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机械资讯--“焦炭反应性及反应后强度试验方法”国标商榷--中国振动机械网

发布时间:2021-10-28 15:32:47 阅读: 来源:酒架厂家

随着高炉大型化和喷吹煤粉比例不断提高,高炉操作者对焦炭与CO2的反应性要求愈来愈低,对焦炭与CO2的反应后强度要求愈来愈高。炼焦煤中焦煤因其焦炭与CO2反应后强度高,销售价格不断提高癫痫脑CT。日前有消息称,国际炼焦煤销售商想要将炼焦煤的单种煤的焦炭与CO2反应后强度作为定价参数。但是,";焦炭反应性及反应后强度实验方法"国标,从1983年的初版变革到2008年的第3版,与世界公认的新日铁方法的差异愈来愈大。因此,笔者对现行国标方法提出了商议。新日铁实验方法强调规范性

焦炭的反应性及反应后强度实验,主要表达焦炭在高炉内进入风口回旋区前抗CO2气化能力和反应后的抗粉化能力。目前主要国家和组织(中国、美国和ISO)的实验标准,都是参考新日铁1982年在燃料协会志上发表的";高炉用焦炭的CO2反应后强度实验方法"所制定的。

将焦炭调制成直径19mm~21mm的块,缩取200克,在1100℃下,与5Nl/min的100%CO2反应2小时,反应失重率为反应性CRI,反应后的焦炭在Ⅰ型转鼓(ф130mm×L700mm)转600转(20rpm×30min),进行筛分,计算10mm筛上占入鼓量的百分比即为反应后强度CSR。

这1方法有几方面因素决定它是1种规范性实验:1是实验温度固定为1100℃,高炉内焦炭进入风口回旋区前实际反应温度在800℃~1400℃,不同的焦炭起始反应温度不同,不同的温度下反应的模式和速度不同;2是用100%的CO2与高炉内焦炭进入风口回旋区前实际反应气氛不符合,不同的焦炭在不同浓度CO和CO2的气氛中反应模式也不相同;3是反应时间2小时与高炉内焦炭进入风口回旋区前实际反应时间不符合。因此,新日铁的实验方法是1规范性实验方法,样品制备方法、样品的粒度、实验炉的温度控制、反应器的材料、气体流量、反应时间等影响实验结果的条件,都必须严格履行规范,否则实验结果就不可比。

国标实验方法存在较大差异

中国国家标准,初版GB4000⑻3是1983年由当时的冶金部鞍山热能研究所起草。基本参考新日铁的方法,主要差异是制样方法和所用的筛子。新日铁的方法是缩取10kg25mm以上代表性焦炭白癜风的治疗医院哪家最好,用颚式破碎机3次破碎,所用筛子为方孔19mm~21mm。国标制样方法是先将20kg大于25mm去掉泡焦和炉头焦的焦炭样,机械破碎到小于25mm,再以人工在1块厚度8mm~10mm钻有ф21mm孔的钢板上,用小铁锤将焦炭样调制成19mm~21mm,所用的筛子是圆孔ф19mm和ф21mm。为辨别与新日铁的方法实验结果,国标将反应性缩写为Cr,反应后强度缩写为Sar。

1996年,首钢钢铁研究所对国标进行了修订,构成了第2版GB/T4000⑴996。其主要对1983年的初版的制样方法进行了重大修改,将20kg大于25mm去除泡焦炉头焦的焦炭样,破碎、混匀、缩分10kg,用ф21mm和ф25mm筛分,大于25mm再破碎、筛分,取ф21mm的筛上物,去掉片状和条状焦,缩分得焦块2kg,分两次置于I型转鼓中,转50转,取出后再用ф21mm圆孔筛筛分,将筛上物缩分出900g作为试样,用4分法将试样分成4份。实验结果的缩写完全与新日铁的相同,即反应性为CRI,反应后强度为CSR。

