焦炭反應性和反應后強度的關系及影響因素分析

鄭海華

（汾西礦業煤質運銷中心，山西 介休 032000）

進行試驗分析的過程中，通過對影響焦炭熱性能指標的水分、熄焦方式，以及內部配煤結構，進行全面的試驗以及分析，進而就可以得到在焦炭水分穩定的情況下，可以全面的提升焦炭的自身熱性能。其次，使用干熄焦，也是一種對于焦炭熱性能的起到改善的關鍵方式。

1 反應原理

在高爐當中的焦炭燃燒過程中，骨架、還原劑、燃料等方面內容都能夠起到關鍵作用，其中，骨架是一種在大高爐當中起到關鍵性作用的因素。對于后續的鐵水處理環節，需要經過焦炭料孔的方式，進入到高爐下方的爐缸當中，同時對于后續出現的氣流處理，則也是利用這樣的空隙，流動到上方。為此，在進行反應的過程中，就需要保障焦炭料柱可以在實際運行中，保持較高的強度，以此推動高爐當中的反應順利進行。但是，在高爐的爐容積變大之后，就會導致爐料反應過程中的停留時間變長，進而提升焦炭的氣化反應。只有保障對焦炭的高溫性能進行有效地處理，才可以充分地保障在后來的反應過程中，全面提升焦炭的自身熱性能。

在焦炭的質量指標當中，基本上分為六個不同的指標內容，分別為兩個冷態性能指標、兩個熱態性能指標、灰分和硫分成分指標。在進行實際生產的過程中，往往需要保持著較高的耐磨程度，但是要降低抗碎強度系數。現階段在反應的過程中，需要有效地控制高爐當中的一些有害成分。為了實現這樣的目標，會使用大量的優質焦煤，或者使用肥煤的方式，以此保障爐內較高的穩定性。其次，在焦炭的特態性能變差的時候，就會導致高爐當中無法順行變差，或者出現失常的情況，這就會導致在實際運行中，直接影響到產量與綜合焦比。為此，一般都會采用降低CRI 的手段，進一步地提升CSR。

2 試驗方法

2.1 焦炭反應性試驗

進行試驗的過程中，基于相關標準，采用一定量的焦炭試樣，放置在反應器當中，并與二氧化碳進行2 h 的充分接觸之后，基于焦炭質量損失的百分比，就可以代表其實際的反應性。

2.2 焦炭反應后強度試驗

進行強度試驗的過程中，有關人員需要對完成反應之后的焦炭進行處理，使其經過I 型的轉鼓，保持在總轉數為600 的情況下，取出一定量的焦炭篩分、稱量以及記錄，增強大于10 mm 粒級的焦炭的反應強度[1]。

2.3 焦炭取制樣

在進行試驗的過程中，需要嚴格把控實際的設備氣密性，避免出現氣體泄漏或者進入的問題。其次，還需要對不同階段當中的氣體流速、升溫速度等，進行針對性的試驗分析，以此就可以檢測出實際的氣體純度。

3 焦炭反應性與反應后強度關系

在進行試驗分析的過程中，為了能夠更加直觀地了解到當下焦炭冷態性能的實際情況，就需要在進行分析中，保障對各項參數的分析。通過分析發現，焦炭當中的冷態強度改變，可以提升爐內的塊狀帶透氣性，進而對爐況的實際順行程度，產生較為明顯的改變。其次，通過實踐之后可以發現，這樣的綜合焦比變化模式下，都會對焦炭的高爐冶煉過程造成直接的影響。因此，就需要在進行反應的過程對其進行針對性的控制，以此保障焦炭反應的過程中，可以順利的進展下去[2]。

進行分析的過程中，為了能夠充分的保障對冷態強度與熱態強度進行比較分析，就可以通過試驗過程中的具體數據出發，以此實現詳細的分析與比較。在進行耐磨強度與熱態性能的分析過程中，發現實驗過程中的CRI 與CSR 之間，始終無法產生直接的關聯。這種焦炭的冷強度指標，即便是保持在一個合理的程度，但是也不會對熱強度造成直接的影響。其后，對于焦炭產品的質量進行監測的過程中發現，焦炭的機械強度即使合格，但是也會受到其他因素的影響，導致在反應過程中的熱反應性無法保持在最佳的狀態當中。這就證明在進行使用的過程中，企業需要不僅僅保障焦炭的冷態強度合格，還需要重視焦炭的熱態性能指標，保證其合格[3]。

