程 歡 王新東 曾義君 梁英華 晁世永 谷 毅 孔德文 孫 章

(1.華北理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，063210 河北唐山；2.河鋼股份有限公司唐山分公司，063016 河北唐山；3.華北理工大學(xué)管理學(xué)院，063210 河北唐山)

0 引 言

煉焦工業(yè)中采用幾種不同變質(zhì)程度煉焦煤按適當(dāng)比例配合的方式進(jìn)行焦炭生產(chǎn)，一般包括氣煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤和瘦煤等[1-2]。通常采用黏結(jié)性指標(biāo)評(píng)價(jià)煉焦煤的性質(zhì)，包括黏結(jié)指數(shù)G、膠質(zhì)層指數(shù)Y和奧亞膨脹度指數(shù)b等[3-5]。雖然目前有膠質(zhì)層重疊、互換性和共炭化等配煤原理，但生產(chǎn)上仍根據(jù)膠質(zhì)層重疊的原則進(jìn)行煉焦配煤，即配合煤料的塑性區(qū)間盡量拓展，從而使焦炭具有較低的反應(yīng)性CRI和較高的反應(yīng)后強(qiáng)度CSR指標(biāo)[6-8]。

現(xiàn)有煉焦配煤方法的目標(biāo)量均是焦炭的反應(yīng)性指標(biāo)CRI和反應(yīng)后強(qiáng)度指標(biāo)CSR。然而，這兩個(gè)指標(biāo)是否能充分模擬焦炭在高爐中的劣化行為以及能否準(zhǔn)確評(píng)價(jià)焦炭熱性能，一直存在爭(zhēng)議。一是生產(chǎn)上出現(xiàn)了CRI和CSR指標(biāo)無法解釋的特殊現(xiàn)象，例如我國八一鋼鐵廠由于大幅度利用新疆自產(chǎn)煤，焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度CSR指標(biāo)只有30%～50%，但仍可用于大高爐煉鐵[9]。二是部分學(xué)者對(duì)CRI和CSR指標(biāo)的科學(xué)性提出了質(zhì)疑，一些日本學(xué)者[10-11]提出高CRI焦炭同樣可以用來高爐煉鐵；BARNA-BA[12]也認(rèn)為由溶損反應(yīng)導(dǎo)致的焦炭溶蝕量在25%左右，解釋了一些高CRI焦炭可用于高爐煉鐵，同時(shí)也證實(shí)了國家標(biāo)準(zhǔn)CRI和CSR測(cè)定方法中恒反應(yīng)時(shí)間2 h的缺陷性；WANG et al[13]認(rèn)為國家標(biāo)準(zhǔn)CRI和CSR測(cè)定方法只檢測(cè)1 100 ℃一個(gè)溫度點(diǎn)，對(duì)焦炭在高爐中由低溫到高溫劣化條件的模擬存在不足。

本研究擬突破焦炭傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)評(píng)價(jià)CRI和CSR指標(biāo)限制，基于國內(nèi)某鋼鐵廠實(shí)際采用過的配合煤的配比實(shí)施40 kg焦?fàn)t煉焦試驗(yàn)，檢測(cè)煉制焦炭的綜合熱性質(zhì)指標(biāo)信息，探究配合煤的配比對(duì)焦炭綜合熱性質(zhì)的影響規(guī)律，進(jìn)而為企業(yè)使用一些廉價(jià)煤提供理論參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

通過對(duì)國內(nèi)某重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，選取了該企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中曾使用過的3種配合煤的配比展開研究，具體的配比情況見表1。由表1可知，該企業(yè)配煤方案中采用的主要煤種為1/3焦煤、肥煤、焦煤和瘦煤。其中，1#配煤方案中1/3焦煤、肥煤、焦煤和瘦煤的配比分別為17%，19%，48%和16%。2#配煤方案與1#配煤方案相比，1/3焦煤和瘦煤配比基本不變，主要是肥煤的配比提高了7%。3#配煤方案與1#配煤方案相比，肥煤和瘦煤的配比基本不變，主要是1/3焦煤的配比提高了10%。

