金屬氧化物對(duì)焦炭的催化作用課件

SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering,USTB,2011金屬氧化物對(duì)焦炭的催化作用北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院孔德文SchoolofMetallurgicalandEc1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容１.課題研究的意義和內(nèi)容節(jié)能減排的要求焦炭負(fù)荷加重減少高爐CO2排放提高焦炭質(zhì)量降低高爐碳耗改善高爐效率提高高爐冶煉效率的措施影響焦炭質(zhì)量的因素降低高爐焦比的途徑1997年《京都議定書(shū)》2007年《巴厘島路線圖》焦炭質(zhì)量１.課題研究的意義和內(nèi)容節(jié)能減排的要求焦炭負(fù)荷加重減少高爐提焦炭劣化因素——機(jī)械破壞作用與CO2發(fā)生碳溶反應(yīng)液渣液鐵的沖刷及滲碳作用風(fēng)口處高溫高速氣流的沖擊作用作用范圍廣深入焦炭氣孔內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度下降、粉化加劇焦炭反應(yīng)性研究現(xiàn)狀——礦物質(zhì)對(duì)焦炭反應(yīng)性的影響越來(lái)越受到研究者們的重視對(duì)K、Na等堿金屬礦物質(zhì)對(duì)焦炭反應(yīng)性的影響進(jìn)行了大量研究對(duì)于其它元素礦物質(zhì)，尤其是堿土金屬和其它礦物質(zhì)的影響，研究還鮮有報(bào)道主要因素焦炭的劣化因素焦炭劣化因素——作用范圍廣焦炭反應(yīng)性研究現(xiàn)狀——主要因素焦炭實(shí)驗(yàn)室煉焦實(shí)驗(yàn)，通過(guò)將礦物質(zhì)添加到煤中煉焦的方式制取試驗(yàn)焦樣，并對(duì)焦樣進(jìn)行SEM、EDS和XRD等檢測(cè)，分析礦物質(zhì)在焦炭中的賦存狀態(tài)及分布規(guī)律；熱重試驗(yàn)，研究添加不同礦物質(zhì)氧化物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響規(guī)律；自制焦吸附試驗(yàn)，研究吸附不同礦物質(zhì)氧化物的焦炭溶損反應(yīng)特性的變化規(guī)律；現(xiàn)場(chǎng)焦熱態(tài)性能試驗(yàn)，研究不同條件下吸附礦物質(zhì)后焦炭的熱態(tài)性能變化規(guī)律及焦炭微觀結(jié)構(gòu)特征。高反應(yīng)性焦炭RIST解析，以Rist高爐操作線為基礎(chǔ)，分析了高反應(yīng)性焦炭的冶煉特點(diǎn)和指標(biāo)變化情況。

１.課題研究的意義和內(nèi)容實(shí)驗(yàn)室煉焦實(shí)驗(yàn)，通過(guò)將礦物質(zhì)添加到煤中煉焦的方式制取試驗(yàn)焦樣1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容2.實(shí)驗(yàn)室煉焦煤種A/%V/%S/%GY/mmA（主焦煤）8.521.50.358517B（1/3焦煤）8.035.50.408116試驗(yàn)原料焦煤粒度mm礦物質(zhì)粒度mm焦煤質(zhì)量g水分%煉焦溫度℃結(jié)焦時(shí)間min<3<0.0741408950±50240試驗(yàn)條件2.實(shí)驗(yàn)室煉焦煤種A/%V/%S/%GY/mmA（主焦煤）82.實(shí)驗(yàn)室煉焦試驗(yàn)設(shè)備2.實(shí)驗(yàn)室煉焦試驗(yàn)設(shè)備方案煤A煤BCaOMgOCaCO3Fe2O3MnO218020—————280201————380203————480205————58020—1———68020—3———78020—5———88020——1——98020——3——108020——5——118020———1—128020———3—138020———5—148020————1158020————3168020————52.實(shí)驗(yàn)室煉焦方案煤A煤BCaOMgOCaCO3Fe2O3MnO21802煉焦過(guò)程第一階段（常溫至350℃）：干燥脫氣，析出CH4、CO和N2；第二階段（300-600℃）：以解聚和分解反應(yīng)為主，煤黏結(jié)成半焦；第三階段（600-1000℃）：半焦變成焦炭，產(chǎn)生大量煤氣（H2）2.實(shí)驗(yàn)室煉焦煉焦過(guò)程第一階段（常溫至350℃）：干燥脫氣，析出CH4、C上部焦炭下部焦炭2.實(shí)驗(yàn)室煉焦上部焦炭下部焦炭2.實(shí)驗(yàn)室煉焦對(duì)比結(jié)果——?dú)饪茁瘦^高、結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度不高差異主要來(lái)源——焦煤的堆密度煉焦過(guò)程中氣體的析出煉焦過(guò)程的加熱制度2.實(shí)驗(yàn)室煉焦對(duì)比結(jié)果——2.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭礦物組成A—CaOB—SiO2C—CaCO3E—Al2O32.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加CaO后焦樣5%1%焦炭礦物組成A—CaO2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加CaO后焦樣5%1%A—MgOC—CaCO3E—Al2O3B—SiO22.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加MgO后焦樣5%3%1%A—MgOC—CaCO3E—Al2O3B—SiO22.A—Al-Si-FeD—FeB—SiO22.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加Fe2O3后焦樣5%3%1%A—Al-Si-FeD—FeB—SiO22.實(shí)驗(yàn)室煉焦添礦物質(zhì)增加——衍射峰高度降低2.實(shí)驗(yàn)室煉焦礦物質(zhì)增加——衍射峰高度降低2.實(shí)驗(yàn)室煉焦2.實(shí)驗(yàn)室煉焦類(lèi)型原焦1%CaO5%CaO1%MgO5%MgO1%Fe2O35%Fe2O3Lc2.1561.7521.6631.7141.7011.6951.684La3.6533.5413.5053.6863.6713.8893.904添加礦物質(zhì)后焦炭微晶結(jié)構(gòu)變化2.實(shí)驗(yàn)室煉焦類(lèi)型原焦1%CaO5%CaO1%MgO5%Mg添加1%CaO的焦樣照片(×50)

