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技術(shù)文章

煤中的堿金屬對煉焦的影響
煤中的堿金屬對煉焦的影響某些灰成分，如堿金屬和堿土金屬化合物對煤氣化有催化作用。


焦炭抗堿性
alkali resistance of coke

下觀察，有明顯的裂紋延伸;X射線衍射分析證明，確有石墨鉀層間化合物存在。石墨鉀受熱膨脹，加速裂紋的產(chǎn)生與發(fā)展，是導(dǎo)致焦炭強(qiáng)度下降的重要原因，因而必須抑制鉀對焦炭的破壞作用。環(huán)境氣氛可以影響鉀的層間化合物的穩(wěn)定性，在800℃以下的氧化氣氛中(如含c眾10%的高爐煤氣)，石墨鉀容易分解，將含鉀的焦炭在較高溫度(1200℃以上)下維持相當(dāng)時間，即 可使鉀逸出。(3)對焦炭結(jié)構(gòu)的影響。焦炭與COZ反應(yīng)過程中，鉀、鈉的催化作用使表面反應(yīng)增強(qiáng)，因此焦炭氣孔壁的減薄程度加劇。鉀、鈉還使焦炭光學(xué)組織中的各向異性組分反應(yīng)率有較大的增加，而光學(xué)各向同性組織的 反應(yīng)速度增長不多。(4)對反應(yīng)后強(qiáng)度的影響。鉀、鈉雖然對焦炭與coZ的反應(yīng)起催化作用，但在同一反應(yīng)程度下，強(qiáng)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(qiáng)了焦炭的表層反應(yīng)，卻減輕了焦炭的內(nèi)部反應(yīng)。但在相同的反應(yīng)時間內(nèi)，堿金屬能使反應(yīng)程度加深，導(dǎo) 致塊焦反應(yīng)后強(qiáng)度明顯下降。(5)對高爐操作的**影響。鉀、鈉對焦炭質(zhì)量的影響也會給高爐生產(chǎn)帶來**后果:焦炭與coZ反應(yīng)的開始溫度降低，可導(dǎo)致高爐煉鐵焦比升高;由于焦炭與c仇反應(yīng)速度增加，焦炭在高爐中的降解失重加劇，機(jī)械強(qiáng)度和塊度急劇下降，導(dǎo)致焦炭在高爐下部高溫區(qū)過多粉化，影響高爐順行;鉀、鈉蒸氣在高爐上部與煤氣中的C仇反應(yīng)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。提高焦炭抗堿能力的措施焦炭抗堿性間題是隨著堿含量較高的礦石的利用而逐漸突出的，因此提高焦炭的抗堿能力必須從焦炭生產(chǎn)和高爐冶煉兩方面同時進(jìn)行。(l)增加低揮發(fā)分煤在配合煤中的用量，降低焦炭反應(yīng)性，提高開始反應(yīng)溫度，從根本上緩解焦炭強(qiáng)度在高爐內(nèi)的過早惡化。(2)提高煉焦裝爐煤的散密度，使焦炭氣孔壁厚度增加，從而提高抵伉c02的侵蝕能力，提高焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度。(3)在煉焦配合煤中添加一些c仇反應(yīng)的抑制劑或在焦炭表面噴灑這種抑制劑，以降低鉀、鈉對c仇反應(yīng)的催化作用。曾以5102和B必3作為抑制劑，進(jìn)行提高焦炭抗堿性試驗。試驗表明，添加0.5%的B:。3后，焦炭反應(yīng)性可降低30一50%。(4)減少堿金屬在高爐內(nèi)的循環(huán)，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(jìn)入軟融帶前發(fā)生過多的碳溶反應(yīng)，從而使焦炭能承受更劇烈的反應(yīng)而不致使強(qiáng)度過早變差(見高爐焦)。 (傅永寧) jiao切Lnkangjianxlng焦炭抗堿性(alkah:esistanc。of coke)焦炭在高爐冶煉過程中抵抗堿金屬及其鹽類作用的能力。焦炭本身的鉀、鈉等堿金屬含量很低，約0.1一0.3%(質(zhì)量)，如此少量的堿金屬不足以對焦炭產(chǎn)生有害影響。但是在高爐冶煉過程中，由礦石帶入的大量鉀和鈉，在高爐內(nèi)形成液滴或蒸氣，造成堿的循環(huán)，并富集在焦炭中，使?fàn)t內(nèi)焦炭的鉀、鈉含量遠(yuǎn)比入爐焦為高，可高達(dá)3%以上，這就足以對焦炭產(chǎn)生有害影響。在高堿負(fù)荷的高爐中，這種影響更為嚴(yán)重，因此擾堿 性是對高爐焦的一個特殊要求。鉀、鈉對焦炭質(zhì)量的影響鉀、鈉對焦炭反應(yīng)性、焦炭機(jī)械強(qiáng)度和焦炭結(jié)構(gòu)均會產(chǎn)生有害的影響，以致 危害高爐操作。(1)對焦炭反應(yīng)性的影響。鉀、鈉對焦炭與C仇反應(yīng)有催化作用。一般情況下，鉀、鈉在焦炭中每增加0.3~0.5%，焦炭與cq的反應(yīng)速度約提高10~巧%。鉀、鈉還可降低焦炭與c仇反應(yīng)的開始溫度。含3%鉀、鈉的焦炭比含0.1一0.3%鉀、鈉的焦炭的反應(yīng)開始溫度 約降低50~100℃。(2)對機(jī)械強(qiáng)度的影響。鉀、鈉及其氧化物能滲入焦炭的碳結(jié)構(gòu)，形成石墨鉀、石墨鈉(如KC。、NaC:)等層間化合物，使碳結(jié)構(gòu)變形、開裂而導(dǎo)致焦炭機(jī)械強(qiáng)度下降。用含鉀5%左右的焦炭(相當(dāng)于高爐爐腹部 位焦炭的含堿量)在氮?dú)庵屑訜嶂?000℃，冷卻后與不含鉀的焦炭對比，強(qiáng)度顯著下降。這種焦炭在顯微鏡