Структурная оценка качества каменноугольных коксов как восстановителей в электротермических процессах

• Автор: Шапиро, Фаина Леонидовна
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 229 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ВОССТАНОВИТЕЛИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И

ИХ СТРУКТУРА II

1.1. Углеродистые восстановители для электротермических процессов . II

1.1.1. Требования, предъявляемые к восстановителю для электротермических процессов.

1.1.2. Реакционная способность и удельное электросопротивление .

1.2. Современные представления о структуре углеродистых материалов

1.2.1. Структура графита .

1.2.2. Структура и свойства каменных углей и

кокса.
1.2.3. Пористость углеродистых материалов
Выводы
Задачи исследования
2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ КОМПЛЕКСНОГО МИКРОСКОПИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ КОКСОВ
2.1. Оптическая микроскопия .
2.1.1. Выявление структуры углеродистого
вещества
2.1.2. Информативность и возможности оптической микроскопии
2.2. Электронная микроскопия
2.2.1. Просвечивающая электронная микроскопия. Препарирование объектовреплик
2.2.2. Растровая электронная микроскопия. Фрактографическое изучение пористости каменноугольных коксов .
Стр.
2.2.3. Количественная оценка деталей тонкой
структуры и пористой системы .
2.3. Объекты для изучения .
Выводы
3. ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРЫ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ КОКСОВ
3.1. Микроструктурные компоненты, разрешаемые оптическим микроскопом.
3.2. Микро и тонкая структура углеродистого вещества
3.2.1. Основные структурные формы анизотропной составляющей. Переходные структуры.
3.2.2. Анализ кристаллитной формы углеродистого вещества
3.3. Морфологические характеристики пористости каменноугольных коксов по данным фрактографического исследования .
3.3.1. Характер скола каменноугольных коксов. Геометрия их пористого строения .
3.3.2. Классификация пористости, основанная на возможностях визуального фрактографического изучения на растровом электронном микроскопе .
3.4. Возможность описания пористого строения по
данным оптического анализа
Выводы.
4. СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗНЫХ ВИДОВ КОКСА И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ.
4.1. Влияние природы исходных углей при слоевом коксовании на параметры микроструктуры кокса
4.2. Влияние условий коксования в кольцевой печи на структуру кокса.
4.3. Основные структурные критерии качества каменноугольных коксов как восстановителей
Выводы .
5. ПРОВЕРКА СТРУКТУРНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА КОКСА КАК
ВОССТАНОВИТЕЛЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ
5.1. Использование оптической микроскопии для прогнозирования восстановительных свойств каменноугольных коксов для электротермических процессов .
5.2. Структурная оценка промышленных коксов, полученных в кольцевой печи .
5.3. Опробование и внедрение метода структурной оценки качества металлургического кокса в условиях
ЦЗЛ Днепропетровского коксохимического завода
5.3.1. Оптический анализ
5.3.2. Фрактографический анализ .
5.3.3. Структурная оценка качества металлургического кокса.
Выводы.
ЗАКЛШЕНИЕ .
ЛИТЕРАТУРА


Так, чем больше скорость нагрева в период спекания, тем хуже показатели качества готового кокса, как восстановителя. На стадии же полукокс кокс увеличение скорости нагрева приводит к улучшению качества в работе показано, что повышение скорости нагревания неспекающихся углей приводит за счет повышения газообразования к увеличению УЭС и реакционной способности. Другими словами, для улучшения качества восстановителя из спекающихся углей необходимо уменьшать скорость нагрева при коксовании, тогда как для неспекающихся проводить их ускоренный нагрев . Все описанные изменения показателей качества кокса связаны с его структурой ее качественной характеристикой, степенью упорядоченности и развитости пористой системы, т. Установлено , что реакционная способность углерода зависит от соотношения переходных форм , размеров кристаллитов и ориентации их по отношению к активному реагенту. Таким образом, реакционная способность является функцией химической активности, определяемой не только химическим составом, но и строением, и характером пористой системы. Это означает, что, кроме подвода вещества к внешней поверхности, надо еще учитывать подвод вещества к внутренней поверхности углерода . Многие исследователи занимаются вопросами определения взаимосвязи реакционной способности углеродных материалов с их кристаллической структурой, активной поверхностью, используя при этом разные методы исследования и обращая основное внимание на определение реакционной поверхности. Так, в работах , использован рентгеноструктурный метод, потребовавший нахождения для данных материалов и поставленной задачи методических приемов исследования. Авторы определяли химическую активность методом, основанным на записи изотермогравиметрических кривых газификации в условиях полного насыщения твердой поверхности углекислым газом с последующим расчетом кинетических констант газификации. По мнению Н. В.Лаврова , к этим измерениям нужно относиться с осторожностью, т. Наиболее известные и достоверные работы в этом направлении проводились Д. Ю.Гамбургом , который ввел понятие интегральной химической активности твердого топлива расчет проводится к удельной поверхности реагирующего топлива, а не к весу, как было ранее. Им подробно исследовалась и вторичная структура различных твердых топлив, отражающая форму и размер частиц, внешнюю и внутреннюю поверхность, границу раздела между твердой и газообразной фазами, имеющей расположение, определяемое ее пористой структурой и распределением объема пор по эффективным радиусам. Одновременно с реакционной способностью от упорядоченности структуры зависит и удельное электросопротивление материалов, т. УЭС ниже, однако кокс из углей менее метаморфизованных обладает и менее упорядоченной структурой, т. УЭС . Связано это с размерами кристаллитов чем выше степень метаморфизма, тем больше размер кристаллита и угля,и получившегося из него кокса и тем меньшее число контактов т. УЭС. Рентгеноструктурные исследования показали, что даже высокотемпературные коксы из углей низкой стадии метаморфизма имеют типичную аморфную структуру. Таким образом, все вышеуказанное еще раз подтверждает эмпирический факт, что углеродистые восстановители даже при одинаковом содержании углерода проявляют разные восстановительные свойства, определяемые степенью упорядоченности углеродистого вещества. Наиболее объективной оценкой последней является рентгеноструктурный анализ . Однако он сложен и не нашел применения при определении качества углеродистых восстановителей. Определение поведения в электропечи того или иного восстановителя невозможно без знания их структурных, особенно пористых характеристик, изучение которых необходимо и возможно с помощью микроскопических методов анализа, основывающегося на знании современных представлений о структурах графита, углей, кокса и процессе его образования. Только доскональное знание микроструктурных особенностей углеродистых восстановителей позволит связать их с основными показателями качества кокса, необходимыми при электротермических процессах.