表1 三種配合煤的配比Table 1 Proportion of three blended coals

對(duì)3種配合煤的一系列性質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，包括工業(yè)分析、黏結(jié)性指標(biāo)和煤巖指標(biāo)。工業(yè)分析測(cè)定方法參照GB/T 212-2008；黏結(jié)性指標(biāo)中黏結(jié)指數(shù)測(cè)定方法參照GB/T 5447-2014，膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定方法參照GB/T 479-2016；煤巖指標(biāo)中的鏡質(zhì)體反射率測(cè)定方法參照GB/T 6948-2008。

1.2 40 kg焦?fàn)t配煤煉焦試驗(yàn)

采用新型環(huán)保荷重40 kg焦?fàn)t對(duì)3種配合煤實(shí)施煉焦試驗(yàn)。配合煤的細(xì)度(即粒度)小于3 mm的煤樣質(zhì)量占總煤樣質(zhì)量的百分比保持在85%左右。每次煉焦試驗(yàn)干基裝煤量為40 kg，水分控制在10%左右，堆密度為0.75 t/m3。焦?fàn)t采用電加熱，煉焦煤入爐爐膛溫度為800 ℃，升溫速率為3 ℃/min，爐膛最高設(shè)定溫度為1 050 ℃，結(jié)焦時(shí)間為20 h。

1.3 焦炭熱性質(zhì)的檢測(cè)方法及指標(biāo)

對(duì)40 kg焦?fàn)t煉制焦炭的熱性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。將焦炭試樣加工至23 mm～25 mm，每種焦炭縮分出9組，每組試樣質(zhì)量為200 g±0.5 g。首先對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)指標(biāo)反應(yīng)性CRI和反應(yīng)后強(qiáng)度CSR進(jìn)行測(cè)定，方法參照GB/T 4000-2017，焦炭試樣在1 100 ℃與CO2氣體反應(yīng)2 h。然后，利用自主研制的裝置對(duì)焦炭的綜合熱性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)裝置見圖1[14]。與常規(guī)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)檢測(cè)裝置不同的是，該裝置是一種支撐式大型熱重裝置。常規(guī)裝置只能在1 100 ℃條件下使焦炭與CO2發(fā)生反應(yīng)，而該裝置可設(shè)置不同的目標(biāo)溫度，在變溫和恒溫多種溫度制度條件下使焦炭與CO2發(fā)生反應(yīng)，并實(shí)時(shí)記錄焦炭試樣的失重，最高加熱溫度可達(dá)到1 600 ℃。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1 Schematic diagram of experimental apparatus

焦炭綜合熱性質(zhì)評(píng)價(jià)方法包含三個(gè)試驗(yàn)：一是變溫-恒溫等溶損試驗(yàn)，將焦炭試樣在CO2氣氛下以5 ℃/min的升溫速率加熱，測(cè)定焦炭的起始反應(yīng)溫度ti(℃)，即焦炭試樣溶損速率達(dá)到0.1%/min時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，當(dāng)溫度升至1 100 ℃時(shí)開始恒溫，直至焦炭溶損率達(dá)到25%，計(jì)算整個(gè)過程的平均溶損速率vCR，non-iso-25(%/min)，作為代表焦炭反應(yīng)性的指標(biāo)。采用與國家標(biāo)準(zhǔn)相同的Ⅰ型轉(zhuǎn)鼓裝置及方法測(cè)定反應(yīng)后焦炭的等溶損反應(yīng)后強(qiáng)度CSRnon-iso-25(%)，作為代表焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度的指標(biāo)；二是1 050 ℃，1 100 ℃，1 150 ℃，1 200 ℃，1 250 ℃和1 300 ℃六個(gè)溫度點(diǎn)下的恒溫等溶損試驗(yàn)，將焦炭試樣在惰性氣體保護(hù)下事先升溫至以上指定溫度，而后與CO2氣體發(fā)生反應(yīng)，直至溶損至25%，再通過Ⅰ型轉(zhuǎn)鼓裝置測(cè)定其恒溫條件下的等溶損反應(yīng)后強(qiáng)度CSRiso-25(%)；三是熱處理試驗(yàn)，在變溫-恒溫等溶損試驗(yàn)焦炭溶損至25%的基礎(chǔ)上，將CO2切換為惰性的N2進(jìn)行保護(hù)，繼續(xù)以5 ℃/min的升溫速率升溫至1 500 ℃，恒溫30 min再停止加熱，以該過程的質(zhì)量損失率作為高溫?zé)崾е芈手笖?shù)ICPHT(%)，冷卻以后的焦炭經(jīng)Ⅰ型轉(zhuǎn)鼓裝置測(cè)得熱處理后強(qiáng)度SCPHT(%)。

