥，让每一种乐器都能在正确的时间发出正确的声音。
正是有了这样的控制，焦炭的每一次测试都像是经过精心设计的舞蹈，每一步都恰到好处。
然而，尽管这个系统如此精密，我们仍需警惕其潜在的风险。
就像一位老练的航海家必须时刻注意海上的变化一样，我们在使用这个系统时也必须保持警觉。
例如，传感器如果长时间不进行校准，可能会出现偏差；数据处理单元如果没有得到及时更新，可能会跟不上新的测试标准；自动控制模块如果出现故障，可能会导致测试流程的混乱。
因此，我们必须像对待珍贵的瓷器一样小心翼翼地维护这个系统。
最后，让我们来评价一下这个系统的影响。
它的出现，无疑是科技进步的一个缩影。
它不仅提高了焦炭质量检测的效率和准确性，还降低了人工操作的风险和成本。
焦炭反应性前后光学组织的研究
焦炭光学组织与反应性关系的研究1.前言近几十年来，国内外对一些高炉进行解剖研究，取得了焦炭在炉内状况的丰富资料。
认为现行冷态强度不能完全反映焦炭在高炉内的热性质，而焦炭反应性与焦炭在高炉中性状的变化有密切关系，能较好地反映焦炭在高炉中的状况，是评价焦炭热反应性的重要指标。
一般对于焦炭热反应性反应机理的研究，认为焦炭热反应性主要是汽化反应（CO2 +C→2CO）,它消耗炭素，使焦炭气孔壁变薄,促使焦炭强度下降,粒度变小。
此次研究主要是从煤岩学角度剖析焦炭热反应性反应机理,从单种煤焦炭的光学组织研究热反应性,有利于合理进行配煤,提高配合煤的质量,有利于提高焦炭在高炉中的热反应强度。
2.试验部分2.1 试验原料试验主要采用包钢焦化厂现使用的煤种作为原料,根据国家标准对其进行了工业分析、粘结指数和胶质层最大厚度的测定，其数据如表1。
试验方法将单种煤在20公斤焦炉中成焦，其中20公斤焦炉装煤量（干基）为23公斤，装炉煤水分为10±1%，燃烧室温度在1080±10℃，结焦时间为8小时，焦饼中心温度大于950℃。
成焦后留取部分焦炭进行光学组织的测定，其余焦炭按照国家标准进行热反应强度的试验。
试验完成后，将热反应强度测定前和测定后的焦炭分别进行制样，其破碎到粒度为0.2～1.5毫米的焦炭，取5克焦炭加入一定比例的粘结剂、固化剂和促进剂混合搅拌制成焦砖，将其中一个面磨制成合格的光面，在国产HY4显微光度计（海南大学研制）下做焦炭的光学组织分析。
表1 单种煤常规分析数据3.试验结果与讨论3.1单种煤焦炭的光学组织特征将在20公斤焦炉中成焦后的焦炭制成焦砖，在显微光度计下测定400点以上，其光学组织特征如表2。
由数据显示，河杨焦炭的光学组织以细粒镶嵌和中粒镶嵌为主，各向同性、丝炭和破片相对较多。
其原因从表1常规分析可知河杨煤属于1/2ZN，变质程度相对偏低，镜质组在成焦过程中中间相分子的原始顺序化程度低，使球体生长、长大、融并等的发展都受到很大的限制，所以形成以各向同性、细粒镶嵌和中粒镶嵌为主的光学性质。
焦炭反应性及反应后强度预测模型研究与分析
式中, k 为反应速率常数; t 为软化范围内的反应时间; M 为胶质体质量百分数. 中间相的生成也可按一级反应处理[ 7] , 其动力学方程为
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近年来, 高炉普遍采用富氧喷吹煤粉技术来降低吨铁消耗焦炭的比例 ( 简称焦比) , 使得焦炭在高炉 中停留时间延长, 受到的降解作用加剧. 为了保证高炉良好的透气、透液性, 对焦炭质量提出了更高的要 求, 特别是焦炭的反应性 ( CRI) 及反应后强度 ( CSR) . 从煤化学及煤岩学的角度来看, 煤的性质取决于 成煤植物及成煤过程. 对于腐植煤, 其性质主要取决于成煤过程, 即泥炭化过程中的生物化学作用 ( 由煤 岩组成和还原程度反映) 、成岩作用、变质作用 ( 由变质程度反映) . 对于炼焦用烟煤, 成岩作用的影响相 对较小, 其性质主要取决于显微煤岩组成、还原程度、变质程度以及碱性矿物质含量. 