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锦生炭素WWW.JYJSTS.COM锦生炭素Lyenetcnje2012-11-6百度搜搜 锦生炭素 煤炭知识之高炉喷吹煤的发展历史和特点 高炉喷吹煤粉技术在我国始于上世纪50-60年代之间，当时采用阳泉煤业集团(前身为阳泉矿务局)洗精无烟煤作为工业性试验对象，分别在北方鞍钢及首钢等地试验成功，其中阳泉煤业集团二矿洗煤厂即专门根据鞍钢对高炉喷吹煤产品的需求而设计的，煤炭洗选质量指标也一直沿袭了试验取得成功后由阳泉矿务局统一制定的系列产品标准(无烟煤)。 特点高炉喷吹煤产品在得到工业性、大面积推广应用的半个世纪以来，随着国内钢铁产能的日益增大及高炉煤粉喷吹关键技术的不断进步和完善，市场需求逐渐扩大，特别是近年来随着中国优质炼焦煤资源的日渐匮乏，高炉喷吹煤在钢铁冶炼工艺环节的地位日益提高，在节约钢铁行业冶炼成本等方面，正在扮演着越来越重要的角色。其实高炉喷吹煤作为冶金用途而问世的初衷即决定了这样的趋势：(1)以煤粉部分替代冶金焦炭，使高炉炼铁焦比降低，生铁成本下降；(2)调剂炉况热制度及稳定运行；(3)喷吹的煤粉在高炉风口前气化燃烧降低理论燃烧度，为维持T理，需要补偿，这就为高炉使用高风和富氧鼓风创造了条件；(4)喷吹煤粉替代部分焦炭，一方面可节约焦化投资，少建焦炉，减少焦化引起的空气污染；另一方面可大大缓解炼焦煤供求紧张的状况。发展历史高炉煤粉喷吹技术的发展路径为：起初全部采用无烟煤做喷吹燃料，因为喷吹替代焦炭主要用到的是煤炭中的固定碳元素，100%采用无烟煤喷吹正好迎合了这样的需求和想法。后来，由于无烟煤供给的有限性及其原煤储量不断减少，市场价格也逐渐攀升，采用更廉价、蕴更丰富的长焰煤与无烟煤混合喷吹成为钢铁企业进一步降低冶炼成本的追求目标。经过许多研究和试验，在混合煤炭磨粉及喷吹过程中采用氮气惰化技术，从而为系统增加安全性、防止煤粉爆，是取得混合喷吹的关键技术。氮气保护系统的试验成功使烟煤作为喷吹燃料进入实质阶段。近年来，根据各厂系统运转的不同状况，北方多数钢厂已经将烟煤混合的比例提高到30%-50%之间，而且烟煤喷吹的加入可以活化高炉还原气氛，为高炉还原铁提供更多的氢元素。再后来也就是最近两年，由于无烟煤资源的再度紧缺，贫瘦洗精煤也逐渐走入市场，南方武钢、马钢等将三种煤的混合比例一度稳定在1：1：1，且取得了较好的经济效应。可以预见，未来作为节约成本的关键技术，采用三种煤炭资源混合喷吹，是发展方向。 煤炭知识之原煤 原煤，是指将矿厂采掘出的毛煤经过筛选加工后，去掉矸石、黄铁矿等后的煤。而煤矿生产出来的未经洗选、未经加工的毛煤也可称为原煤。 从破的晶林结构上分析，它有金刚石和石撼二大类。除此之外，还育一类是无定形碳。通过现代X一射线衍射的晶休结构分析，羌定形碳也具有石里晶体结构，只不过晶休甚嫩，聚集状态不规则。 石墨是六角形网格层面:规则堆积而成的晶体，属六方晶系。另也有属于菱面休晶系的。 金刚石是立方晶系晶休，由于碳原子排列上的缘故，金刚石硬度很高。煤炭知识之商品煤 商品煤，是指规格、质量符合国内市场一定要求，进入市场出售的煤。 一恤代炭素全业制造的人遣右血“西于其凉料来源术商护石居晶体的粱集袂悉是木舰附秀扩赶就苹是理葱的章矗石曲，而是晶你素堆积的岁矗石甩。 