添加1%CaO的焦樣照片(×200)

添加5%CaO的焦樣照片(×50)

添加5%CaO的焦樣照片(×200)

2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加1%CaO的焦樣照片(×50)添加1%CaO的焦樣照片2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加MgO的焦樣1%MgO5%MgO2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加1%MgO5%MgO添加Fe2O3的焦樣2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加2.實(shí)驗(yàn)室煉焦2.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭氣孔率原焦CaOFe2O32.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭氣孔率原焦CaOFe2O32.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭能譜分析2.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭能譜分析2.實(shí)驗(yàn)室煉焦2.實(shí)驗(yàn)室煉焦2.實(shí)驗(yàn)室煉焦礦物分布規(guī)律

添加物比例越高==〉焦炭中的負(fù)載量越大2.實(shí)驗(yàn)室煉焦礦物分布規(guī)律添加物比例越高==〉焦炭中的負(fù)CaO顆粒2.實(shí)驗(yàn)室煉焦顆粒形態(tài)附著于焦炭表面CaO顆粒2.實(shí)驗(yàn)室煉焦顆粒形態(tài)附著于焦炭表面含F(xiàn)e顆粒2.實(shí)驗(yàn)室煉焦含F(xiàn)e顆粒2.實(shí)驗(yàn)室煉焦1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容試驗(yàn)方法在一定溫度和氣氛下，測(cè)定試樣反應(yīng)性與溫度或時(shí)間關(guān)系測(cè)定試樣開(kāi)始反應(yīng)的溫度測(cè)定并計(jì)算試樣反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件溫度℃氣氛粒度μm質(zhì)量mg升溫速率℃/min時(shí)間min氣體流量ml/min恒溫1000N2+CO20.12525156050連續(xù)升溫1200CO20.125255、10、15、2050試驗(yàn)方法在一定溫度和氣氛下，測(cè)定試樣反應(yīng)性與溫度或時(shí)間關(guān)系3試驗(yàn)設(shè)備3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)(b)(c)堿土金屬對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響添加物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響順序?yàn)椋篊aO>CaCO3>MgO3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)(b)(c)堿土金屬對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響添加物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)添加物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響順序?yàn)椋篎e2O3>MnO2

過(guò)渡金屬對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)添加物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響順序?yàn)椋篎e2O3>MnO2過(guò)渡添加物對(duì)焦炭反應(yīng)性指數(shù)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)五種礦物質(zhì)化合物對(duì)焦炭反應(yīng)性指數(shù)的影響順序?yàn)椋篊aO>Fe2O3>CaCO3>MnO2>MgO

反應(yīng)性指數(shù)：1000℃、60min添加物對(duì)焦炭反應(yīng)性指數(shù)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)五種礦物升溫速率對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)升溫速率對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)CaOMgO3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)CaOMgO3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)CaCO3Fe2O3

升溫速率降低

==〉焦炭溶損反應(yīng)失重率增加3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)CaCO3Fe2O3升溫速率降低焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)升溫速率10℃/minCO2氣氛50ml/minDTG>0試驗(yàn)條件

礦物質(zhì)含量增加==〉焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度降低焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)升溫速率10℃/1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容試樣制備4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)吸附溶液濃度質(zhì)量g試樣粒度ｍｍ溫度℃目標(biāo)礦物Ca（CH3COOH）2Mg（CH3COOH）2Fe（NO3）3

１％２％３％５％１０３～６900CaOMgOFe2O3

Ca（CH3COOH）2—CaOMg（CH3COOH）2—MgOFe（NO3）3—Fe2O3試樣制備4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)吸附溶液濃度質(zhì)量g試樣粒度ｍ焦炭反應(yīng)性指數(shù)4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度焦炭反應(yīng)性指數(shù)4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度兩種方法對(duì)比4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)吸附法添加法CaOMgOCaOMgOFe2O3Fe2O3反應(yīng)性開(kāi)始反應(yīng)溫度兩種方法對(duì)比4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)吸附法添加法CaOMgO小結(jié)4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)三種氧化物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)有正催化作用，焦炭的反應(yīng)性指數(shù)升高，焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度降低。影響順序?yàn)镃aO>Fe2O3>MgO，CaO對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用最明顯，MgO和Fe2O3對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用稍弱。

