基于煤岩法研究捣固工艺对焦炭性质干预程度_尚硕华.pdf

第5 8卷 第6期 2 0 2 3年6月钢 铁I r o na n dS t e e lV o l.5 8,N o.6,p 2 6-3 5 J u n e2 0 2 3 D O I:1 0.1 3 2 2 8/j.b o y u a n.i s s n 0 4 4 9-7 4 9 x.2 0 2 2 0 7 6 7基于煤岩法研究捣固工艺对焦炭性质干预程度尚硕华1,邹 冲1,李建云2,折 媛1,刘诗薇1,施瑞盟1(1.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西 西安7 1 0 0 5 5;2.山东钢铁股份有限公司莱芜分公司,山东 济南2 7 1 1 0 5)摘 要:捣固炼焦工艺可以减少焦化过程中优质炼焦煤的配加比例,在保证焦炭质量的同时可以降低焦炭生产成本,但大量生产实践发现捣固焦替代顶装焦应用于中大型高炉时存在诸多问题。为了探究捣固焦在大型高炉上合理的使用方式,采用煤岩法分析了多来源的捣固焦与顶装焦光学组织分布、各向同性总和(I S O,i s o t r o p i cs u m)及光学组织指数(O T I,o p t i c a l t e x t u r e i n d e x),探究了各光学组织指数在两者之间的差异性,认为现有焦炭光学评价指标对捣固焦热态性质预测准确性不足。使用多元线性拟合法构建了焦炭光学组织与热态性质的关系函数,通过光学组织与顶装焦热态性质的关系函数,预测多种捣固焦在相同配煤条件下使用顶装工艺所得到的焦炭的热态性质,用于描述捣固工艺对焦炭热态性质的影响。结果表明,捣固焦与顶装焦各光学组织含量差异明显。捣固焦不同光学组织含量分布范围较大,各向同性组织较多,各向异性组织总量较少且细粒镶嵌组织占比较高,所以捣固焦各向同性总和占比普遍高于顶装焦,不同捣固焦之间的光学组织指数差异性较大且整体低于顶装焦。针对现有焦炭光学评价指标对捣固焦热态性质预测准确性不足的问题,对焦炭光学组织分布与热态性质进行多元线性拟合。其中反应后强度(C S R,c o k es t r e n g t ha f t e r r e a c t i o n)的拟合结果与焦炭光学组织反应性呈现良好的线性正相关,根据反应后强度预测值和实际值的差值,提出了捣固工艺干涉指数(T I,t a m p i n gi n d e x),以用于预测捣固焦生产过程的捣固强度,同时对捣固焦配煤的优劣提供参考。结合捣固焦在中大型高炉上的实际使用效果,给出了为中大型高炉选择捣固焦时捣固工艺干涉指数的建议。关键词:焦炭;捣固工艺;光学组织;反应性;反应后强度文献标志码:A 文章编号:0 4 4 9-7 4 9 X(2 0 2 3)0 6-0 0 2 6-1 0I n t e r v e n t i o nd e g r e eo f t a m p i n gp r o c e s so np r o p e r t i e so fc o k eb a s e do np e t r o g r a p h i ca n a l y s i so f c o a lS HANGS h u o h u a1,Z OUC h o n g1,L I J i a n y u n2,S HEY u a n1,L I US h i w e i1,S H IR u i m e n g1(1.S c h o o l o fM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g,X i a nU n i v e r s i t yo fA r c h i t e c t u r ea n dT e c h n o l o g y,X i a n7 1 0 0 5 5,S h a a n x i,C h i n a;2.L a i w uB r a n c h,S h a n d o n gI r o na n dS t e e lC o.,L t d.,J i n a n2 7 1 1 0 5,S h a n d o n g,C h i n a)基金项目:陕西省重点研发计划资助项目(2 0 2 1 G Y-1 2 8);陕西省自然科学基础研究计划青年资助项目(2 0 2 2 J Q-5 4 1);鄂尔多斯市科技计划资助项目(2 0 2 2 Y Y 0 3 7);陕西省教育厅服务地方专项计划资助项目(2 2 J C 0 4 2)作者简介:尚硕华(1 9 9 5),男,硕士生;E-m a i l:s h a n g s h u o h u a x a u a t.e d u.c n;收稿日期:2 0 2 2-1 2-0 8通信作者:施瑞盟(1 9 7 9),男,博士,副教授;E-m a i l:s h i r u i m e n g 1 6 3.c o mA b s t r a c t:T h et a m p i n gc o k i n gp r o c e s sc a nr e d u c et h ep r o p o r t i o no fh i g h-q u a l i t yc o k i n gc o a ld u r i n gt h ec o k i n gp r o c e s s,a n dr e d u c e t h ep r o d u c t i o nc o s to f c o k ew h i l ee n s u r i n gt h eq u a l i t yo f c o k e.H o w e v e r,d u r i n gag r e a tn u m b e ro fp r o d u c t i o np r a c t i c e s,t h e r ea r em a n yp r o b l e m sw e r e f o u n d i nt h ea p p l i c a t i