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八钢焦炭的光学组织特征及其成因分析李培铖 冯进 邱健(新疆八一钢铁集团有限责任公司炼铁分公司)摘 要: 阐述了八钢焦炭呈现以流动型为主、辅以粗粒镶嵌的光学组织特征。
分析认为,炼焦煤的变质程度和煤岩组成是影响焦炭光学组织的重要因素。
焦炭的光学组织与CO2的反应存在着选择性。
关键词: 焦炭;光学组织;成因1 前言煤在炼焦过程中,除析出部分煤气和煤焦油外,大部分残留转化为焦炭。
煤中能软化熔融的活性组分和不软化熔融的惰性组分共同形成焦炭的气孔璧。
用偏光显微镜在油浸或干物镜下(放大倍数一般为400～600倍)所观察到的焦炭气孔璧部分的组织称为焦炭的光学组织。
焦炭的光学组织与焦炭质量之间有很好的相关关系,借助焦炭的光学组织可以推断炼焦煤性质、预测焦炭的冷态强度、深入研究焦炭的热态性能等。
八钢焦化技术人员通过长期的煤岩研究,对现有的原料煤煤质及焦炭的光学组织形成了初步的认识。
此文针对八钢焦炭的光学组织特征进行了成因简析。
2 八钢焦炭的光学组织特征2.1 焦炭光学组织测试方法制取0.061～1.0mm的焦炭试样,用不饱和树脂将焦样粘结,冷态成型,用磨片机、抛光机磨抛制成光片。
采用正交偏光显微镜在500倍下,进行定量分析。
测量点数不少于400点。
焦炭的光学组织根据其光学性质、尺寸大小作如下划分,见表1。
表1 焦炭光学组织分类表序号名称代号 分类特征1各向同性TX无光学各向异性2细粒镶嵌XL有光学异性,<1Λm3粗粒镶嵌CL有光学异性,1～10Λm4流动状LD有光学异性,同色粒状有方向性排列成行,1～10Λm5片状PZ有光学异性,长向及宽向均>10Λm6基础各向异性JC有光学异性,直接来源于煤7类丝+破片S+P呈各向同性或各向异性,直接来源于煤的丝质组和小片惰性物 用光学组织指数O T I来表征焦炭的光学异性程度。
将各向同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、流动状、片状、基础各向异性、类丝+破片组织分别赋值0、1、2、3、4、4、0,以下式计算O T I值。
不同焦炭光学组织的气化反应性分析王越;庞克亮;马银华;夏伟;吴昊天;谷致远;刘福军;赵华;由志强;候进强【期刊名称】《煤质技术》【年(卷),期】2024(39)1【摘要】焦炭光学组织是影响焦炭反应性的内在因素,对不同焦炭光学组织的气化反应性分析可为更好地指导配煤炼焦生产,即通过合理配煤控制和改善焦炭反应性指标以实现降低配煤成本、稳定和提高焦炭质量。
选择10种不同变质程度的炼焦煤,利用煤岩显微镜和焦炭反应性实验定量分析每种光学组分的相对反应性,并建立基于镜质体反射率和焦炭光学组织相对反应速率的焦炭反应性预测方程。
结果发现,不同焦炭中不同光学组织的气化反应速率(绝对值)差别较大,但相对反应速率基本恒定,与焦炭类型无关。
各向同性组织、镶嵌状组织、流动状组织、丝质及破片组织的相对反应速率比值为K_(ISO)∶K_(M)∶K_(F)∶K_(FF)=2.5∶1.0∶0.6∶2.6。
光学组织相对反应速率对焦炭反应性(CRI)的影响高于变质程度,基于镜质体反射率(R^(o)_(max))和焦炭光学组织相对反应速率(K)的焦炭反应性预测方程为CRI=-14.73 R^(o)_(max)+17.21 K+30.78。
【总页数】7页(P47-53)【作者】王越;庞克亮;马银华;夏伟;吴昊天;谷致远;刘福军;赵华;由志强;候进强【作者单位】鞍钢集团北京研究院有限公司;鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司;鞍钢集团钢铁研究院【正文语种】中文【中图分类】TQ520.1【相关文献】1.焦炭光学组织与反应性关系的研究2.碱金属（K）对焦炭不同光学组织气化规律的试验研究3.不同类型焦炭光学组织与CO2反应性关系的研究4.焦炭高温气化反应特性与光学组织、灰分变化的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
