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1、华东理工大学 硕士学位论文 第 1页低 灰 优 质 焦 的 研 制摘 要铁技术的进步对冶金焦炭质量提出越来越高的要求，我国焦炭灰分较高是影响焦炭质量和出口的一个突出问4 * -4 * -“ 采 用 在 炼 ” 配 “ 中 添 加 低 灰 的 石 油延迟焦、东胜煤、新西兰煤和无烟煤作为降灰剂，通过适当的配比和组合，经实验室增A试验、小焦炉试验和工业焦炉的大生产试验，达到既满足焦炭强度要求， 又降低焦炭灰含量的目的。 试验焦炭灰分从原来的1 1 . 5 8 % 降至 1 0 . 1 8 % 0通过配煤试验，研究了东胜煤在现配煤中的最大配入量，并进行了新西兰煤与国内煤炼焦性能的比较研究，同时研究了石
2、油延迟焦和太西无烟煤在配煤中的成焦机理。试验发现石油延迟焦在炼焦过程中有较好的反应活性和配合性。配入延迟焦不仅可降低焦炭灰分，而且可以改善焦炭微结构，提高焦炭的反应后强度 。关键字:焦炭、石油延迟焦、灰分、成焦机理、配煤第 2页华东理工大学 硕士学位论文S t u d y o n t h e h i g h q u a l i ty c o k e w i t h l o w a s h c o n t e n tAb s t r a c tT h e n e w a d v a n c e s o f i r o n - m a k e t e c h n o l o g i e s h a
3、 v e b r o u g h t a b o u t h i g h e r a n d h i g h e r r e q u i r e m e n t s f o r t h e q u a l i t y o f m e t a l l u r g i c a l c o k e . T h e c o k e a s h c o n t e n t o f d o m e s t i c c o k e i s a l i t t l e h i g h e r , w h i c h h a s b e c o m e a o u t s t a n d i n g p r o
4、 b l e m a n d a f f e c t e d t h e c o k e e x p o r t . I n t h i s p a p e r， i m p r o v e m e n t o f t h e c o k e s t r e n g t h a n d d e c r e a s e o f t h e c o k e a s h c o n t e n t f o r b a o s t e e l G r o u p h a v e b e e n a c h i e v e d , u s i n g a p p r o p r i a t e c o
5、a l b l e n d i n g w i t h a d d i t i o n o f l o w a s h p e t r o l e u m c o k e , d o n g s h e n g c o a l , N e w Z e a l a n d c o a l a n d a n t h r a c i t e ,a n d t h r o u g h c r u c i b l e t e s t s i n t h e l a b a n d p i l o t . c o k e o v e n t e s t s a n d a n i n d u s t r
6、y t e s t . T h e c o k e a s h c o n t e n t d e c r e a s e d f r o m 1 1 . 5 8 % d o w n t o 1 0 . 1 8 %. I n t h e e x p e r i me n t s t h e a v a i l a b l e a d d i n g r a t i o o f d o n g s h e n g c o a l a n d c o o r d i n a t i o n i n c o k e m a k i n g b e t w e e n t h e N e w Z e
7、a l a n d c o a l a n d D o m e s t i c c o a l w e r e e x a mi n e d .I n a d d i t i o n , t h e c o k e m a k i n g p r i n c i p l e o f d e l a y e d c o k e a n d a n t h r a c i t e i n c o a l b l e n d s i s a l s o s t u d i e d . I t i s f o u n d t h a t d e l a y e d p e t r o l e u m
8、c o k e h a s b e tt e r r e a c t i v i t y a n d b l e n d i n g c h a r a c t e r t h r o u g h t h e c o k e - m a k e p r o c e d u r e.U s i n g a p p r o p r i a t e d e l a y e d p e t r o l e u m c o k e c a n n o t o n l y m a k e t h e d e c r e a s e o f a s h c o n t e n t , b u t a l s