4 焦炭熱態性能的影響因素

4.1 焦炭水分對焦炭熱態性能的影響

現階段在進行分析的過程中，為了了解到水分對于焦炭熱性能的影響，就需要在分析的過程中，集中對反應后的強度，進行針對性的回歸分析。

在進行分析中發現，CRI 與CSR 都存在著一定的相關性，因此這樣的情況與理論情況較為相同。在反應的過程中，由于焦炭的水分波動之后，就會引入到一定的爐干焦量的改變，因此就需要在進行分析的過程中，對其內在的真實負荷進行針對性的波動性分析。在水分穩定的情況下，一般情況下都會比水分值自身重要。其次，在含水分較高的情況下，使得需要在進行焦塊的處理過程中，并不容易進行篩除處理，因此就會進入到高爐當中，這樣對于焦炭的自身質量會造成不良的影響。在分析中發現，每提升1%的高爐焦炭量，就會導致降低高爐順行。因此在進行處理的過程中，就需要始終將水分穩定在一個固定的程度，并全面的提升焦炭的特性能，以此保障反應的穩定進展。

4.2 熄焦方法對焦炭熱態性能的影響

現階段對于不同的熄焦方式而言，對于焦炭的熱性能會造成較為直接的影響。在進行試驗的過程中，采用的是在焦化廠當中的焦爐取下之后，對于沒有進行噴水的干熄焦，以及對于型鋼原料進行噴水，使用濕焦的處理方式。在這樣的處理過程中，可以很好的發揮出應有的試驗效果。當下在完成了干熄焦的處理之后，發現其強度明顯得到了全面的提升，特別是在處理的過程中，干法熄焦的處理過程中，不僅僅可以有效回收紅焦顯熱，還會導致對其焦炭的質量進行相應的改變，進而降低由于使用的濕焦的方式，對空氣造成的污染問題。其次，在保持配比相同的情況下，使用干熄焦的方式，相比較濕熄焦的方式而言，有著更好的性能效果。

4.3 配煤結構對焦炭熱態性能的影響

在進行試驗的過程中，為了能夠對煤種與配煤的結構進行分析，就需對其試驗當中的不同配比進行試驗數據的采集。通過試驗分析后發現，使用的配煤的質量性，往往會直接對焦炭造成直接的影響。甚至在一些大型的高爐反應過程中，也相應的導致需要得到良好的控制。在進行數據比較分析后發現，反應性當中基本上由焦炭、肥煤以及瘦煤的影響。而在完成了反應之后，則會受到焦煤與瘦煤的影響。在進行加工的過程中，就需要利用不斷的配煤與歐化的方式，生產更多適用于高爐生產的焦炭，這樣就可以充分的保障在處理的過程中，可以全面的提升處理效率。其次，在進行處理的過程中，還需要提升煤粘結性，這是保障在反應當中，提升實際的反應強度，以此滿足相關反應的關鍵所在。避免在反應中，受到堿金屬等因素的影響，降低反應強度。

5 實驗結論分析

在進行實驗之后，發現CRI 與CSR 的指標，對于焦炭在實際的高爐反應會造成直接的影響，成為二者之間十分重要的指標參數。其次，還需要保障二者之間保持著一定的負相關性。在進行處理的過程中，就是一種利用其二者的線性方程，保障一方面可以對焦炭熱性質進行針對性的預測分析，其次還可以幫助企業可以對焦炭進行詳細的測定分析。這樣的分析模式下，可以為相關研究提供一定的數據參考。其次，在進行焦炭的冷態強度以及熱態強度的比較分析中，雖然沒有發現一定較為明顯的關聯性，就得出即便是在焦炭的選擇過程中，保持冷態強度的合格，但是無法保障熱態強度的合格。因此，企業就需要在日后進行焦炭的選擇中，能夠重點考量焦炭的熱態強度變化。

焦炭水分穩定在一個較低水平上的情況下，可以全面的提升焦炭的熱性能，因此就需要在進行處理的過程中，充分的使用干熄法的方式，對焦炭的熱性能起到良好的處理效果。其次，對于配煤結構以及煤質的特征，由于對焦炭會產生直接的性能影響，因此就要充分的保障進行處理中，可以全面的提升反應的實際強度，以此最大程度上進行穩定的生產。

6 結語

在明確了焦炭在反應的過程中所受到的各種影響因素之后，在進行焦炭的選擇上，則需要結合其這些特征，進行針對性的處理以及分析，保障加工的合理性。