2 結(jié)果與討論

2.1 配合煤的基本性質(zhì)

采用以上3種配煤方案得到的配合煤的工業(yè)分析指標(biāo)見表2，黏結(jié)性和煤巖指標(biāo)見表3。

由表2可知，3種配合煤的水分含量在1%～2%，灰分含量均在10%左右。1#配合煤的揮發(fā)分含量為22.48%，2#和3#配合煤由于各自大幅度提高了肥煤和1/3焦煤的配比，揮發(fā)分含量均略有升高，分別為23.09%和23.43%。而隨著肥煤和1/3焦煤配比的提高，固定碳含量略有降低，由1#配合煤的66.20%分別降至2#配合煤的65.92%和3#配合煤的64.46%。

表2 三種配合煤的工業(yè)分析指標(biāo)Table 2 Proximate analysis of three kinds of blended coals

由表3可知，1#配合煤的黏結(jié)指數(shù)G為82.28，隨著肥煤和1/3焦煤大比例增配，2#和3#配合煤均顯示出黏結(jié)指數(shù)降低的趨勢(shì)，2#和3#配合煤的黏結(jié)指數(shù)分別為80.62和80.65。與1#配合煤相比，2#和3#配合煤的膠質(zhì)層最大厚度Y值卻沒有降低，而是與1#配合煤的膠質(zhì)層最大厚度相同，均為17.0 mm。配合煤的以上黏結(jié)性指標(biāo)說明，肥煤和1/3焦煤大批量地配入，主要影響配合煤的黏結(jié)能力，并不影響膠質(zhì)體的量。1#配合煤的鏡質(zhì)體平均最大反射率Rmax值為1.388%，隨著肥煤和1/3焦煤配比的增大，配合煤的Rmax值降低，2#和3#配合煤的Rmax值分別為1.338%和1.279%。由于1/3焦煤的變質(zhì)程度低于肥煤的變質(zhì)程度，所以3#配合煤的Rmax值低于2#配合煤的Rmax值。

表3 三種配合煤的黏結(jié)性和煤巖指標(biāo)Table 3 Indexes of caking property and coal petrography of three kinds of blended coals

總結(jié)3種配合煤的各項(xiàng)基本性質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)可知，無論增配肥煤還是1/3焦煤，配合煤的揮發(fā)分含量升高，固定碳含量降低，黏結(jié)指數(shù)降低，鏡質(zhì)體平均最大反射率降低。

2.2 配合煤配比對(duì)焦炭傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)指標(biāo)的影響

采用3種配合煤、40 kg焦?fàn)t煉制的焦炭的傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)指標(biāo)反應(yīng)性CRI和反應(yīng)后強(qiáng)度CSR見表4。

表4 三種焦炭的傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)指標(biāo)Table 4 Traditional national standard thermal property indexes of three coke samples

由表4可知，1#焦炭的反應(yīng)性CRI指標(biāo)為23.38%，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR指標(biāo)為62.55%。當(dāng)肥煤配比增大，2#焦炭的反應(yīng)性指標(biāo)CRI略有降低，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR指標(biāo)略有升高，分別為22.05%和64.02%。當(dāng)1/3焦煤配比升高，3#焦炭的反應(yīng)性CRI指標(biāo)和反應(yīng)后強(qiáng)度CSR指標(biāo)與1#焦炭相應(yīng)指標(biāo)相比，基本相同，分別為23.39%和62.50%。