9、 or e a c t i o n -i m p r o v e t h e c o k e m i c r o s t r u c t u r e a n d s t r e n g t h a f t e rK e y w o r d : C o k e , d e l a y e d P e t r o l e u m c o k e， A s h c o n t e n t， c o k e m a k i n g P r i n c i p l e ， C o a l b l e n d作 者 声 明我郑重声明: 本人烙守学术道德， 崇尚严谨学风。 所呈交的学位论文， 是本人在导师的
10、指导下， 独立进行研究工作所取得的结果。 除文中明确注明和引用的内容外， 本论文不包含任何他人己经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自 撰写，并对所写内容负责。论 文 作 者 签 名 : 袱启 齐钾哈 年 乡月0日华东理工大学 硕士学位论文第 1页前 言焦炭一向是冶金、机械和化工行业的主要原料或燃料，其中尤以高炉炼铁的 消耗量为最大。所以，焦炭生产与高炉炼铁息息相关。近二十年来，不用高炉炼 铁的直接还原技术有了很大发展，开始是生产海绵铁。但由于还原温度不够高， 除渣不完全，它不能用于转炉炼钢，故海绵铁的生产受到很大限制。近几年出现 了以C O R E X技术为代表的高温还原炼铁技术，产品质量与高
11、炉铁水不相上下，已在南非、韩国和印度投产，装置生产能力从开始的 3 0 - 4 0 万吨/ 年已增加至6 0 - 8 0 万吨/ 年。主要优点有:( 1 )不用炼焦煤，而用一般动力煤，价格便宜，来源广泛:( 2 )由炼焦带来的严重污染不复存在，整体环境负荷大大减轻;( 3 ) 还原炼 铁的余气可以进行化工生产或发电，过程热效率提高:( 4 )生产装置的建设投资和运行成本有所降低。所以，该技术的发展对高炉一 焦炉这一传统路线无疑是重大挑战，我们应当高度重视。尽管如此，由于钢铁生产长期发展所形成的格局以 及高炉生产技术的明显提高，加上高温还原炼铁装置的规模不大，尚未经受长期 运转的考验，故国内外有
12、关专家一致认为，在未来 2 0 - 3 0年内不用焦炭的高温还 原工艺虽然会逐渐推广，但世界钢铁生产仍以高炉炼铁为主3 5 。宝钢拥有内容积 4 0 6 3 M :， 高炉 2 座、4 3 5 0 M a 高炉 1 座，总容积 1 2 4 7 6 M 0 。高 炉喷煤技术己成为高炉炼铁技术的重要内容，它是目前推动炼铁技术进步的核心 力量。宝钢喷煤起步相对较晚，但发展较快，1 9 9 8 年以来，喷煤比持续上升，高 炉喷煤技术指标不断创新， 1 号高炉煤比达到了2 3 0 k g / t ， 入炉焦比降至2 6 9 k g 八， 燃料比 低于5 0 0 k g 八，综合技术指标跃居世界一流水平
13、17 1 。国内外大喷吹的实践表明，随着喷煤量的增加，高炉内料柱矿焦比大幅度提 高，焦炭在风口前的消耗减少，在高炉内的停留时间延长，受到更多的机械和化 学作用，焦炭在风口回旋区的粉化加重，煤气的压差也随之升高，料柱的透气有 下降的趋势，在高煤比的条件下，维持高炉良好透气性的方法是提高焦炭的强度 和降低焦炭的灰份 3 1 t s 3 表。 . 1 宝i 焦 炭fft Af 指标与做界先 进水平比 较%一 一一一) L 1-一一丘一一 一 丛 L 一 一 一 C R T C S R一 一M 4 0 - 一 J宝一9 4 0 . 4 9 1 1 . 5 8 2 3 . 8 7 6 8 . 9 7 8
14、 9 . 8 1 5 . 3 0韩国 ( 光阳)8 7 . 5 3 0 . 5 3 1 1 . 0 2 6 8 . 3 2日本 ( 新日铁)8 5 . 0 0 0 . 5 3 1 1 . 6 3 2 7 . 1 0 6 2 . 8 0英国 ( 雷德卡)0 . 6 0 1 0 . 0 0 2 4 . 0 0 6 7 . 0 0 8 7 . 1 0 6 . 2 0美国 ( 太阳煤炭)0 . 7 4 7 . 2 0 2 5 . 5 0 6 3 . 5 0意大利 ( 塔兰托)0 . 6 0 9 . 3 7 2 8 . 1 5 6 6 . 5 5 8 6 . 2 0 6 . 2 0荷兰 ( 霍戈文)0
15、. 6 4 9 . 7 0 6 1 . 8 0 8 7 . 8 0 5 . 8 0台湾 ( 中钢)8 6 . 5 2 0 . 4 9 1 0 . 7 9 2 0 . 2 6 6 8 . 8 5 8 5 . 2 0 6 . 4 0德国 ( 施韦尔根)0 . 5 9 9 . 2 0 2 2 . 6 0 6 7 . 2 0 8 3 . 3 0 7 . 2 0第 2页华东理工大学 硕士学位论文宝钢的焦炉自 1 9 8 5年投产以来，焦炭的质量不断提高，焦炭的七项主要指 标 在世界同 类型企 业中D l “ “ , , S , M 4 0 , M 1 0 , C S R 等5 项名列第一， C R I 名列第 三，而灰份名次为到数第二 ( 见表 0 . 1 ) 。正是由于宝钢世界一流的焦炭强度，才 保证了高炉大喷吹的实行，但焦炭灰份高在高炉内主要会带来以下几方面缺点:( 1 ) 焦炭灰份的主要成分是 S i 0 2 , A 1 2 0 3等酸性氧化物，只能用 C a O等容 A ll 与它们生成低熔点化合物才能以熔渣形式由高炉排出:( 2 )焦炭在高炉内被加热到高于炼焦温度时，由于焦质与灰份的热膨胀性不同，焦炭沿灰份颗粒周围产生裂纹并逐步扩大，加速焦炭的破碎;( 3 )焦炭灰份高则要求适当提高高炉炉渣碱度，高炉炉气中钾钠蒸汽含量
