高炉块状带焦炭强度模拟研究

 高炉块状带的状态对料柱透气性具有很大的影响。保证料柱透气性的决定性因素是炉料强度，只有具有足够的强度，炉料才能在高炉运行中保持足够的粒度和可以接受的粉末量。 1试验 　　本研究试验设备是高炉块状带热模型，主要由2部分组成。*部分是一个造气炉，作用是供应模拟试验所需的煤气。造气燃料采用木炭，介质为压缩空气。煤气成分可使用瓶装气体进行调整。燃料通过一个加料螺旋连续加入炉内，在一个试验周期内不必清理炉膛。煤气温度可用一台调温炉进行调整。第二部分是块状带热模型，反应段高度1000mm，上口直径100mm，下口直径200mm。炉料自炉顶分批加入并通过一个卸料螺旋自炉底连续排入冷却器，因此可模拟高炉块状带的连续运行方式。炉体温度分3段进行控制，*高温度为1200℃。煤气自反应段底部通入料柱，自炉顶排出炉外。 2主要结果及讨论 　　首先根据产品状态确定块状带的温度范围。模型内*高温度为1100℃以下时，下料顺利，收得的球团矿无粘连。当温度升高至1150℃时，排料已无法顺利进行，球团矿有明显的粘连现象。因此将块状带的温度范围定为1100℃以下，即将模型内的*高温度确定为1100℃。其中的为高炉块状带热模型内距煤气人口的高度。失碳率定义为反应中丢失的固定碳量与全部固定碳量之比。抗压强度定义为试样破碎时所施加的压力与圆柱体横截面积之比。试验结果表明，不同焦炭终样的高温抗压强度差别很大，所涉及的6个样品中强度*高者达*低者的近2倍。 　　失碳率对焦炭强度的影响*大，失碳率越高，强度越低，决定失碳率的主要因素是焦炭的反应性，反应性越高，直接还原反应(或碳的气化反应)越容易进行，从而造成失碳率的上升；另一方面是焦炭本身的结构或性质，目前还不清楚其影响机理。 　　在77的强度降幅中由失碳造成的强度降低占据了其中的37，而由温度升高造成的强度降低则是不可避免的。可见降低失碳率是保护焦炭强度的关键因素。 　　块状带内焦炭的失碳主要是铁的直接还原造成的。在直接还原率一定的条件下，如果不考虑未燃煤粉参加反应造成的影响，失碳率大致与焦比成反比。近年来，高炉喷煤量迅速提高，焦比相应降低，焦炭失碳率因而大幅度升高，由此造成的焦炭强度下降目前已成为阻碍煤比进一步提高的主要因素之一。 　　在降低失碳率，保护强度的前提下，解决问题的主要手段如下： (1)采取降低直接还原率，使用低反应性焦炭等传统措施； (2)测试焦炭高温强度，选用反应后高温抗压强度较高的焦炭； (3)采用高反应性喷吹用煤； (4)采用适当的节能磷铁，保留适量的未燃煤粉，以代替焦炭参加直接还原和渗碳等耗碳反应。 (5)块状带高温区焦炭强度受温度和失碳率的双重影响，随温度的升高下降更为严重。 (6)保护焦炭内的碳素是保护其强度的根本措施。 (7)采用高反应性喷吹用煤并保留适量未燃煤粉是保护焦炭强度的必要措施。