綜上可知，隨著肥煤和1/3焦煤大比例增配，由于以上兩種煤均具有較低的變質(zhì)程度，導(dǎo)致配合煤的變質(zhì)程度有降低的趨勢(shì)(由Rmax指標(biāo)看出)，揮發(fā)分含量升高(見表2)。然而，由配比變化導(dǎo)致的配合煤黏結(jié)性指標(biāo)的改變(黏結(jié)指數(shù)G值降低)并未顯現(xiàn)在焦炭的傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)指標(biāo)CRI和CSR上。增配肥煤和1/3焦煤，焦炭的CRI指標(biāo)并未大幅升高，CSR指標(biāo)也沒有大幅降低，這可能與配合煤在成焦過程中維持了一定的膠質(zhì)體的量有關(guān)(由膠質(zhì)層最大厚度Y值看出)。

2.3 配合煤配比對(duì)焦炭綜合熱性質(zhì)指標(biāo)的影響

2.3.1 變溫-恒溫等溶損試驗(yàn)

通過變溫-恒溫等溶損試驗(yàn)測(cè)得的3種焦炭反應(yīng)溫度和焦炭失重率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系見圖2，測(cè)定的綜合熱性質(zhì)指標(biāo)(包括起始反應(yīng)溫度ti、平均溶損速率vCR，non-iso-25和等溶損反應(yīng)后強(qiáng)度CSRnon-iso-25)見表5。

由圖2可知，3種焦炭的失重率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線基本重合，說明3種焦炭在中低溫區(qū)的溶損行為較為接近。在反應(yīng)開始階段，與1#和3#焦炭相比，2#焦炭的失重率曲線偏向右下方，表明2#焦炭的起始反應(yīng)溫度略高于1#和3#焦炭的起始反應(yīng)溫度，這可由表5得到證實(shí)。2#焦炭的ti值為1 006 ℃，略高于1#焦炭的991 ℃和3#焦炭的992 ℃。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)入到中間階段，溫度達(dá)到1 100 ℃一段時(shí)間以后，3種焦炭的失重率曲線幾乎完全重合。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)入到末段，失重率曲線由左到右的3種焦炭依次為3#、1#和2#焦炭，說明3#焦炭溶損至25%所需的時(shí)間略短于1#和2#焦炭溶損至25%所需的時(shí)間。這也表明3#焦炭的平均溶損速率略大于1#和2#焦炭的平均溶損速率。由表5可知，3#焦炭的vCR，non-iso-25值為0.160 3%/min，略大于1#焦炭的0.155 3%/min和2#焦炭的0.158 2%/min。

圖2 反應(yīng)溫度和焦炭失重率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系Fig.2 Relationship between reaction temperature, weight loss rate and reaction time

vCR，non-iso-25指標(biāo)同樣可以被看作是代表焦炭反應(yīng)性的指標(biāo)，與CRI指標(biāo)表現(xiàn)規(guī)律不同的是，增配低階的肥煤和1/3焦煤，vCR，non-iso-25指標(biāo)顯示焦炭的反應(yīng)性均有升高的趨勢(shì)；從反應(yīng)后強(qiáng)度指標(biāo)來看，總體上3種焦炭的CSRnon-iso-25指標(biāo)均低于CSR指標(biāo)，這可能與試驗(yàn)條件變化導(dǎo)致焦炭的溶損程度不同有關(guān)。與CSR指標(biāo)表現(xiàn)規(guī)律不同的是，CSRnon-iso-25指標(biāo)顯示增配肥煤會(huì)使焦炭的熱強(qiáng)度值降低，由1#焦炭的60.29%降至2#焦炭的57.64%；而增配1/3焦煤后焦炭的熱強(qiáng)度值變化較小，3#焦炭的熱強(qiáng)度值為59.36%(見表5)。

表5 由變溫-恒溫等溶損試驗(yàn)得到的3種焦炭的綜合熱性能指標(biāo)Table 5 Comprehensive thermal property indexes of three coke samples obtained from the same weight loss reaction test at variable-constant temperature condition

2.3.2 恒溫等溶損試驗(yàn)