但目前对煤的还原 程度尚无表征指标, 一般多采用煤岩组成和粘结性甚至硫含量间接反映其影响. 对于影响焦炭反应性及反 应后强度的煤质因素, 国内外许多研究者的研究结果证实了煤的变质程度、煤岩组成、粘结性质以及煤中 碱性物质含量是主要影响因素. 利用炼焦煤性质建立数学模型预测焦炭反应性及反应后强度的研究, 受到 焦化、冶金行业的普遍关注. 日本新日铁采用煤的最大流动度、灰分碱度为自变量, 建立与焦炭反应性及 反应后强度关联的模型[ 1] ; 加拿大炭化研究会采用煤的膨胀度、挥发分、碱度进行焦炭热性质预测[ 2] ; 美
焦炭反应性及反应后强度检测方法研究
测 焦炉 ： 是单 相 电阻炉 ， 炉膛 内径 １０ｍｍ， 径 ４ 外
１ ０１＇， ６ ０Ｉ ＇ ６ １ 高 ４ ｎ ； ＇／ ／１ １ ｎｌ
素进 行 了试 验 ， 找到 了影 响检测 结果 的主要 因素 ， 并
焦 炭测定 系统 控 制 柜 ： Ｊ一 ６ Ｙ ０ Ｂ型 ， 用 Ａ 一 采 Ｉ ７ ８型人 工 智能工 业调 节器 仪表 进行 炉温 控制 ． ０
收 稿 日期 ：０７— ３—１ ２０ ０ ９
有许多不 同的标准， 目前我们采用的是 Ｇ ／ ００ Ｂ Ｔ４ ０
—
１９６ 焦炭 反应 性 及 反 应后 强度 试 验 方 法》 测 ９ （ （ 检
方 法 一称 取 制 备 好焦 炭样 ２０ｇ置 于 反 应 器 中 ， ０ 在
作者简 介 ： 黄合生 （９ ０一） 男，９ ３年毕 业于中南工业大学化 学 系工业分析专业 ， １７ ， １９ 工程师
标 准筛 ：１ｍ ２ ｍ，０ｍ ２ ｍ，５ｍ １ ｍ；
Ｉ 型转鼓 机 ： 速 ２ 转 ０±１ ５ｒｍ ｎ ． ／ ｉ ；
反应器 ： 高温合金钢制成 ；
ｓ分 度热 电偶 ： 规格 ７０ｍｍ； ０ 瓶 装氮 气 ： 含量 为 ９ ．５ ； 氮 ９９％ 瓶 装 二 氧 化 碳 气 体 ： 氧 化 碳 含 量 大 于 二
１ 日 舌 ｊ 『
干 燥箱 ：０ —３ Ｂ １ １ Ｅ Ｎ型 ；
焦炭的反应性是指焦炭与氧化性气体在高温下
反 应 的性质 ， 常用 一 定浓 度 的 Ｃ 气 体 在一 定 温 度 Ｏ 下 经过 一定 反应 时 间后 反 应 掉 的 ｃ来 评 定 ； 炭 的 焦 反 应后 强度 是指 焦炭 在氧 化性 气体 下 经高温 处理 后
Ｈ Ａ Ｇ ＨｅｓｅｇＣ Ｅ ａ ￣ｅＹ Ｏ Ｌｉ Ｕ Ｎ — ｎ ， Ｈ ＮＨｕｎ ｉ， Ａ ｅ ｈ
焦炭热态性质预测模型的研究
焦炭热态性质预测模型的研究 JN__(-_.8<王光辉范程田文中（武汉科技大学化学工程与技术学院，武汉430081)O__|'1B>_X^___R~~_L随着高炉的大型化和富氧喷煤技术的应用，高炉对焦炭质量提出了更高的要求，衡量焦炭的质量指标有冷态强度和热态强度。
焦炭冷态强度（M40和M10)预测模型的建立已有讨论；焦炭反应性(CRI)和反应后强度(CSR)是表征焦炭热态强度的重要指标，焦炭与CO2的反应程度直接反映了焦炭在高炉中的行为。
用传统的小焦炉进行配煤炼焦试验存在试验周期长、工作量大等不足，采用焦炭预测模型公式来指导配煤则具有明显的优势。
i _zwUS!5e_fk_{_0_d_1 预测模型的建立 @d_EiVF`4:1.1 模型变量的选取 {x@|VuL=_影响焦炭热态强度的因素很多，主要为煤的变质程度、煤的粘结性、炼焦工艺和煤的灰分组成。
煤的变质程度可以通过干燥无灰基挥发分来表征，当炼焦用煤的干燥无灰基挥发分偏高时，焦炭气孔率明显增大，同时也增加了与CO2反应的接触面积，从而降低了焦炭气孔壁的强度，使焦炭的热态强度有所下降。
tSHFm_-_q`研究报导表明，煤的粘结性与焦炭热态强度有较强的关联，只有当煤的粘结性位于合适的范围内时，才能获得满足高炉生产要求的冶金焦炭。
$k_PH_xD!"试验也表明，随着结焦时间的增加，焦炭的粒度、CRI和CSR均有所改善，焦炭的微观结构也有明显变化，各向异性结构的增加导致焦炭热态强度的提高。