通過(guò)添加和吸附兩種負(fù)載氧化物的方式對(duì)焦炭反應(yīng)性指數(shù)的影響來(lái)看，對(duì)于CaO而言，添加的負(fù)載方式焦炭反應(yīng)性指數(shù)逐漸增加且大于吸附的負(fù)載方式。對(duì)于MgO而言，吸附方式對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響始終大于添加的負(fù)載方式。而對(duì)于Fe2O3而言，吸附的負(fù)載方式對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響始終稍小于添加的負(fù)載方式。小結(jié)4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)三種氧化物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)有正催化5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容

焦炭的形貌特征；焦炭微觀結(jié)構(gòu)特征及吸附礦物分布規(guī)律；焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)。吸附礦物種類(lèi)

三種礦物質(zhì)氧化物CaO、MgO和Fe2O3。5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容焦炭的形貌特征；吸附礦物種吸附Ca（CH3COOH）2后Ca（CH3COOH）2分解后焦炭形貌特征

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)吸附Ca（CH3COOH）2后Ca（CH3COOH）2分解后吸附Fe（NO3）3后

Fe（NO3）3分解后

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)吸附Fe（NO3）3后Fe（NO3）3分解后5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭焦炭微觀結(jié)構(gòu)

吸附CaO后焦炭微觀形貌

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭微觀結(jié)構(gòu)吸附CaO后焦炭微觀形貌5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能吸附Fe2O3后焦炭微觀形貌

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)吸附Fe2O3后焦炭微觀形貌5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)礦物分布特點(diǎn)

吸附CaO焦炭線掃描圖譜5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)礦物分布特點(diǎn)吸附CaO焦炭線掃描圖譜5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試吸附Fe2O3焦炭線掃描圖譜5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)吸附Fe2O3焦炭線掃描圖譜5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭熱態(tài)性能

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)方案普通焦炭%高反應(yīng)性焦炭%試驗(yàn)條件11000①溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO2/CO=100/0；②溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO2/CO=50/50；③溫度1100℃，失重率20%，CO2/CO=50/50；④溫度變化，時(shí)間固定，CO2/CO=50/50。20100焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)方案焦炭熱態(tài)性能5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)方案普通焦炭高反應(yīng)性焦CRI

CSR

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO2/CO=100/0CRICSR5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，反應(yīng)5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO2/CO=50/505.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO25.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，失重20%，CO2/CO=50/50CaOFe2O3不同溫度，失重20%，CO2/CO=50/505.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，失重20%，CO2/5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭溶損反應(yīng)速率變化

CO2/CO=50/50氣氛焦炭反應(yīng)速率和溫度的關(guān)系CO2/CO=100/0氣氛5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭溶損反應(yīng)速率變化CO2/CO5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭氣孔分布變化

CO2/CO=100/0氣氛下焦炭氣孔分布規(guī)律5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭氣孔分布變化CO2/CO=5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭氣孔分布變化

改變反應(yīng)溫度條件下焦炭氣孔分布規(guī)律5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭氣孔分布變化改變反應(yīng)溫度條件下5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的制取1）通過(guò)不同條件下吸附CaO和Fe2O3焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度的試驗(yàn)證實(shí)選擇CaO和Fe2O3作為提高焦炭反應(yīng)性的催化劑是理想的，同時(shí)也驗(yàn)證了可以通過(guò)后添加催化劑的方式獲得高反應(yīng)性、高強(qiáng)度焦炭，也就是通過(guò)焦炭表面吸附催化劑的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以在焦炭推出后熄焦過(guò)程中向焦炭表面噴灑一定濃度的Ca(CH3COOH)2或Fe(NO3)3溶液，以實(shí)現(xiàn)改變焦炭反應(yīng)性的目的。5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的制取1）通過(guò)不同條件下5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)2）高爐內(nèi)焦炭的氣化反應(yīng)和礦石的還原反應(yīng)是一對(duì)相互制約和聯(lián)系的耦合反應(yīng)，也就是說(shuō)，由于焦炭氣化反應(yīng)需要的CO2是由浮氏體間接還原反應(yīng)提供的，即便焦炭的反應(yīng)性再?gòu)?qiáng)，沒(méi)有浮氏體間接還原反應(yīng)提供足夠的CO2，氣化反應(yīng)也無(wú)法進(jìn)行。反過(guò)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有焦炭氣化反應(yīng)提供足夠的CO，浮氏體間接還原反應(yīng)的速度也難以提高。因此在保證焦炭具有高強(qiáng)度的同時(shí)鐵礦石還原性也要好，這樣才能保證鐵礦石的間接還原反應(yīng)得到充分發(fā)展。5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)2）高爐內(nèi)焦炭的氣化反應(yīng)和礦石的還原5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)條件反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)氣氛1100℃失重20%CO/CO2=50/50反應(yīng)后強(qiáng)度越高的焦炭氣化率（失重率）一定的情況下焦炭的抗降解能力越強(qiáng)粒度減少得就越小高反應(yīng)性焦炭的檢測(cè)方法5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)條件反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的應(yīng)用影響因素粒度較小的高反應(yīng)性焦炭選擇與礦石混合裝入保持較高的強(qiáng)度布料方式的選擇合適的催化劑選擇正確的的催化劑負(fù)載方式粒度較大的高反應(yīng)性焦炭選擇與礦石分裝5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的應(yīng)用影響因素粒度較小的1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐操作線的繪制方法確定基準(zhǔn)期原燃料條件及冶煉參數(shù)物料平衡及熱平衡計(jì)算建立操作線模型繪制基準(zhǔn)期高爐操作線試驗(yàn)期高爐操作線試驗(yàn)期高爐冶煉參數(shù)及指標(biāo)變化分析6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐操作線的繪制方法確定基準(zhǔn)期3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)討論溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度鐵氧化還原溫度有效熱耗焦比3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)討論溶損反應(yīng)鐵氧化有效熱耗焦比部分還原O/Ｆｅ通過(guò)高反應(yīng)性焦炭降低熱量貯藏區(qū)域溫度FｅOFe溫度ＣＯ２/（CO+CO2）目標(biāo)值金屬化鐵的效果傳統(tǒng)８００℃１０００℃熱量貯藏區(qū)域溫度溫度金屬鐵催化劑提高焦炭反應(yīng)性金屬化鐵焦炭鐵碳復(fù)合體3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)部分還原O/Ｆｅ通過(guò)高反應(yīng)性焦炭降低FｅOFe溫度ＣＯ２/（6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析850℃800℃449.5kg/tHM750℃700℃493.8kg/tHM470.5kg/tHM436.5kg/tHM高爐燃料比29.25kg/tHM基準(zhǔn)期495kg/tHM6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析850℃800℃449.5k6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐還原劑消耗隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的變化情況高爐操作指標(biāo)變化情況6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐還原劑消耗隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析