通過恒溫等溶損試驗(yàn)測(cè)定的3種焦炭的綜合熱性質(zhì)指標(biāo)，即恒溫等溶損反應(yīng)后強(qiáng)度CSRiso-25見表6。六個(gè)不同溫度下測(cè)得的熱強(qiáng)度CSRiso-25值與CSR指標(biāo)的差值見表7。

表6 由恒溫等溶損試驗(yàn)得到的3種焦炭的綜合熱性能指標(biāo)Table 6 Comprehensive thermal property indexes of three coke samples obtained from the same weight loss reaction test at constant temperature condition

表7 不同溫度條件下測(cè)得的CSRiso-25值與CSR指標(biāo)的差值Table 7 Differences between CSRiso-25 values measured at different temperatures and the CSR index

由表6可知，1 050 ℃時(shí)1#焦炭的CSRiso-25值為61.90%，2#和3#焦炭的CSRiso-25值均低于1#焦炭的CSRiso-25值，分別為59.10%和60.44%，其中2#焦炭的CSRiso-25值最低。由表7可知，1 050 ℃時(shí)測(cè)得的3種焦炭的CSRiso-25值均低于CSR指標(biāo)，其中2#焦炭降低的幅度最大，為4.92%。1 100 ℃時(shí)測(cè)得的3種焦炭的CSRiso-25值變化規(guī)律基本與1 050 ℃時(shí)測(cè)得的3種焦炭的CSRiso-25值變化規(guī)律一致，只是熱強(qiáng)度值更低。1 150 ℃時(shí)3種焦炭的CSRiso-25值變化規(guī)律發(fā)生較大變化，2#和3#焦炭的CSRiso-25值均略高于1#焦炭的CSRiso-25值，分別為55.47%和55.23%；與CSR指標(biāo)相比，1 150 ℃時(shí)測(cè)得的3種焦炭的CSRiso-25值都出現(xiàn)了大幅度降低，降幅達(dá)到了7%～8%。1 200 ℃時(shí)3#焦炭的CSRiso-25值明顯高于1#和2#焦炭的CSRiso-25值，為57.10%，與CSR指標(biāo)相比得到的差值也最小，為5.40%。1 250 ℃時(shí)2#焦炭的CSRiso-25值明顯低于1#和3#焦炭的CSRiso-25值，為54.99%，與CSR指標(biāo)相比得到的差值也最大，為9.03%。1 300 ℃時(shí)2#焦炭的CSRiso-25值最低，為58.85%，而3#焦炭的CSRiso-25值最高，為60.95%；2#焦炭的CSRiso-25值與CSR指標(biāo)的差值最大，為5.17%，而3#焦炭的CSRiso-25值與CSR指標(biāo)的差值最小，為1.55%。

分析以上恒溫等溶損試驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果可知，不同溫度點(diǎn)下測(cè)定的3種焦炭的熱強(qiáng)度值高低規(guī)律并不一致，說明反應(yīng)溫度對(duì)等溶損反應(yīng)后強(qiáng)度CSRiso-25值具有重要影響。3種焦炭在不同溫度點(diǎn)測(cè)得的CSRiso-25指標(biāo)隨反應(yīng)溫度的變化如圖3所示。

圖3 CSRiso-25指標(biāo)與反應(yīng)溫度的關(guān)系Fig.3 Relationship between CSRiso-25 index and reaction temperature

由圖3可知，3種焦炭的CSRiso-25值均隨反應(yīng)溫度的升高呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。這主要與反應(yīng)溫度對(duì)焦炭的溶損反應(yīng)模式產(chǎn)生重要影響有關(guān)[15]。焦炭與CO2發(fā)生的溶損反應(yīng)是典型的氣-固兩相反應(yīng)，焦炭又是多孔體，溶損反應(yīng)模式主要取決于焦質(zhì)的氣化反應(yīng)速率和CO2氣體沿焦體氣孔的內(nèi)擴(kuò)散阻力，而焦炭的劣化是以上兩者競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。低溫條件下，焦質(zhì)的氣化反應(yīng)速率慢，焦炭的溶損主要受氣化反應(yīng)速率控制，焦塊呈整體破損，因此測(cè)得的焦炭熱強(qiáng)度值較高。隨著反應(yīng)溫度升高，焦質(zhì)的氣化反應(yīng)速率加快，焦炭的溶損受氣化反應(yīng)速率和內(nèi)擴(kuò)散阻力混合控制，焦塊呈局部“劣化帶”形式破損，因此測(cè)得的熱強(qiáng)度值較低。當(dāng)反應(yīng)溫度進(jìn)一步升高，焦質(zhì)的氣化反應(yīng)速率進(jìn)一步加快，焦炭的溶損主要受內(nèi)擴(kuò)散阻力控制，焦塊呈表面破損，保護(hù)了內(nèi)核，因此測(cè)得的熱強(qiáng)度值較高。

