主焦煤结焦性能的研究

摘要：主焦煤是炼焦配煤中的重要和主要煤种，单种煤小焦炉热性能是评价主焦煤质量的一个关键指标，在国标测试焦炭热性能中反应温度是固定在1100℃，反应气体是100%的纯CO2气体，这一反应条件并不能真正反应焦炭在高炉不同区域的结构变化情况。在模拟高炉反应条件下，反应温度提高至1300℃，主焦煤焦炭热性能指标发生了不同的变化。并从高温反应后焦炭中的各向同性和各向异性的溶损反应量与标准反应法1100℃时发生的不同变化来验证了单种煤热强度的变化。

关键词：焦炭；主焦煤；各向同性；反应性强度(CSR）

论文精华：

一、前言

焦煤是烟煤煤化程度中等或偏高的一类煤，中等挥发分和有较好的粘结性，其结焦性能对生产的焦炭块度和强度起到骨架作用，是优质的炼焦用煤，是炼焦配煤中的重要和主要煤种。国内大型高炉钢厂的炼焦配煤中配入比例都在40%以上，甚至有些钢厂使用比例达到了70%，而对主焦煤质量的评价的一个重要指标是单种煤小焦炉的热性能指标。但通过对单种煤模拟高炉反应条件进行的高温试验，主焦煤热性能指标发生了不同变化，需对单种煤的结焦性能的评价重新考虑。

二、主焦煤的粘结性能与结焦性能

从表1可见，山西焦煤挥发分适中，粘结性能和结焦性能较好，华东主焦煤挥发分略高，粘结性能偏肥，其结焦性能一般，澳洲焦煤1挥发分与粘结性能与山西焦煤接近，结焦性能较好，属于煤质较好的主焦煤。澳洲焦煤2挥发分适中，但粘结性能一般，结焦性能相对较差。加拿大焦煤的挥发分略高，粘结性能和结焦性能较好。

三、主焦煤模拟高炉反应条件高温研究

1、模拟试验条件的确定

在国标测试中反应温度是固定在1100℃，反应气体是100%的纯CO2气体，这一反应条件并不能真正反应焦炭在高炉不同区域的结构变化情况。根据吨铁高炉煤气产率以及吨铁焦比、煤比来调整配气比，根据炉料下降速度调整升温速度以及反应温度段，制定出模拟高炉反应条件，研究了高炉条件下对焦炭热强度的影响。所制定的模拟高炉升温条件见表2。

结 语

在研究中选取了有代表性的6种单种主焦煤和6种生产焦，分别对这些焦炭在国标以及模拟条件下进行碳溶损反应试验，通过实验结果可以看出，在模拟高炉条件下，大部分焦炭的反应后强度与其CSR有一定差距，具体结论如下：

1、在模拟高炉的条件下，单种煤焦炭样品差值最小可达-7%，最大可达11.2%，说明主焦煤在高炉中起到的作用与标准法测试的结果不完全一致，对主焦煤质量的评价需重新考虑。

2、在模拟高炉条件下，焦炭的热性能主要与其光学组织有关，含有各向同性较少的大部分焦煤焦测得的I10600有着不同程度的降低或略微升高。

3、在国标定温测试条件下，焦炭的各向同性更容易与CO2发生溶损反应，反应率大于各向异性的反应率。而在模拟高炉的升温测试条件下，焦炭各向同性反应比例都有所降低，各向异性反应率的比例有所提高，各向同性与各向异性的反应率之差明显缩小，甚至发生逆转。

4、应重视模拟高炉试验，尽可能使用模拟条件下热性能好的煤种炼焦，在保证生产焦的冷强度及国标条件下反应后强度无明显下降的前提下，焦炭的配煤结构中适当增加高各向同性煤种的比例，有助于提高焦炭在模拟高炉条件下的反应后强度。