o no f t a m p i n gc o k e i n s t e a do f t o p-c h a r-g i n gc o k e i nm e d i u ma n dl a r g eb l a s t f u r n a c e s.I no r d e rt oe x p l o r et h er e a s o n a b l eu s eo f t a m p i n gc o k e i nl a r g eb l a s tf u r n a c e,t h eo p t i c a l t e x t u r ed i s t r i b u t i o n,i s o t r o p i c s u ma n do p t i c a l t e x t u r e i n d e xo fm u l t i-s o u r c e t a m p i n gc o k e a n d t o p-c h a r g i n gc o k ew e r e a n a l y z e db yp e t r o g r a p h i c a n a l y s i so f c o a l.T h ed i f f e r e n c eo f o p t i c a l t e x t u r e i n d e xb e t w e e nb o t ho ft h ea b o v ew a se x p l o r e d.T h ee x i s t i n go p t i c a l e v a l u a t i o n i n d e xo f c o k eh a s i n s u f f i c i e n t a c c u r a c y i np r e d i c t i n gt h e t h e r-m a l p r o p e r t i e so f t a m p i n gc o k e.T h e r e l a t i o n s h i p f u n c t i o nb e t w e e no p t i c a l t e x t u r e a n d t h e r m a l p r o p e r t i e so f c o k ew a se s t a b l i s h e db yu s i n gm u l t i v a r i a t e l i n e a r f i t t i n gm e t h o d.T h e t h e r m a lp r o p e r t i e so fv a r i o u s t a m p i n gc o k e so b t a i n e db yt o p-c h a r g i n gp r o c e s su n d e r t h e s a m e c o a l b l e n d i n gc o n d i t i o n sw e r ep r e d i c t e db y t h e r e l a t i o n s h i p f u n c t i o nb e t w e e no p-t i c a l t e x t u r ea n dt h e r m a l p r o p e r t i e s o f t o p-c h a r g i n gc o k e,w h i c hw a su s e d t od e s c r i b e t h e e f f e c t o f t a m p i n gp r o c e s so nt h e t h e r m a lp r o p e r t i e so f c o k e.T h er e s u l t ss h o w e dt h a t t h ep r o p o r t i o no f o p t i c a l s t r u c t u r eo f t a m p i n gc o k ea n dt o p-第6期尚硕华,等:基于煤岩法研究捣固工艺对焦炭性质干预程度c h a r g i n gc o k e i so b v i o u s l yd i f f e r e n t.T h ed i s t r i b u t i o nr a n g eo fd i f f e r e n to p t i c a l s t r u c t u r ec o n t e n to f t a m p i n gc o k e i sl a r g e,t h e r ea r em o r e i s o t r o p i cs t r u c t u r e s,l e s st o t a l a n i s o t r o p i cs t r u c t u r e s,a n dm o r e f i n e-g r a i n e dm o s a i cs t r u c t u r e s.T h e r e f o r e,t h ep r o p o r t i o no f i s o t r o p i cs u mi nt a m p i n gc o k e i sg e n e r a l l yh i g h e r t h a nt h a t o f t o p-c h a r g e dc o k e,a n dt h eo p t i c a l t e x t u r e i n d e xd i f f e r e n c eb e t w e e nd i f f e r e n t t a m p i n gc o k e s i s l a r g ea n do v e r a l l l o w e rt h a nt h a to f t o p-c h a r g e dc o k e.A i m i n g