一方面是晶体结构很有规律的单晶石墨石其性能有明显的各向异性，另方面不向户路释叔不，排列完全不烧则户这种聚集状悉的石墨，懊性宛将履现为杏向周性乒显炭素至亚生产的炭石扭材料是介乎两者之间的多晶石墨材料材异向性，也有小量同向性。 据p晶完善侄度来分典产情有炭质与右鑫分分所谓炭质或炭素，正确理解应谈卿晶体络树术发结矗程度较徽的炭。所以，炭厨也稠护为尧定形谈或非屏炭，二实称上、犷炭紊与石墨在晶体结构上并非有孵确分卑线吕因此声许并多多的炭质材种道越步热处理莞岁可以转化为石墨，使不够完替的晶体绪橇完善冬艺上所说的炭素工业石墨化过程。 由有机物转移为炭素材料这是许多煤化工、石油化工要解决的问题，对于当今炭素工业，则是由炭素转化为石墨的问题。现在我们完全可以生产人造石墨材料。应该指出，对于晶体石墨的认识应加深一步。有关石墨化理论不少，现仅列举其中之一，这就是石墨结构缺陷分析或炭化以后的继续转化问题。煤炭知识之煤热解 煤热解，也称煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，把煤里面的焦油和煤气蒸发出来，得到焦油、煤气、半焦的过程。 晶界问题 碳的石墨化是使晶界和其它晶格缺陷因热激发而移动消失的过程。这一点上，其机理同加工金属的再生和再结晶有许多的相似之处。 关于晶界本身的结构，过去人们也曾认为是包络各微晶的非晶质薄层。后来，经过许多实验验证，至今巳确立了过渡格子理论。也就是说，晶界是以位错为主体的几埃(人)的过渡格子层，研究的重点与其说是这种静态结构，不如说转到了力学的适当描述这一问题上来。 以这些知识为基础，用位错理论描述石墨化机理，并且不斯用已知的实脸数据加以对照，思考其可能性，这就是本节的主要目的。 界的形式 多晶碳的结构特征，是由六角原子环构成的平面状微晶的松散堆积(所谓层堆积结构)。因此，其晶界的基本形式属于的八种类型，即微晶边缘的倾斜晶界、与基面平行的扭曲晶界等。为简便起见，决定在下面论述。 很据过渡格子理论，邻接徽晶间的方位差角不太大的品界分别用位错群的特征性排列来代表，例如:含有平均体积百分比为14%的菱面体结构特征的石墨，多位错的原因，也可以认为就在于这种界面位错的分解反应。 然而，h值可以说是以方位差角8的I数确定的，即位错所组成晶界而产生微晶的临界尺寸。在此以前提出的石墨化应力(基干微晶的各向异性热膨胀的热应力)建立的位错生成机理中，微晶内的包位错推演的临界条件，根据变形程度而定的观点，同曲线的意义是一回事。换言之，石墨化前(焙烧阶段)的晶界格子只有明显的弯曲，内聚力保持不变。随着处理温度的上升，微晶逐渐长大，界面上开始出现位错壁。接着，以其移动复合的形式，成长下去。这就位错理论解释石墨化机理的基本图式。煤炭知识之无烟煤 无烟煤是煤化程度最高的煤种，其特点是固定碳含量高，高着火点，低挥发性和低氢含量。目前无烟煤主要作为气化原料（固定床气化发生炉）用于合成氨、尿素的生产等。 在2000以上的所谓石虽化的后半阶段;使微晶成长的各项条件显著好转，即石毖化率力上升到与结合强度接近的状祝，晶界附近的格子扩散也加强了。结果，微晶的成长速度在各下方向，还通过wi有讨能的渠道迅速加强，表明了所见的明显伸展二过去的解释主要是采用(I)的观点，其驱动力是来自石基化应力等的直接作用。