高炉用焦炭高温抗压强度研究

【摘要】： 高炉冶炼所用的焦炭在高炉中起四个作用:提供燃料、还原剂、渗碳剂和支撑炉料的骨架。采用煤粉喷吹技术后,高炉焦比大大降低。煤粉可代替焦炭在高炉中提供燃料、还原剂和渗碳剂等消耗品。但焦炭的另一个极其重要的作用——支撑炉料,却是煤粉所无法替代的。 随着喷煤技术的发展,焦比降低,焦炭负荷增加,从而使高炉运行条件发生很多变化。这些变化在低煤比条件下总体来说对高炉运行有益,例如活跃炉缸及提供一项有效的调控手段。但随着煤比的提高,不利的一面越来越显著,直至影响高炉顺行。如果某一条件恶性发展,使高炉无法正常运行,该条件就成为决定极限煤比的限制性环节。 随着煤比的提高,焦炭失碳率呈上升趋势,强度也会相应降低。严重时,焦炭将因不能承受高炉内的压力而严重破损,从而失去有效的骨架作用。这是决定极限煤比的限制性环节之一。某些实践(例如鞍钢富氧大喷煤工业试验)已证明了这一点。从焦炭在高炉中的独特作用出发,这一点很可能是最重要的一个环节。探讨这一问题的关键在于研究焦炭在不同失碳率下的高温抗压强度。这类研究的困难在于没有适用的定型抗压试验设备,因此还未见到类似研究报道或论文。 本课题使用最近研发的可调气氛高温抗压试验机完成了焦炭在不同失碳率下的高温抗压强度试验。在此基础上研究了煤比和焦炭热强度的相互影响,为进一步提高煤比及极限煤比研究提供了理论基础。本研究主要内容如下: (1)研究了焦炭强度与温度的关系。当焦炭失碳率一定时,焦炭抗压强度与温度近似成反比关系。 (2)研究了焦炭强度与失碳率的关系。当温度一定时,焦炭抗压强度与焦炭失碳率近似成反比关系。 (3)研究了喷煤后高炉内运行条件的变化规律。 (4)研究了喷煤与焦炭高温抗压强度之间的相互影响规律。 (5)论述了进一步提高煤比的措施。