这主要是因为结焦后期的热分解与热缩聚程度提高，有利于降低焦炭挥发分和氢含量，使气孔壁材质致密性提高，从而提高了焦炭的显微强度、耐磨强度和反应后强度。
但气孔壁致密化的同时，微裂纹将扩展，因此抗碎强度则有所降低。
|yY`__s6Uq在焦饼加热均匀的基础上，适当提高焦饼温度，使加热速度加快，胶质体固化温度区间加大，可以改善煤的粘结性，同时焦炭挥发分充分析出，炭化程度提高，焦炭结构致密，对CO2侵蚀的抵抗力增强，焦炭反应性减小，因此适当提高炼焦温度，可以改善焦炭热性能。
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GUO Zhi, DU Ming hua, QU Si jian
( Beij ing Research Institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute , Beijing 100013, China )
Abstract: The mathematic relationship between coking coal s characters and coke reactivity index ( CRI) and coke strength after reaction ( CSR) was studied Main effect factors were analyzed by dynamics model formed by metaplast and mesophase Taking metamorphic degree of coal, coal maceral, caking property, ash and the content of K2O and CaO as independent variable, forecast ing model was set up by the coking tests with 25 kinds of coals used in the industries It concludes that exinite in coal makes CRI increase and CSR decrease; the catalysis of K2O is higher than one of CaO; the catalysis of K2O and CaO is different with the difference of metamorphic degree of coal. Key words: coke; CRI; CSR; prediction model
第 30 卷第 1 期 2005 年 2 月
煤 炭学 报 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY
Vol. 30 No. 1 Feb. 2005
文章编号: 0253- 9993( 2005) 01- 0113- 05
焦炭反应性及反应后强度预测模型研究与分析
郭 治, 杜铭华, 曲思建
( 煤炭科学研究总院 北京煤化工研究分院, 北京 100013)
摘 要: 以研究炼焦煤性质与焦炭反应性、反应后强度之间的数学关系为目的, 通过胶质体和中
间相形成动力学解析导出模型的主要影响因子, 以煤的变质程度、煤岩组成、粘结性、灰分及
K2O 和 CaO 含量等因素为自变量, 由 25 种工业用煤的炼焦试验, 建立出预测模型, 并得出壳质
式中, k 为反应速率常数; t 为软化范围内的反应时间; M 为胶质体质量百分数. 中间相的生成也可按一级反应处理[ 7] , 其动力学方程为
18 8
65 3
注: 序号 10, 22, 25 为混煤; T 为奥亚膨胀度测定中的T 3- T 1.
