文档介绍：太原理卜人学顿学位论文
摘要
礁化是煤热力。工的主要方法之一,上百年的焦化实践和理论
研究对阐述成焦机理和预测焦炭质量积累了丰富的研究成果。但
由于煤大分子结构的特性以及在成焦过程中化学反应的复杂性,
至今为止仍无一种理论能够全面而透彻的解释煤炭化过程的所有
现象与决定焦炭质量的具体因素。本论文研究煤阶、煤的粘结成
焦性质、焦炭的显微组成和显微强度之间的关系,辅助
等分析,从宏观和微观角度考查煤在成焦过程中所发生的变化,
进而阐述粘结成焦机理,对该领域的研究提供有益的参考汾
本文主要内容分两部分,第一部分论述了煤在成焦过程中所
表现出的特性以及各因素间的相互关联,具体考查了煤的变质程
度、显微组分、粘结指数、奥亚膨胀度、热重以及焦炭的显微组
成与显微强度,最后得到煤阶与岩相组成是决定焦炭显微强度的
重要因遥回归方程,
,一了
文中第二部分则从微观角度出发,对煤进行常温抽提研究、
气并作了一衍射分析、分析及扫描电镜,结合中间相理论得
出成焦机理的初步推测认为煤从软化到重新固化的阶段是液晶
相形成与充分发展的阶段。在这一阶段煤大分子的无序性被打
破,发生了广泛的脱烷基作用, 与键断裂, 与其它
自由基结合以气态析出,含碳自由基则经芳构化而稳定下来,
图谱及表明,在炭化过程中,晶面面网直径长大,
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层片的有序性、致密、程度提高,反射率增加,使所成焦炭显微组
州
成的各向异性增强
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关键词焦化、机抽提、粘结能力、显微强度
太原理人学硕学位论文
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一
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前言
一个国家的发展势必以业为先导,而钢铁工业的发展
则是重中之重,钢材年产量及消耗量是评价其工业实力的重
要指标。经济发展的需求使高炉大型化日趋完善,而其中焦
炭质量能否满足这一发展的需要,已成为制约钢铁业生产
的焦点之一。
炼焦工业的发展己有上百年的历史,现己形成相当的规
模与扎实的理论基础,但目前仍有许多不足其一,至今为
止人们对焦炭的形成机理虽提出诸多的理论推测,但却没有
一种完善的成焦机理能够深入全面的描述成焦的实质,长期
以来,焦化领域始终存在实践强于理论这样一个现实其二,
虽然全球煤炭储量远比石油与天然气丰富,但主焦煤储量不
足且多数集中在某一地区,分布不均,很大程度上限制了焦
化工业的发展其三,高炉生产要求焦炭低灰、低硫、高强
度,而由于理论和技术的不足,往往并不能达到理想的效果
其四,现行的焦化生产给大气与水资源带来严重的污染,破
坏生态环境,威胁着人们的生存质量。虽然焦炭工业的发展
经历了上百年的历史且己有相当的规模,但是以上种种不足
摆在面前,这就需要我们不断深入研究和创新,以期推动炼
焦工业的健康发展。
本论文通过对煤在成焦过程中所发生的变化以及煤粘结
成焦特性的基础研究,探讨煤粘结成焦的机理,试图建立预
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测焦炭强度的理论模式,指导炼焦」业的生产。第一章对炼
焦」业的发展以及该领域的研究历史和现状作了文献综述,
介绍了煤结成焦机理的传统研究,着垂总结了中户」相论
的发展及现有研究成果,结合木文研究任务,讨论了成焦过
程中各种因素的影响,对本课题的选题与研究方法有较好的
借鉴意义第二、三两章重点研究煤的成焦特性与焦炭质量,
选取煤阶、岩相组成、粘结指数、奥亚膨胀度、热失重曲线
作为煤成焦特性的主要指标、以半焦与焦炭的显微组成、显
微强度作为评价焦炭的指标,从各因素间的相互关系初步研
究了煤的成焦机理及在这一过程中所发生的变化。第四章通
过对煤的常温抽提实验,对不同煤阶煤的萃取率、
抽提残渣的红外谱图进行分析,并对半焦与焦炭的谱图
及扫描电镜照片作了初步研究,试图从微观角度分析炭化成
焦的动态变化过程。第五章为本论文的结论及今后研究工作
的建议。由于实验条件与时间有限,本论文研究尚有不足之
处,但其研究结果对工业生产及今后的理论研究仍具有一定
的借鉴意义。
太原理丁人学顿学位论义
第一章文献综述及选题
高炉使用焦炭的历史与现状
以煤炼得的焦炭代替木炭在高炉中炼铁己有近年的
史,在这期间,人们不断对焦炭进行研究以适应高炉生产
的需要,从技术发展过程来看,大体经历了三个阶段川
世纪以前,高炉炼铁和炼焦在技术上都处于逐渐摸索
和了解的阶段,人们对室式焦炉生产的高温焦炭的性质和焦
炭在高炉中的行为还了解不多,因此不可能进行系统的研究。
由于焦炭远比木炭坚固,人们在用焦炭代替木炭后,对焦炭
强度并不重视,但是由于焦炭比木炭灰分含量高得多,而且
化学活性又很低