結(jié)合表6和圖3可知，無論是增配肥煤得到的2#焦炭還是增配1/3焦煤得到的3#焦炭，低溫條件(1 050 ℃和1 100 ℃)下的熱強(qiáng)度值均較低。但當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到1 150 ℃，3種焦炭的CSRiso-25-t曲線基本匯于一點(diǎn)，三者的熱強(qiáng)度值較為接近。當(dāng)反應(yīng)溫度進(jìn)一步升高(高于1 150 ℃)，2#焦炭的熱強(qiáng)度值仍低于1#焦炭的熱強(qiáng)度值，尤其是當(dāng)溫度超過1 200 ℃，兩者熱強(qiáng)度值差距變大。然而，3#焦炭的CSRiso-25-t曲線卻與1#焦炭的曲線在1 150 ℃實(shí)現(xiàn)交叉，當(dāng)反應(yīng)溫度高于1 150 ℃，3#焦炭的熱強(qiáng)度值高于1#焦炭的熱強(qiáng)度值。從以上分析可知，對(duì)增配肥煤得到的焦炭，在多數(shù)溫度點(diǎn)測(cè)得的熱強(qiáng)度值均較低，焦炭的綜合熱性質(zhì)較差。但增配1/3焦煤，使焦炭在高溫區(qū)的熱強(qiáng)度值提高，焦炭的綜合熱性質(zhì)較好。因此，由恒溫等溶損試驗(yàn)結(jié)果可知，增配肥煤不利于焦炭的綜合熱性質(zhì)，而增配1/3焦煤有利于提高焦炭在高溫區(qū)的熱強(qiáng)度。

2.3.3 熱處理試驗(yàn)

通過熱處理試驗(yàn)測(cè)定的3種焦炭的綜合熱性質(zhì)指標(biāo)，即高溫?zé)崾е芈手笖?shù)ICPHT和熱處理后強(qiáng)度SCPHT見表8。

由表8可知，3種焦炭的高溫?zé)崾е芈手笖?shù)ICPHT較為接近，均在6%左右，其中3#焦炭的高溫?zé)崾е芈手笖?shù)略高，為6.15%；3種焦炭的熱處理后強(qiáng)度SCPHT也比較接近，其中1#焦炭的SCPHT值略高于2#和3#焦炭的SCPHT值，為57.06%?？傮w來看，無論是增配肥煤還是1/3焦煤，對(duì)焦炭的耐高溫?zé)嵝再|(zhì)影響不大。

表8 由高溫?zé)崽幚碓囼?yàn)得到的3種焦炭的綜合熱性能指標(biāo)Table 8 Comprehensive thermal property indexes of three coke samples obtained from the high temperature heat treatment test

從代表焦炭中低溫?zé)嵝阅艿膰覙?biāo)準(zhǔn)CRI和CSR指標(biāo)及變溫-恒溫等溶損試驗(yàn)測(cè)得的ti，vCR，non-iso-25和CSRnon-iso-25指標(biāo)可看出，配比變化引起的配合煤性質(zhì)變化并未反映在傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)指標(biāo)CRI和CSR上，但vCR，non-iso-25指標(biāo)清晰地顯示出配入低階煤，焦炭與CO2反應(yīng)的速率加快，這與黏結(jié)能力指標(biāo)下降有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也符合一般性認(rèn)識(shí)。從CSRnon-iso-25指標(biāo)來看，配入肥煤會(huì)使變溫條件下的等溶損反應(yīng)后強(qiáng)度值降低，但配入1/3焦煤則不會(huì)，這與CSR指標(biāo)表現(xiàn)的規(guī)律顯著不同，可能與兩者選取的試驗(yàn)條件不同有關(guān)。

