關于焦炭質量影響因素的探討

張 洋

（唐山中潤煤化工有限公司，河北 唐山063611）

在鋼鐵工業中，焦炭起著還原劑、熱源和骨架的重要作用。隨著高爐大型化和高爐操作自動化的發展，對焦炭質量穩定的要求逐漸升高，焦炭質量波動，勢必增大焦比，直接關系到高爐的經濟效益。預測焦炭質量是用若干煤質指標，不經實驗，定量地獲得焦炭的某些質量指標。用實驗室的煤質指標預測焦炭質量并指導配煤，已成為衡量配煤技術水平的一個重要標志。

托爾斯泰的“成功”是因為他守規矩(照顧了某些流行的理論)，而陀思妥耶夫斯基的“不成功”是因為他不守規矩，即以“我想要的絕對正確性對抗全世界的我理解”。 羅扎諾夫說：

1 配合煤對焦炭質量的影響

由于煤炭性質、儲量、煤種分布、開采及運輸等因素的影響，配合出最理想的入爐原料，是煉焦工藝的一個關鍵。

我國很多焦化廠研究開發了適合自己特點的降耗增效配煤方案:邯鋼焦化廠將正交實驗法應用于配煤方案的選擇，利用數理統計學實現配煤的優化，得出了配比結果為氣煤：肥煤：焦煤：瘦煤=6：3：7：4，邢鋼焦化廠利用線性規劃指導煉焦配煤，求出最佳配煤方案為肥氣煤：肥煤：焦煤：瘦煤=7：3：6：4，均達到了預期效果。

術中：對照組采用常規術中心電監護，常規靜脈通路補液，采用傳統手術方法進行操作。首先于腕中部作S形切口，切口長度約6cm～8cm，切開皮膚及皮下組織，分離深筋膜使腕橫韌帶完全暴露，切斷并切除部分腕橫韌帶，以解除對正中神經的壓迫。切口內常規留置引流條后逐層縫合切口。試驗組：除常規心電監護外，增加患者體溫控制，控制術中的液體量，以減少手術并發癥。

2.1.1 對機械強度的影響鉀、鈉及其氧化物能滲入焦炭的碳結構，形成石墨鉀、石墨鈉等層間化合物，使碳結構變形、開裂而導致焦炭機械強度下降。

從煤巖學的角度看，煤的顯微組分可分為惰性組分(絲質組和礦物質)和活性組分(鏡質組和穩定組)，前兩者不能形成膠質體，不具有粘結性；后兩者能熔融成膠質體，具有粘結性，有利于結焦。

在煉焦過程中，惰性組分作為骨架，增強焦炭的強度，活性組分則可濕潤、分散、粘結惰性組分，二者適當結合，可提高焦炭強度與塊度。因此配煤過程中要掌握兩種組分的合理配比，資料表明，惰性組分含量以30%為宜。另外，一般情況下，氣煤、瘦煤硬度大、難粉碎，故在粉碎時粒度小一些，以改善其結焦性，焦煤、肥煤則容易破碎，其破碎粒度應大一些，以充分利用其粘結性。

2 抗堿性對焦炭質量的影響

焦炭抗堿性是指焦炭在高爐冶煉過程中抵抗堿金屬及其鹽類作用的能力。

2.1 鉀、鈉對焦炭反應性、焦炭機械強度和焦炭結構均會產生有害的影響，以致危害高爐操作

但以上配煤方法僅僅是從宏觀角度出發、定性的、經驗的研究方法，亟待向微觀的、定量的、統計的研究方法邁進。資料顯示，煤巖學觀點和方法是當前論證較為充分、效果較好預測焦炭質量指導配煤的方法。

除了煤質影響外，焦炭質量還和結焦時間尤其是結焦末期的燜爐時間、調火的溫度控制、搗固密度等工藝條件有關。其中結焦時間是隨著產量要求定的，燜爐時間長短和標準溫度相關。煉焦方面能夠控制的就是結焦過程中的溫度控制，煤餅搗固密度。

2.1.2 對焦炭結構的影響

焦炭與CO2反應過程中，鉀、鈉的催化作用使表面反應增強，因此焦炭氣孔壁的減薄程度加劇，鉀、鈉還使焦炭光學組織中的各向異性組分反應率有較大的增加，對焦炭反應性的影響。鉀、鈉對焦炭與CO2反應有催化作用。一般情況下，鉀、鈉在焦炭中每增加0.1%～0.5%，焦炭與CO2的反應速度約提高10%～15%，鉀、鈉還可降低焦炭與CO2反應的開始溫度。含3%鉀、鈉的焦炭比含0.1%～0.3%，鉀、鈉的焦炭的反應開始溫度約降低50～100℃。

2）提高煉焦裝爐煤的散密度，使焦炭氣孔壁厚度增加，從而提高抵抗CO2的侵蝕能力。提高焦炭反應后強度。

鉀、鈉雖然對焦炭與CO2的反應起催化作用。但在同一反應程度下，強度并不因鉀、鈉的存在而下降更多。這是因為催化作用雖然增強了焦炭的表層反應，卻減輕了焦炭的內部反應，但在相同的反應時間內。堿金屬能使反應程度加深，導致塊焦反應后強度明顯下降。