高爐煤氣利用率隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的變化情況6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐煤氣利用率隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析

直接還原度隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的變化情況6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析直接還原度隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的變1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容7.結(jié)論（1）在前人廣泛研究堿金屬對(duì)焦炭影響的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了堿土金屬和過(guò)渡金屬對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響。①通過(guò)實(shí)驗(yàn)室煉焦試驗(yàn)煉制了添加CaO、MgO、CaCO3、Fe2O3和MnO2五種礦物質(zhì)化合物的焦炭，并根據(jù)XRD衍射分析了添加礦物后焦炭中礦物的種類(lèi)，XRD對(duì)含量低的礦物及非晶態(tài)礦物質(zhì)無(wú)法測(cè)定，因此只能得到有限的幾種礦物的化學(xué)形態(tài)。通過(guò)SEM掃描電鏡分析，添加礦物質(zhì)化合物后，焦樣內(nèi)部氣孔率明顯增加，且氣孔壁變得更薄，加入焦炭的礦物質(zhì)以質(zhì)點(diǎn)形式進(jìn)入焦樣內(nèi)部且分布相對(duì)均勻。②通過(guò)熱重試驗(yàn)對(duì)添加堿土金屬化合物以及過(guò)渡金屬化合物的五種焦炭進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明：這五種礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)產(chǎn)生正催化作用，會(huì)使焦炭的反應(yīng)性指數(shù)升高，焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度降低，對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用由強(qiáng)至弱依次為：CaO>Fe2O3>CaCO3>MnO2>MgO。7.結(jié)論（1）在前人廣泛研究堿金屬對(duì)焦炭影響的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研7.結(jié)論③對(duì)實(shí)驗(yàn)室自制焦炭進(jìn)行了礦物質(zhì)可溶鹽溶液的吸附試驗(yàn)，并通過(guò)熱重焦炭反應(yīng)性試驗(yàn)研究了吸附礦物質(zhì)焦炭溶損反應(yīng)變化規(guī)律，吸附CaO、MgO和Fe2O3都對(duì)焦炭溶損反應(yīng)有正催化作用，會(huì)使焦炭的反應(yīng)性指數(shù)升高，焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度降低，但相比添加的負(fù)載方式礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的作用程度有所差別。④最后，通過(guò)比較添加和吸附兩種負(fù)載礦物質(zhì)氧化物的方式，及其對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用規(guī)律，提出了高反應(yīng)性焦炭的概念。選擇合適的催化劑及負(fù)載方式是生產(chǎn)高反應(yīng)性焦炭的前提，高反應(yīng)性焦炭在高爐的使用，可以降低高爐熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度，溫度的降低會(huì)促使CO利用率提高，高爐效率得到改善，使高爐還原劑消耗降低。7.結(jié)論③對(duì)實(shí)驗(yàn)室自制焦炭進(jìn)行了礦物質(zhì)可溶鹽溶7.結(jié)論（2）通過(guò)焦炭溶損反應(yīng)熱重特性曲線得出焦炭的反應(yīng)性指數(shù)與焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。焦炭的反應(yīng)性指數(shù)越高，相應(yīng)的焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度就越低?；诖爽F(xiàn)象，提出一種焦炭反應(yīng)性指數(shù)的檢測(cè)方法，該方法利用差熱設(shè)備通過(guò)測(cè)定焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度來(lái)進(jìn)行焦炭反應(yīng)性指數(shù)的計(jì)算，從而對(duì)焦炭溶損反應(yīng)特性及焦炭反應(yīng)性的高低進(jìn)行判定。（3）在實(shí)驗(yàn)室自制焦炭溶損反應(yīng)特性研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了不同條件下吸附礦物質(zhì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能的影響。①吸附CaO和Fe2O3后在焦炭表面的含量較高，濃縮在焦炭的表面形成一層催化薄膜；觀測(cè)到吸附到焦炭表面的CaO以顆粒狀存在于焦炭氣孔周?chē)笮≡?0微米左右，而Fe2O3多以顆粒的形態(tài)存在并少量聚集在一起形成顆粒群，類(lèi)似于斑塊狀，顆粒尺寸最小的僅有幾微米，斑狀顆粒群大小在十幾至幾十微米之間。7.結(jié)論（2）通過(guò)焦炭溶損反應(yīng)熱重特性曲線得出焦炭的反應(yīng)性指7.