第 1期
郭 治等: 焦炭反应性及反应后强度预测模型研 究与分析
115
2 数学模型的建立
已有的研究结果表明: 焦炭的反应性与焦炭的显微结构有关, 其中各向同性结构反应性高, 随结构的
各向异性程度增加反应性降低. 焦炭中的各向异性结构主要由中间相发展而来. 因此, 通过对中间相形成
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57 0
6 1 175 0 88 134 9 07 0 42
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8 1 096 0 94 118 9 84 0 48
活性组分( O ) k1 胶质体( M) ,
胶质体( M) k 2 半焦+ 一次气体.
设为一级反应,
则有-
dO dt
=
k1 O,
dM dt
=
k 1O -
k2M .
反应速率常数 k 1,
k 2一般差别不大,
近似认为
相等, 即 k1= k 2= k. 解得
M = Okt exp(- kt ) ,
( 1)
30 2
52 4
11 0 744 5 47
89 9 45
0 80
0 26
7 27
1 34
65 2 5 8 25 1 3 0
54 3
15 1
12 0 937 0 84 110 10 11 0 23
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49 7 5 7 39 1 4 4
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67 2
13 0 721 9 74 102 8 35 0 32
近年来, 高炉普遍采用富氧喷吹煤粉技术来降低吨铁消耗焦炭的比例 ( 简称焦比) , 使得焦炭在高炉 中停留时间延长, 受到的降解作用加剧. 为了保证高炉良好的透气、透液性, 对焦炭质量提出了更高的要 求, 特别是焦炭的反应性 ( CRI) 及反应后强度 ( CSR) . 从煤化学及煤岩学的角度来看, 煤的性质取决于 成煤植物及成煤过程. 对于腐植煤, 其性质主要取决于成煤过程, 即泥炭化过程中的生物化学作用 ( 由煤 岩组成和还原程度反映) 、成岩作用、变质作用 ( 由变质程度反映) . 对于炼焦用烟煤, 成岩作用的影响相 对较小, 其性质主要取决于显微煤岩组成、还原程度、变质程度以及碱性矿物质含量. 但目前对煤的还原 程度尚无表征指标, 一般多采用煤岩组成和粘结性甚至硫含量间接反映其影响. 对于影响焦炭反应性及反 应后强度的煤质因素, 国内外许多研究者的研究结果证实了煤的变质程度、煤岩组成、粘结性质以及煤中 碱性物质含量是主要影响因素. 利用炼焦煤性质建立数学模型预测焦炭反应性及反应后强度的研究, 受到 焦化、冶金行业的普遍关注. 日本新日铁采用煤的最大流动度、灰分碱度为自变量, 建立与焦炭反应性及 反应后强度关联的模型[ 1] ; 加拿大炭化研究会采用煤的膨胀度、挥发分、碱度进行焦炭热性质预测[ 2] ; 美
22 2
62 1
21 1 337 0 86 110 10 78 0 45
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23 1 245 0 83
91 9 81
动力学分析, 找出影响中间相的主要因子并与焦炭反应性及反应后强度关联, 预计可得到较显著的预测效 果. 其次, 某些碱金属、碱土金属对焦炭反应性有较强的催化作用, 在模型中也要考虑到其影响.
中间相是由煤软化过程中的胶质体形成并聚集成长起来的. 据胶质体动力学[ 6] , 在恒温热解时, 煤的
热解机理可认为是一串联反应过程, 即
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3 91
1 34
49 8 4 0 33 1 11 5
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14 1 739 0 14
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5 1 043 0 69 107 9 97 0 38
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