2.1.3 對反應后強度的影響。

2.1.4 對高爐操作的不良影響

鉀、鈉對焦炭質量的影響也會給高爐生產帶來不良后果。焦炭與CO2反應的開始溫度降低，可導致高爐煉鐵焦比升高；由于焦炭與CO2反應速度增加，焦炭在高爐中的降解失重加劇；機械強度和塊度急劇下降，導致焦炭在高爐下部高溫區過多粉化，影響高爐順行；鉀、鈉蒸氣在高爐上部與煤氣中的CO2反應生成碳酸鹽而析出，這些堿金屬碳酸鹽部分粘附在爐壁上，會侵蝕耐火材料，影響高爐壽命。

繼承拉丁超立方采樣[23]既包含特定點(繼承點)，又具有拉丁超立方采樣的均勻性。取n個樣本點(包含m個繼承點)的繼承拉丁超立方采樣過程如下：

2.2 提高焦炭抗堿性的措施有

4)減少堿金屬在高爐內的循環，可以降低焦炭中的鉀鈉富集量，降低高爐爐身上部溫度可減緩焦炭在進入軟融帶前發生過多的碳溶反應。從而使焦炭能承受更劇烈的反應而不致使強度過早變差。

形式上，考慮模型M = (W, {～i | i∈G}, V)，W為一世界，～i為可及關系，對世界中的主體i∈G，V為賦值。點模型(M,s)包括現實世界s表示事件的狀態為真(可能不知道主體)。這里的可及關系不再是編碼行動，而是信息域：可供選擇的主體可以看作是現實世界。建立在～i上的條件編碼為主體的特殊的觀察力和內省。每一公共知識都是一個等價關系：自返的、對稱的和傳遞的。例如“信息圖”，可用來解釋認知語言。有下面的條件：

3）在煉焦配合煤可添加一些CO2反應的抑制劑或在焦炭表面噴灑這種抑制劑。以降低鉀。鈉對CO2反應的催化作用，曾以SiO2和B2O3作為抑制劑。進行提高焦炭抗堿性試驗，試驗表明。添加0.5%的B2O3后。焦炭反應性可降低30%～50%。

我以為捉住了那片泛黃的秋葉我就可以留住整個秋天，然而蕭索的冬天還是悄無聲息的來了，只剩下那片落葉夾在蒼老的書本里。我們踏人了不同的學校大門，唯有假期才可以相聚,那短暫的快樂時光實在是少的可憐。然而我們都有自己的青春路要走，沒有彼此的陪伴也要好好的，答應我一定要好好照顧自己。

1）增加低揮發分煤在配合煤中的用量，降低焦炭反應性，提高開始反應溫度，從根本上緩解焦炭強度在高爐內的過早惡化。

3 工藝條件對焦炭質量的影響

晉城市節水型社會建設資金籌集機制主要依靠政策調動、市場推動、效益拉動，采取政府、企業、個人及社會團體等多元化融資方式。近年，各級財政、骨干企業、鄉村集體明顯加大了投入力度。據統計，3年來全市投入節水型社會建設資金達10億元。2009、2010、2011年山西省水利廳專項給晉城市列入節水示范工程補助資金500萬元，市財政也專項配套節水型社會示范項目資金500萬元，各縣（市、區）也根據具體工程項目落實了配套資金，圍繞試點建設實施方案，積極開展分行業節水工作和節水示范工程建設。

1）控制溫度就是要在生產中杜絕出現生焦、過火焦現象。還要有一定的燜爐時間，讓焦炭能夠充分收縮，這就要求調火工，煤氣系統人員加強對溫度調節和控制，穩定生產節奏，為標準溫度合理地制定、調整、穩定打下基礎。

2）搗固密度是煉焦生產中的重要控制參數，它關系到焦炭的致密性，即焦炭密度。焦炭密度大，說明焦炭內部氣孔壁厚，氣孔壁厚度是影響焦炭熱強度的直接因素。這就要求強化對搗固工的搗固操作培訓，對搗固機的點巡檢以及日常維護。

我國早就認識到農業機械技術、農業機械對農業生產、經濟發展的促進作用，近些年不斷通過政策、財政投入等方式扶持農業機械技術的研發和推廣，致力于為農民群眾謀福利，致力于推動我國農業向現代化、機械化方向發展。由此可見，未來幾年之中，我國將會繼續加大對農業機械技術的研發投入，且經過多年的嘗試可知單純政府財政支持無法收獲預期目標，引入民間資本的投資、與市場需求相結合或許會成為我國農業機械化技術資金投入的一個方向。

4 焦炭質量預測中存在的問題

在生產上要預測焦炭質量，目前尚有一些不易解決的問題：

1）預測焦炭質量的前提，必須已經解決來煤質量穩定和煤場中每堆煤的質量，必須是相近的。

2）目前，各大焦化廠幾乎不可避免地采用一種以上的不同牌號煤的混配煤，這種情況一時難以扭轉。這對預測焦炭質量的效果會大受影響。

3）煤巖組成、反射率及反射率分布測定速度目前還難以適應煤質變化的頻繁速度。

5 結論

綜上所述，焦炭質量是可以預測的，但是由于焦化廠用煤、堆煤、煉焦工藝條件等原因導致焦炭質量的預測有很大的不確定性。但是隨著高爐工藝的發展，對焦炭質量的要求逐漸升高，對焦炭質量預測準確度的要求也有很大提高。因此，我們需要把煤質指標與煉焦工藝條件密切結合起來，再加上大量的煉焦實驗研究，提出更好的焦炭質量預測方法。