煤质技术全国中文核心期刊 矿业类核心期刊 CAJ-CD 规范 执行优秀期刊焦炭显微结构及矿物质存在下反应性变化规律探讨87焦炭显微结构及矿物质存在下反应性变化规律探讨王晓磊,郭 治,曲思建,张 飏,商铁成,王利斌(煤炭科学研究总院北京煤化工分院,北京100013)摘要:分析了焦炭显微结构及其对焦炭反应性的基本影响,探讨了矿物质的存在对焦炭显微结构的影响机理及催化作用特征。
焦炭光学显微结构对焦炭反应性影响顺序为各向同性、类丝炭和破片>细粒镶嵌>粗粒镶嵌>流动型片状结构。
当有矿物质存在时,其顺序恰好相反。
关键词:焦炭显微结构;反应性;矿物质中图分类号:TQ 52 文献标识码:A 文章编号:1006-6772(2008)02-0087-03收稿日期:2008-02-27作者简介:王晓磊(1984-)女,内蒙赤峰人,硕士研究生,就读于煤炭科学研究总院煤化工分院化学与工艺专业,从事煤炭转化、热解等研究工作。
随着钢铁工业的发展,高炉日趋大型化,同时还采取了煤粉喷吹、富氧、高风温等强化冶炼措施,这对高炉中的焦炭质量提出了更高的要求。
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能,而焦炭反应性却能较好地反映其在高炉中抵抗化学侵蚀的能力,是评价焦炭质量的重要指标。
焦炭反应性的大小与焦炭显微结构及矿物质的催化作用密切相关。
弄清有矿物质存在的条件下焦炭显微结构对反应性的影响规律,对于指导炼焦配煤具有重要意义。
1 焦炭显微结构及其对反应性的基本影响1 1 影响焦炭显微结构的主要因素煤在成焦过程中,低分子热解产物呈气态逸出,留下的自由基缩聚、叠砌形成球形的可塑性物质,即小球体。
在热态下,小球体不断吸附液相中其他大分子,因而球的体积不断增大。
在热运动中小球体还相互融并成为更大的球体。
这些较大的球体直到表面张力已不足以维持其球形时,就发生解体和变形,如颗粒状、流动状或片状,最后这些组织结构保留到固化后的焦炭中,成为焦炭的显微光学组织。
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。
煤焦显微岩相分析在冶金企业中的应用摘要：煤焦显微岩相分析是以显微镜为主要工具来研究煤或焦炭微观结构上的变化规律,广泛应用于与煤或炭有关的各个领域,比如:煤层勘探、煤成因研究、煤采选、煤焦化、煤液化、水煤浆、煤燃烧、研究炭材料等方面，在冶金企业也越来越得到有效的应用，主要应用在监督控制进厂煤——利用镜质组反射率分布鉴定混煤，按煤岩方法控制煤场分堆，利用煤岩系统研究块焦孔隙分布，利用煤岩系统研究煤岩组分组成和焦炭光学组成，用煤岩学的方法研究高炉喷吹燃烧后的残炭等方面，本文就煤焦显微岩相分析在冶金企业中的应用展开系统探讨。
关键词：煤焦显微岩相分析；冶金企业；应用1、应用之一：监督控制进厂煤，利用镜质组反射率分布鉴定混煤，这是目前最常用到的一个功能。
1.1应用基本原理：一个单一的煤一定是个单峰正态分布，标准偏差<0.1。
而不同变质程度煤混配在一起时，在镜质组反射率分布图上必然会出现多个峰，方差也随之增大。
变质程度相近的煤混配在一起也可能只有一个峰，但一般会偏差略增大，但因煤质相近，可视作单一煤使用。
1.2监督控制进厂煤的方法。
1.2.1合同约束，尽量减少混煤入厂。
方法: S值法。
原则:A. 尽可能保证进厂煤为单一煤或性质接近单一煤的煤种；B. 尽可能杜绝复杂混煤入厂。
1.2.2跟踪统计一个供煤点来煤稳定性：掌握各供煤点煤质变化幅度及频度。
1.2.3根据煤岩组分定量情况，分析来煤煤质变动原因。
1.3 S值法1.3.1将煤岩参数作为采购合同的一项指标。
当来煤混配了与其变质程度不同的煤，其标准偏差必然加大，煤质相差的越大，S值越大。
根据S值大小可以将来煤化分为单一煤层煤（S<0.1）、简单混煤（S>0.1-0.2）和复杂混煤（>0.2)及几种带凹口的混煤类型。
根据检测结果利用经济杠杆进行调整。
比如：S ≥ 0.10，罚50元/吨。
（高变质例外Rmax≥1.7，但必须S＜0.12）S ≥ 0.15，罚100元/吨。
