中等變質(zhì)程度煉焦煤的結(jié)焦性影響因素探討

鮑俊芳，盛軍波，宋子逵，崔會(huì)明，張雪紅

(武漢鋼鐵(集團(tuán))公司煉焦煤利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢，430080)

傳統(tǒng)煤化學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為,煤的結(jié)焦性是煤在工業(yè)焦?fàn)t或模擬工業(yè)焦?fàn)t煉焦條件下結(jié)成焦炭的能力。該定義較為抽象。筆者認(rèn)為，煤的結(jié)焦性應(yīng)從煤的物質(zhì)基礎(chǔ)、結(jié)焦行為和成焦結(jié)果三個(gè)方面來綜合評(píng)價(jià)。對(duì)于煤的物質(zhì)基礎(chǔ)，由于煤鏡質(zhì)組性質(zhì)的差異就目前檢測手段而言還無法深入到分子結(jié)構(gòu)層面分析，因此，一般利用結(jié)焦光學(xué)組織結(jié)構(gòu)直觀反映煉焦煤的物質(zhì)基礎(chǔ)和成焦結(jié)果。大量試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，制約焦炭冷、熱強(qiáng)度的最關(guān)鍵因素是焦炭光學(xué)組織結(jié)構(gòu)[4-6]，故以煉焦煤結(jié)焦后的光學(xué)組織結(jié)構(gòu)來表征煤的結(jié)焦性是合適的。另外，基氏流動(dòng)度法是測定煉焦煤高溫塑性最成熟的方法，其測定結(jié)果中軟化溫度、固-軟溫度區(qū)間和最大基氏流動(dòng)度與煤的結(jié)焦化學(xué)反應(yīng)過程相關(guān)聯(lián)，是表征結(jié)焦過程的最佳指標(biāo)[7]。因此，本文擬通過分析單種煉焦煤的鏡質(zhì)組平均最大反射率、高溫塑性及其成焦光學(xué)組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，對(duì)影響中等變質(zhì)程度煉焦煤結(jié)焦性的因素進(jìn)行研究。

1 試驗(yàn)

1.1 原料及焦炭制備

試驗(yàn)原料為某焦化公司多種煉焦生產(chǎn)用煤。單種煉焦煤各取800 g，按以下工藝條件煉制焦炭：煤料堆密度為0.79 g/mL，煤料粒度小于2.0 mm，煤料為空氣干燥樣，壓塊重量為2.0 kg。溫度控制:250 ℃以前升溫速率4～5 ℃/min；250～700 ℃，升溫速率3 ℃/min；700～950 ℃，升溫速率4 ℃/min；950 ℃恒溫3～4 h。

1.2 分析檢測

鏡質(zhì)組反射率按照GB/T6948—1998測定，標(biāo)準(zhǔn)片為0.59和1.71雙標(biāo)，儀器為德國Leica公司的MSP-200顯微光度計(jì)；高溫塑性按ASTM D2639—04測定；焦炭光學(xué)組織結(jié)構(gòu)按YB/T077—1995測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 煉焦煤的變質(zhì)程度對(duì)其結(jié)焦性的影響

(a)中粒鑲嵌+粗粒鑲嵌組織

(b)細(xì)粒鑲嵌組織

(c)完全纖維+片狀組織圖1 煉焦煤的與其成焦光學(xué)組織含量的關(guān)系

2.2 中等變質(zhì)程度煉焦煤的高溫塑性對(duì)其結(jié)焦性的影響

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

纜普電纜有限公司是世界上第一根工業(yè)控制電纜的發(fā)明者，多年以來，纜普電纜以質(zhì)量上乘、研發(fā)力量雄厚和品牌美譽(yù)度高而聞名業(yè)界。1999年，纜普電纜有限公司在上海成立辦事處，2003年成立了全資子公司，即纜普電纜（上海）有限公司。2005年，纜普電纜在上海擁有了自己生產(chǎn)電纜夾套的生產(chǎn)廠家。

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

—粗粒鑲嵌+中粒鑲嵌+細(xì)粒鑲嵌組織

2.2.6 討論

3 結(jié)論

(3)對(duì)于特殊成因煉焦煤，其結(jié)焦性與高溫塑性的相關(guān)規(guī)律出現(xiàn)異常。部分變質(zhì)程度和高溫塑性都相同或接近的煉焦煤，其結(jié)焦性存在差異，因此在變質(zhì)程度和高溫塑性的基礎(chǔ)上，需要引入焦炭光學(xué)組織組成對(duì)煉焦煤的結(jié)焦性進(jìn)行確認(rèn)。

[1] 周師庸，趙俊國.煉焦煤性質(zhì)與高爐焦炭質(zhì)量[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[2] 張亞云.應(yīng)用煤巖學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1989.

[3] 鮑俊芳，盛軍波，宋子逵，等.低變質(zhì)程度煉焦煤結(jié)焦特性探討[J].武鋼技術(shù)，2013(S1):7-9.

[4] 真田雄三.わが國におけるコクス製造技術(shù)の変遷と関連すゐ基盤研究(レビユ)[J].鐵と鋼，2010,96(5):186-195.

[5] 項(xiàng)茹，薛改鳳，劉尚超.煉焦煤的工藝性質(zhì)對(duì)焦炭光學(xué)組織的影響[J].煤質(zhì)技術(shù)，2009(4)：1-3.

[6] 項(xiàng)茹，薛改鳳，陳鵬.煉焦煤鏡質(zhì)組性質(zhì)和焦炭結(jié)構(gòu)性能的相關(guān)性研究[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2008，31(2)：151-154.

[7] 鮑俊芳，薛改鳳，詹立志，等，煉焦煤焦化特性評(píng)價(jià)指標(biāo)探討[J].燃料與化工，2014，45(2)：5-7，10.

[8] 鮑俊芳，詹立志，尹秀利，等.黏結(jié)指數(shù)G值表征煉焦煤結(jié)焦性的局限性研究[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2014,37(3):184-187.