結(jié)論②在不同條件下對(duì)吸附CaO和Fe2O3后焦炭的反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：在CO2/CO=100/0氣氛下，吸附CaO和Fe2O3后焦炭相比原焦反應(yīng)性升高、反應(yīng)后強(qiáng)度降低，且隨著吸附量的增加CaO和Fe2O3的催化作用愈加明顯，但吸附量超過(guò)3%后，CaO或Fe2O3對(duì)焦炭反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度的影響就會(huì)相應(yīng)減弱；在改變反應(yīng)氣氛CO2/CO=50/50和固定失重率20%的條件下，吸附CaO和Fe2O3后的焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度相比純CO2氣氛下有明顯的提高，與未吸附催化劑的原焦相比也有一定的提高，至少?gòu)?qiáng)度不會(huì)下降。③吸附Fe2O3的焦炭與CO2發(fā)生溶損反應(yīng)的反應(yīng)速率都明顯高于原焦的反應(yīng)速率，尤其在CO2/CO=50/50的氣氛下，吸附Fe2O3的焦炭反應(yīng)速率要高于原焦的2倍左右。④焦炭發(fā)生溶損反應(yīng)后氣孔率發(fā)生很大的變化，氣孔分布也相比原焦大有不同，吸附CaO和Fe2O3的焦炭與CO2發(fā)生反應(yīng)后焦炭?jī)?nèi)部氣孔率變化較小，溶損反應(yīng)只是影響到焦炭表面3~4mm處，這也是焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度不下降反升高的主要原因。7.結(jié)論②在不同條件下對(duì)吸附CaO和Fe2O37.結(jié)論（4）根據(jù)高反應(yīng)性焦炭的性質(zhì)及試驗(yàn)結(jié)果，在國(guó)標(biāo)焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的檢驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出一種新的焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度的檢驗(yàn)方法，即在CO/CO2=50/50，固定失重率20%的條件下對(duì)焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，該方法對(duì)于檢驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度結(jié)果準(zhǔn)確可靠，且操作簡(jiǎn)單易行。（5）以Rist高爐操作線為基礎(chǔ)，分析了高反應(yīng)性焦炭的冶煉特點(diǎn)和指標(biāo)變化情況。使用高反應(yīng)性焦炭后浮士體還原平衡發(fā)生變化，高爐熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度降低，高爐熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度每降低100℃，高爐還原劑消耗平均降低27.75kg/tHM，高爐爐頂煤氣利用率平均提高4.6%，直接還原度平均降低10.7%。7.結(jié)論（4）根據(jù)高反應(yīng)性焦炭的性質(zhì)及試驗(yàn)結(jié)果，在國(guó)標(biāo)焦炭反謝謝謝謝SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering,USTB,2011金屬氧化物對(duì)焦炭的催化作用北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院孔德文SchoolofMetallurgicalandEc1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容１.課題研究的意義和內(nèi)容節(jié)能減排的要求焦炭負(fù)荷加重減少高爐CO2排放提高焦炭質(zhì)量降低高爐碳耗改善高爐效率提高高爐冶煉效率的措施影響焦炭質(zhì)量的因素降低高爐焦比的途徑1997年《京都議定書(shū)》2007年《巴厘島路線圖》焦炭質(zhì)量１.課題研究的意義和內(nèi)容節(jié)能減排的要求焦炭負(fù)荷加重減少高爐提焦炭劣化因素——機(jī)械破壞作用與CO2發(fā)生碳溶反應(yīng)液渣液鐵的沖刷及滲碳作用風(fēng)口處高溫高速氣流的沖擊作用作用范圍廣深入焦炭氣孔內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度下降、粉化加劇焦炭反應(yīng)性研究現(xiàn)狀——礦物質(zhì)對(duì)焦炭反應(yīng)性的影響越來(lái)越受到研究者們的重視對(duì)K、Na等堿金屬礦物質(zhì)對(duì)焦炭反應(yīng)性的影響進(jìn)行了大量研究對(duì)于其它元素礦物質(zhì)，尤其是堿土金屬和其它礦物質(zhì)的影響，研究還鮮有報(bào)道主要因素焦炭的劣化因素焦炭劣化因素——作用范圍廣焦炭反應(yīng)性研究現(xiàn)狀——主要因素焦炭實(shí)驗(yàn)室煉焦實(shí)驗(yàn)，通過(guò)將礦物質(zhì)添加到煤中煉焦的方式制取試驗(yàn)焦樣，并對(duì)焦樣進(jìn)行SEM、EDS和XRD等檢測(cè)，分析礦物質(zhì)在焦炭中的賦存狀態(tài)及分布規(guī)律；熱重試驗(yàn)，研究添加不同礦物質(zhì)氧化物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響規(guī)律；自制焦吸附試驗(yàn)，研究吸附不同礦物質(zhì)氧化物的焦炭溶損反應(yīng)特性的變化規(guī)律；現(xiàn)場(chǎng)焦熱態(tài)性能試驗(yàn)，研究不同條件下吸附礦物質(zhì)后焦炭的熱態(tài)性能變化規(guī)律及焦炭微觀結(jié)構(gòu)特征。高反應(yīng)性焦炭RIST解析，以Rist高爐操作線為基礎(chǔ)，分析了高反應(yīng)性焦炭的冶煉特點(diǎn)和指標(biāo)變化情況。