2008年,武汉钢铁(团体)公司、首钢总公司、冶金工业信息标准研究院和上虞市宏兴机械仪器制造有限公司对国标进行了修订,构成了第3版,GB/T4000⑵008。在1996年版的基础上,该版主要修订了3个方面内容,1是制样方法,机械破碎与人工修整相结合,保存较厚片状焦和较粗条状焦,将较厚片状焦和较粗条状焦用手工修整成颗粒状焦块;2是缩小焦炭实验的粒度控制范围,从ф21mm~ф25mm变成ф23mm~ф25mm;3是增加钢玉管反应器和相应的底部开口式电加热炉。

目前国标实验方法与新日铁实验方法的差异归纳见表1。焦炭粒度差异已较前两版缩小,但是,在I转鼓中转50转,使得焦炭试样的表面光滑,1方面下降焦炭反应性,另外一方面提高了反应后强度。新日铁方法采取3段独立控制加热,实验样温度均匀;国标采取1段控温加热,实验样的温度均匀略差。而且焦炭与CO2的反应是吸热反应,用钢玉管作为反应器时供热速度低于耐高温合金钢,也会下降焦炭反应性,且反应性越高吸热量越大,差异越大。综上所述,国标法的实验结果与新日铁方法的实验结果有较大的差异。因此,国标法实验结果不应当再用新日铁的CRI和CSR的缩写表达反应性和反应后强度,由于全球都已公认,CRI和CSR就是采取新日铁的实验方法所得数据。实验条件对反应性及反应后强度的影响

焦炭与CO2反应是1气固相反应,多孔质固体的1些特性必定影响反应性和反应后强度。另外,不同配煤和不同炼焦工艺所生产的焦炭,其炭质结构、无机矿物的化学成份、气孔率及气孔散布不同,致使焦炭与CO2的反应模式不同。通过实验,本文分析焦炭的1些实验条件对反应性及反应后强度的影响。

反应时间的影响。3种不同炼焦工艺和不同配煤所生产的3种焦炭,传统实验方法的反应性及反应后强度见表2。反应性从25.6%到53.7%,差异超过1倍;反应后强度从15.5%到65.7%,差异超过了3倍。通过改变反应时间,使这3种焦炭的反应失重率都在20~60变化,反应后强度与失重率之间的关系见图1。3种不同焦炭反应失重率与反应后强度之间都显现很好的负线性关系,但不同工艺相干线的斜率不同,A和B两种焦炭反应性和反应后强度差异最大,但相干线近似平行线;C焦炭是卧式捣固热回收焦炉生产,配煤中配有1定比例的无烟煤,焦炭气孔率较低,炭相结构的各向异性程度高,反应模式趋向于均相反应,反应后强度与反应失重率相干线斜率大于传统6米顶装焦炉的焦炭,大高炉不能大量使用这类焦炭的缘由就在于此。

实验炉的影响。取宝钢本部1生产焦炭样品,统1制备好19mm~21mm的样品,缩分成多份实验样品,分别在3个不同实验室进行对照实验,反应性及反应后强度见表3。结果发现,3个实验室的条件差异是造成实验结果差异的主要缘由,特别是反应炉的温度控制方法对结果影响最大。焦炭与CO2反应是1吸热反应,3段独立控温的实验炉供热能力和恒温区的温度均匀性优于1段控温实验炉,因此反应性高,反应后强度低。

试样粒度的影响。笔者针对两种不同性能的焦炭,进行了改变试样粒度的反应性与反应后强度实验。结果表明,虽然两种焦炭性能差异很大,但是粒度与反应失重率关系都显现负相干性,两个样品的相干线近乎平行;粒度与反应后强度都显现正相干性,两个样品的相干线也近乎平行。国标方法的试样在I转鼓中转50转且粒度不同,与新日铁方法有很大差异,必定致使实验结果有较大差异。

综上所述,我国国标";焦炭反应性及反应后强度实验方法"与新日铁实验方法已差异很大,实验结果必定不同。因此,国标法实验的结果不应再用CRI和CSR缩写表达焦炭反应性和反应后强度。而愈来愈多的研究表明,现行的";焦炭反应性及反应后强度实验方法",已不能正确评价现代喷吹煤粉高炉内焦炭的真实性能,建议开发新的评价方法替换之。本文关键词:焦炭强度实验国标差异