從代表焦炭中高溫?zé)嵝阅艿暮銣氐热軗p試驗(yàn)測(cè)得的CSRiso-25指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，配入低階的肥煤和1/3焦煤，會(huì)導(dǎo)致較低溫度條件(1 050 ℃和1 100 ℃)下的熱強(qiáng)度值降低，這與配合煤的黏結(jié)能力指標(biāo)下降存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但當(dāng)反應(yīng)達(dá)到較高溫度(高于1 150 ℃)，雖然增配肥煤使焦炭的熱強(qiáng)度值依然降低，但增配1/3焦煤會(huì)使焦炭高溫區(qū)的熱強(qiáng)度值明顯升高，這可能與增配1/3焦煤使焦炭與CO2在不同溫度條件下發(fā)生溶損的反應(yīng)模式的轉(zhuǎn)變機(jī)制發(fā)生較大變化有關(guān)。

從代表焦炭耐高溫的ICPHT和SCPHT指標(biāo)來看，增配低階肥煤和1/3焦煤均對(duì)焦炭的耐高溫?zé)嵝阅苡绊懖淮蟆?/p>

綜上所述，配合煤配比變化引起的焦炭的綜合熱性質(zhì)指標(biāo)變化比傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)CRI和CSR指標(biāo)變化更為敏感，且反映出更多的焦炭質(zhì)量信息，在預(yù)測(cè)焦炭熱性能方面對(duì)CRI和CSR指標(biāo)起到了很好的補(bǔ)充作用。由焦炭綜合熱性質(zhì)指標(biāo)的變化規(guī)律可知，與肥煤相比，增配一些更低階的經(jīng)濟(jì)性更好的1/3焦煤，可能對(duì)提高焦炭熱性能和降低配煤成本起到很好的推動(dòng)作用。

3 結(jié) 論

1) 增配肥煤和1/3焦煤，會(huì)引起配合煤的變質(zhì)程度降低，揮發(fā)分含量升高，膠質(zhì)體黏結(jié)能力下降，但膠質(zhì)體的量不會(huì)減少。以上配合煤的各項(xiàng)性質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)變化，沒有顯現(xiàn)在表征焦炭熱性能的傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)指標(biāo)反應(yīng)性CRI和反應(yīng)后強(qiáng)度CSR上。

2) 配合煤配比變化所導(dǎo)致的焦炭綜合熱性質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律與傳統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)CRI和CSR指標(biāo)的變化規(guī)律存在差異。代表焦炭中低溫?zé)嵝阅艿膙CR，non-iso-25指標(biāo)表明，無論配入低階的肥煤還是1/3焦煤，焦炭與CO2發(fā)生溶損反應(yīng)的速率都會(huì)加快，CSRnon-iso-25指標(biāo)還表明配入肥煤會(huì)使焦炭的熱強(qiáng)度值變差。而代表焦炭中高溫?zé)嵝阅艿腃SRiso-25指標(biāo)表明，增配1/3焦煤可提高焦炭在高溫區(qū)的熱強(qiáng)度值。無論是增配肥煤還是1/3焦煤，對(duì)焦炭的耐高溫?zé)嵝阅苤笜?biāo)ICPHT和SCPHT影響都不大。

3) 配合煤配比變化引起的焦炭綜合熱性質(zhì)指標(biāo)變化比國家標(biāo)準(zhǔn)熱性質(zhì)指標(biāo)CRI和CSR變化更為敏感，主要與綜合熱性質(zhì)指標(biāo)反映了焦炭某些新的特征有關(guān)。焦炭綜合熱性質(zhì)指標(biāo)的變化規(guī)律顯示，增配1/3焦煤會(huì)在提高焦炭質(zhì)量和降低配煤成本方面取得較好的效果。