１.課題研究的意義和內(nèi)容實(shí)驗(yàn)室煉焦實(shí)驗(yàn)，通過(guò)將礦物質(zhì)添加到煤中煉焦的方式制取試驗(yàn)焦樣1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容2.實(shí)驗(yàn)室煉焦煤種A/%V/%S/%GY/mmA（主焦煤）8.521.50.358517B（1/3焦煤）8.035.50.408116試驗(yàn)原料焦煤粒度mm礦物質(zhì)粒度mm焦煤質(zhì)量g水分%煉焦溫度℃結(jié)焦時(shí)間min<3<0.0741408950±50240試驗(yàn)條件2.實(shí)驗(yàn)室煉焦煤種A/%V/%S/%GY/mmA（主焦煤）82.實(shí)驗(yàn)室煉焦試驗(yàn)設(shè)備2.實(shí)驗(yàn)室煉焦試驗(yàn)設(shè)備方案煤A煤BCaOMgOCaCO3Fe2O3MnO218020—————280201————380203————480205————58020—1———68020—3———78020—5———88020——1——98020——3——108020——5——118020———1—128020———3—138020———5—148020————1158020————3168020————52.實(shí)驗(yàn)室煉焦方案煤A煤BCaOMgOCaCO3Fe2O3MnO21802煉焦過(guò)程第一階段（常溫至350℃）：干燥脫氣，析出CH4、CO和N2；第二階段（300-600℃）：以解聚和分解反應(yīng)為主，煤黏結(jié)成半焦；第三階段（600-1000℃）：半焦變成焦炭，產(chǎn)生大量煤氣（H2）2.實(shí)驗(yàn)室煉焦煉焦過(guò)程第一階段（常溫至350℃）：干燥脫氣，析出CH4、C上部焦炭下部焦炭2.實(shí)驗(yàn)室煉焦上部焦炭下部焦炭2.實(shí)驗(yàn)室煉焦對(duì)比結(jié)果——?dú)饪茁瘦^高、結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度不高差異主要來(lái)源——焦煤的堆密度煉焦過(guò)程中氣體的析出煉焦過(guò)程的加熱制度2.實(shí)驗(yàn)室煉焦對(duì)比結(jié)果——2.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭礦物組成A—CaOB—SiO2C—CaCO3E—Al2O32.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加CaO后焦樣5%1%焦炭礦物組成A—CaO2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加CaO后焦樣5%1%A—MgOC—CaCO3E—Al2O3B—SiO22.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加MgO后焦樣5%3%1%A—MgOC—CaCO3E—Al2O3B—SiO22.A—Al-Si-FeD—FeB—SiO22.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加Fe2O3后焦樣5%3%1%A—Al-Si-FeD—FeB—SiO22.實(shí)驗(yàn)室煉焦添礦物質(zhì)增加——衍射峰高度降低2.實(shí)驗(yàn)室煉焦礦物質(zhì)增加——衍射峰高度降低2.實(shí)驗(yàn)室煉焦2.實(shí)驗(yàn)室煉焦類(lèi)型原焦1%CaO5%CaO1%MgO5%MgO1%Fe2O35%Fe2O3Lc2.1561.7521.6631.7141.7011.6951.684La3.6533.5413.5053.6863.6713.8893.904添加礦物質(zhì)后焦炭微晶結(jié)構(gòu)變化2.實(shí)驗(yàn)室煉焦類(lèi)型原焦1%CaO5%CaO1%MgO5%Mg添加1%CaO的焦樣照片(×50)

添加1%CaO的焦樣照片(×200)

添加5%CaO的焦樣照片(×50)

添加5%CaO的焦樣照片(×200)

2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加1%CaO的焦樣照片(×50)添加1%CaO的焦樣照片2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加MgO的焦樣1%MgO5%MgO2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加1%MgO5%MgO添加Fe2O3的焦樣2.實(shí)驗(yàn)室煉焦添加2.實(shí)驗(yàn)室煉焦2.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭氣孔率原焦CaOFe2O32.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭氣孔率原焦CaOFe2O32.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭能譜分析2.實(shí)驗(yàn)室煉焦焦炭能譜分析2.實(shí)驗(yàn)室煉焦2.實(shí)驗(yàn)室煉焦2.實(shí)驗(yàn)室煉焦礦物分布規(guī)律

添加物比例越高==〉焦炭中的負(fù)載量越大2.實(shí)驗(yàn)室煉焦礦物分布規(guī)律添加物比例越高==〉焦炭中的負(fù)CaO顆粒2.實(shí)驗(yàn)室煉焦顆粒形態(tài)附著于焦炭表面CaO顆粒2.實(shí)驗(yàn)室煉焦顆粒形態(tài)附著于焦炭表面含F(xiàn)e顆粒2.實(shí)驗(yàn)室煉焦含F(xiàn)e顆粒2.實(shí)驗(yàn)室煉焦1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容試驗(yàn)方法在一定溫度和氣氛下，測(cè)定試樣反應(yīng)性與溫度或時(shí)間關(guān)系測(cè)定試樣開(kāi)始反應(yīng)的溫度測(cè)定并計(jì)算試樣反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件溫度℃氣氛粒度μm質(zhì)量mg升溫速率℃/min時(shí)間min氣體流量ml/min恒溫1000N2+CO20.12525156050連續(xù)升溫1200CO20.125255、10、15、2050試驗(yàn)方法在一定溫度和氣氛下，測(cè)定試樣反應(yīng)性與溫度或時(shí)間關(guān)系3試驗(yàn)設(shè)備3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)(b)(c)堿土金屬對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響添加物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響順序?yàn)椋篊aO>CaCO3>MgO3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)(b)(c)堿土金屬對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響添加物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)添加物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響順序?yàn)椋篎e2O3>MnO2