但作为实际问题，很难理解，那样特殊的理想的应力排列会发生在许多的微晶周困。这样一来，目前要考虑的是(I)项的一般性表面张力，而作为适应这一情况的机理，可以描绘如下的形式其中，To是位错芯的外侧面上起作用的男应力，是申芯的内侧非弹性变形确定的积分常数。前述的机理不外乎伴随位错的逸出即位错间隔的增大，界面能E减小的过程。 一般为内应力的十分之一左右，今可设T。二102兆帕，A放据研究者估汗为。.5左右，把这些数值代入上式，就得到0120附近灼F kz大值和石U化应力相当，特别大。转向低角度的P(0120)值急剧下降，_这同女验一致。实验结果告诉我们，在充分发达的结晶币还残存微小的扭曲角晶界，如电镜图象上产生的波纹花样。另外，高角度的平五、成长的界限以上是以位错和点缺陷的变中心的石扭化机理的观点。最后有要往意到，以破原子的燕发或表面扩级的珍式进行物质翰送的作用。它的间接证据是石决螺位错的成长。然而与前面所述的各机理相比，给与实际石墨化的作用难伯没有那么大。 但是，在按其它机理成长几乎终结的极限情况(假如此极限存在的话)，剩下的友法除了物质输送之外是没有别的了。最近野田等发现了石墨化的第三阶段，即3000附近的微晶尺寸再次延伸。可以说在这种惫义上这一发现值得特别注意。关于多晶碳的结构，除了用x射线衍射检测出的普通徽晶之外，它们还积蓄有相当数目的、有更高维单位的现象(比金属结晶等的镶嵌内聚力稍弱)。这种现象，最近由许多学者做了说明。可以这样认为，所谓内部气孔多，首先是占据了微晶的间像，进而分岔成平均直径几埃的微细孔，横卧在各徽晶的内部。石油焦 石油焦是生产各种炭石墨材料的主要原料。这种焦炭灰分比较低，一般小于I%。石油焦在高温下容易石墨化。石油焦的特性对炭石墨材料的性能有很大影响。所以，讨论炭石墨材料生产时，应对石油焦的生产过程及性能有一个比较全面的了解。 石油焦工艺与分类 石油焦是由渣油经过焦化工艺而制得的产品。渣油的组成很复杂。各种原油的性质不同，或者炼油工艺不同，所得到的渣油性质也不同。列出了从大庆原油及胜利原油经过减压蒸馏得到的渣油分析结果。 渣油与原油同样都是由各种烃类和烃类化合物组成的。渣油中的烃类化合物因化学结构不同可分为烷烃、环烷烃、芳香经三大类。 在渣油中，还有沥青质组分。它由碳、氢、氧硫、钒、镍等元素组成为杂环非烃化合物，分子里在3000-500。之间。 此外，还有一种树脂质组分。它与沥青质有相似之处，但它含有较多氧、氮、硫。在重集油馏分中沥青质脱去一个脂族基便能转化为树脂质。 在焦化过程中，沥青质和树脂雄将脱去直链烃化物和芳香基，生成无序的和高度交链结构的焦炭，这种焦炭若覆盖在芳香烃缩聚转化的石墨微晶上，将阻砚微晶的生长。因此，用含沥青质和树脂质量较高的渣油焦化所制的石油焦，较难石墨化。 当渣油加热到一定温度时，其中沪烷烃及环烷烃产生分解反本和脱氧反应，可能的产物是烯烃烯烃可以进一步反应即聚反应。 而万香烃受热会向分子量增大的方向进行，即缩聚反应，如生成稠环芳香烃。几 树脂质和沥青质在高温下会进行缩聚反应。最后都可得到焦炭。 焦化工艺 渣油的焦化工艺种类很多，其共同点都是深度裂解。在石油炼制工业中，焦化工艺有釜式焦化、平炉焦化、延迟焦化、接触焦化和流化焦化等。 目前采