過(guò)渡金屬對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)添加物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響順序?yàn)椋篎e2O3>MnO2過(guò)渡添加物對(duì)焦炭反應(yīng)性指數(shù)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)五種礦物質(zhì)化合物對(duì)焦炭反應(yīng)性指數(shù)的影響順序?yàn)椋篊aO>Fe2O3>CaCO3>MnO2>MgO

反應(yīng)性指數(shù)：1000℃、60min添加物對(duì)焦炭反應(yīng)性指數(shù)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)五種礦物升溫速率對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)升溫速率對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)CaOMgO3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)CaOMgO3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)CaCO3Fe2O3

升溫速率降低

==〉焦炭溶損反應(yīng)失重率增加3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)CaCO3Fe2O3升溫速率降低焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)升溫速率10℃/minCO2氣氛50ml/minDTG>0試驗(yàn)條件

礦物質(zhì)含量增加==〉焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度降低焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)升溫速率10℃/1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容試樣制備4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)吸附溶液濃度質(zhì)量g試樣粒度ｍｍ溫度℃目標(biāo)礦物Ca（CH3COOH）2Mg（CH3COOH）2Fe（NO3）3

１％２％３％５％１０３～６900CaOMgOFe2O3

Ca（CH3COOH）2—CaOMg（CH3COOH）2—MgOFe（NO3）3—Fe2O3試樣制備4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)吸附溶液濃度質(zhì)量g試樣粒度ｍ焦炭反應(yīng)性指數(shù)4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度焦炭反應(yīng)性指數(shù)4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度兩種方法對(duì)比4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)吸附法添加法CaOMgOCaOMgOFe2O3Fe2O3反應(yīng)性開(kāi)始反應(yīng)溫度兩種方法對(duì)比4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)吸附法添加法CaOMgO小結(jié)4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)三種氧化物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)有正催化作用，焦炭的反應(yīng)性指數(shù)升高，焦炭溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度降低。影響順序?yàn)镃aO>Fe2O3>MgO，CaO對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用最明顯，MgO和Fe2O3對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用稍弱。

通過(guò)添加和吸附兩種負(fù)載氧化物的方式對(duì)焦炭反應(yīng)性指數(shù)的影響來(lái)看，對(duì)于CaO而言，添加的負(fù)載方式焦炭反應(yīng)性指數(shù)逐漸增加且大于吸附的負(fù)載方式。對(duì)于MgO而言，吸附方式對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響始終大于添加的負(fù)載方式。而對(duì)于Fe2O3而言，吸附的負(fù)載方式對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響始終稍小于添加的負(fù)載方式。小結(jié)4.吸附礦物焦炭熱重試驗(yàn)三種氧化物對(duì)焦炭溶損反應(yīng)有正催化5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容

焦炭的形貌特征；焦炭微觀結(jié)構(gòu)特征及吸附礦物分布規(guī)律；焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)。吸附礦物種類(lèi)

三種礦物質(zhì)氧化物CaO、MgO和Fe2O3。5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容焦炭的形貌特征；吸附礦物種吸附Ca（CH3COOH）2后Ca（CH3COOH）2分解后焦炭形貌特征

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)吸附Ca（CH3COOH）2后Ca（CH3COOH）2分解后吸附Fe（NO3）3后

Fe（NO3）3分解后

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)吸附Fe（NO3）3后Fe（NO3）3分解后5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭焦炭微觀結(jié)構(gòu)

吸附CaO后焦炭微觀形貌

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭微觀結(jié)構(gòu)吸附CaO后焦炭微觀形貌5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能吸附Fe2O3后焦炭微觀形貌

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)吸附Fe2O3后焦炭微觀形貌5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)礦物分布特點(diǎn)

吸附CaO焦炭線掃描圖譜5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)礦物分布特點(diǎn)吸附CaO焦炭線掃描圖譜5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試吸附Fe2O3焦炭線掃描圖譜5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)吸附Fe2O3焦炭線掃描圖譜5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭熱態(tài)性能

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)方案普通焦炭%高反應(yīng)性焦炭%試驗(yàn)條件11000①溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO2/CO=100/0；②溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO2/CO=50/50；③溫度1100℃，失重率20%，CO2/CO=50/50；④溫度變化，時(shí)間固定，CO2/CO=50/50。20100焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)方案焦炭熱態(tài)性能5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)方案普通焦炭高反應(yīng)性焦CRI

CSR

5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO2/CO=100/0CRICSR5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，反應(yīng)5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO2/CO=50/505.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，反應(yīng)時(shí)間2h，CO25.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，失重20%，CO2/CO=50/50CaOFe2O3不同溫度，失重20%，CO2/CO=50/505.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)溫度1100℃，失重20%，CO2/5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭溶損反應(yīng)速率變化

CO2/CO=50/50氣氛焦炭反應(yīng)速率和溫度的關(guān)系CO2/CO=100/0氣氛5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭溶損反應(yīng)速率變化CO2/CO5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭氣孔分布變化

CO2/CO=100/0氣氛下焦炭氣孔分布規(guī)律5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭氣孔分布變化CO2/CO=5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭氣孔分布變化

改變反應(yīng)溫度條件下焦炭氣孔分布規(guī)律5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭氣孔分布變化改變反應(yīng)溫度條件下5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的制取1）通過(guò)不同條件下吸附CaO和Fe2O3焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度的試驗(yàn)證實(shí)選擇CaO和Fe2O3作為提高焦炭反應(yīng)性的催化劑是理想的，同時(shí)也驗(yàn)證了可以通過(guò)后添加催化劑的方式獲得高反應(yīng)性、高強(qiáng)度焦炭，也就是通過(guò)焦炭表面吸附催化劑的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以在焦炭推出后熄焦過(guò)程中向焦炭表面噴灑一定濃度的Ca(CH3COOH)2或Fe(NO3)3溶液，以實(shí)現(xiàn)改變焦炭反應(yīng)性的目的。5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的制取1）通過(guò)不同條件下5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)2）高爐內(nèi)焦炭的氣化反應(yīng)和礦石的還原反應(yīng)是一對(duì)相互制約和聯(lián)系的耦合反應(yīng)，也就是說(shuō)，由于焦炭氣化反應(yīng)需要的CO2是由浮氏體間接還原反應(yīng)提供的，即便焦炭的反應(yīng)性再?gòu)?qiáng)，沒(méi)有浮氏體間接還原反應(yīng)提供足夠的CO2，氣化反應(yīng)也無(wú)法進(jìn)行。反過(guò)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有焦炭氣化反應(yīng)提供足夠的CO，浮氏體間接還原反應(yīng)的速度也難以提高。因此在保證焦炭具有高強(qiáng)度的同時(shí)鐵礦石還原性也要好，這樣才能保證鐵礦石的間接還原反應(yīng)得到充分發(fā)展。5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)2）高爐內(nèi)焦炭的氣化反應(yīng)和礦石的還原5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)條件反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)氣氛1100℃失重20%CO/CO2=50/50反應(yīng)后強(qiáng)度越高的焦炭氣化率（失重率）一定的情況下焦炭的抗降解能力越強(qiáng)粒度減少得就越小高反應(yīng)性焦炭的檢測(cè)方法5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)條件反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的應(yīng)用影響因素粒度較小的高反應(yīng)性焦炭選擇與礦石混合裝入保持較高的強(qiáng)度布料方式的選擇合適的催化劑選擇正確的的催化劑負(fù)載方式粒度較大的高反應(yīng)性焦炭選擇與礦石分裝5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)高反應(yīng)性焦炭的應(yīng)用影響因素粒度較小的1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐操作線的繪制方法確定基準(zhǔn)期原燃料條件及冶煉參數(shù)物料平衡及熱平衡計(jì)算建立操作線模型繪制基準(zhǔn)期高爐操作線試驗(yàn)期高爐操作線試驗(yàn)期高爐冶煉參數(shù)及指標(biāo)變化分析6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐操作線的繪制方法確定基準(zhǔn)期3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)討論溶損反應(yīng)開(kāi)始溫度鐵氧化還原溫度有效熱耗焦比3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)討論溶損反應(yīng)鐵氧化有效熱耗焦比部分還原O/Ｆｅ通過(guò)高反應(yīng)性焦炭降低熱量貯藏區(qū)域溫度FｅOFe溫度ＣＯ２/（CO+CO2）目標(biāo)值金屬化鐵的效果傳統(tǒng)８００℃１０００℃熱量貯藏區(qū)域溫度溫度金屬鐵催化劑提高焦炭反應(yīng)性金屬化鐵焦炭鐵碳復(fù)合體3.添加礦物焦炭熱重試驗(yàn)部分還原O/Ｆｅ通過(guò)高反應(yīng)性焦炭降低FｅOFe溫度ＣＯ２/（6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析850℃800℃449.5kg/tHM750℃700℃493.8kg/tHM470.5kg/tHM436.5kg/tHM高爐燃料比29.25kg/tHM基準(zhǔn)期495kg/tHM6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析850℃800℃449.5k6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐還原劑消耗隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的變化情況高爐操作指標(biāo)變化情況6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐還原劑消耗隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析

高爐煤氣利用率隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的變化情況6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析高爐煤氣利用率隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析

直接還原度隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的變化情況6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析直接還原度隨熱儲(chǔ)蓄區(qū)溫度的變1.研究意義和內(nèi)容2.添加礦物質(zhì)氧化物煉焦實(shí)驗(yàn)3.添加礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響4.吸附礦物質(zhì)對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響5.現(xiàn)場(chǎng)焦炭熱態(tài)性能試驗(yàn)研究6.高反應(yīng)性焦炭高爐操作線解析7.結(jié)論報(bào)告內(nèi)容1.研究意義和內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容7.結(jié)論（1）在前人廣泛研究堿金屬對(duì)焦炭影響的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了堿土金屬和過(guò)渡金屬對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的影響。①通過(guò)實(shí)驗(yàn)室煉焦試驗(yàn)煉制了添加CaO、MgO、CaCO3