D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2013.04.015 第35卷第4期 北京科技大学学报 Vol.35 No.4 2013年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2013 钾、钠对焦炭劣化作用 赵宏博)，蔡皓宇)四，程树森)，赵贵清) 1)北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室，北京1000832)酒泉钢铁集团公司榆中钢铁有限责任公司，榆中730000 区通信作者，E-mail:caibo890107g163.com 摘要为了研究碱金属钾、钠对焦炭劣化作用的区别，首先将焦炭置于不同含量的钾，钠气氛下进行吸附实验，然后 对吸附碱金属后的焦炭进行扫描电镜观察、能谱及X射线衍射分析和热态性能测试.由于钠更加容易以表面吸附的形 式覆盖在焦炭表面，所以在碱蒸气质量比相同的气氛下，钠的吸附量要高于钾.表面吸附的碱金属对焦炭溶损反应有阻 碍作用.在相同吸附量情况下，吸附钾后的焦炭中与碳化学结合的钾居多，反应性更高，另外，钾金属本身对焦炭破坏 作用就很大，钾原子会插入碳层引起微晶多维膨胀，使焦炭微观组织产生破裂，并且这些新生的裂纹导致吸附钾焦炭与 吸附钠焦炭在溶损方式上的不同. 关键词高炉：碱金属：焦炭：劣化；催化作用 分类号TF526+.1 Degradation effect of potassium and sodium on coke ZHAO Hong-bo),CAI Hao-yu,CHENG Shu-sen),ZHAO Gui-qing2) 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology of Beijing,Beijing 100083.China 2)Yuzhong Iron and Steel Ltd.of JISCO,Yuzhong 730000,China Corresponding author,E-mail:caibo890107@163.com ABSTRACT In order to research the differences of degradation effect on coke between potassium and sodium. gaseous adsorption experiments on coke in potassium and sodium atmospheres were carried out,and the coke samples were analyzed by scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive spectrometry (EDS),X-ray diffraction (XRD) and thermal properties test.It is found that sodium more easily covers the surface of coke in surface-absorbed form,so the absorption amount of sodium is greater than that of potassium in the alkali atmospheres with the same mass ratio. Alkali metals absorbed on the surface of micropores have resistant effect on the solution loss reaction of coke.Compared with sodium in sodium-adsorbed coke,in the same absorption amount condition,more potassium in potassium-absorbed coke chemically combines with carbon and thus potassium-absorbed coke has a higher reactivity.In addition,potassium has strong destroying effect on coke.Potassium atoms can intercalate into carbon layers and cause the multidimensional expansion of microcrystals,which leads to breakages in the microstructure of coke.These new cracks result in the different ways of solution loss between potassium-adsorbed coke and sodium-adsorbed coke. KEY WORDS blast furnaces;alkali metals;coke;degradation;catalysis 随着现代高炉煤比的增加和冶炼强度的提高， 当今很多钢铁企业原料质量下降，原燃料中碱 焦炭作为高炉料柱的骨架作用愈发突出，同时由于 金属含量越来越高.钢铁企业在制定碱金属入炉上 焦炭负荷的提高及其在炉内停留时间的延长，焦炭 限时，都是以钾、钠的总量作为标准，现在已有一些 的劣化也更加严重！.如果焦炭粒度降低过多将导 研究者开始讨论钾、钠对高炉操作影响的区别6，其 致高炉料柱的透气透液性不断恶化，进而破坏高炉 普遍认为钾的危害比钠高，但是关于钾、钠对焦炭 的顺行.在加剧高炉内焦炭劣化的众多因素中，循 劣化作用的机理和区别一直没有确定的说法.本文 环富集的碱金属对焦炭的破坏已引起重视2-列. 尝试用模拟实验的方法，通过研究钾、钠在焦炭上 收稿日期：2012-12-01 基金项目：国家自然科学基金资助项目(60872147)：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP12-029A)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 钾 、钠对焦炭劣化作用 赵宏博 `, 蔡皓宇 `困, 程树森 , 赵贵清 北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室, 北京 酒泉钢铁集团公司榆 中钢铁有限责任公司, 榆中 困 通信作者, 砂 ￡ 摘 要 为了研究碱金属钾 、 钠对焦炭劣化作用的区别, 首先将焦炭置于不同含量的钾 、钠气氛下进行吸附实验, 然后 对吸附碱金属后的焦炭进行扫描电镜观察 、 能谱及 射线衍射分析和热态性能测试 由于钠更加容易以表面吸附的形 式覆盖在焦炭表面, 所以在碱蒸气质量比相同的气氛下 , 钠的吸附量要高于钾 表面吸附的碱金属对焦炭溶损反应有阻 碍作用 在相同吸附量情况下, 吸附钾后的焦炭中与碳化学结合的钾居多, 反应性更高, 另外, 钾金属本身对焦炭破坏 作用就很大, 钾原子会插入碳层引起微晶多维膨胀, 使焦炭微观组织产生破裂, 并且这些新生的裂纹导致吸附钾焦炭与 吸附钠焦炭在溶损方式上的不同 关键词 高炉 碱金属 焦炭 劣化 催化作用 分类号 刀通。 万 夕一乙 , 以 万 一万。 网 , 月刀 人。一 , 且今 二一叮` 夕 , , , ' , , , 困 , ￡ , , , , , 一即 一 , 打 一 , 一 , 、 , 、 一 一 随着现代高炉煤 比的增加和冶炼强度的提高 , 焦炭作为高炉料柱 的骨架作用愈发突出, 同时由于 焦炭负荷 的提高及其在炉 内停 留时间的延长, 焦炭 的劣化也更加严重 ` 如果焦炭粒度降低过多将导 致高炉料柱 的透气透液性不断恶化 , 进而破坏高炉 的顺行 在加剧高炉内焦炭劣化的众多因素中, 循 环富集的碱金属对焦炭的破坏己引起重视 一” 当今很多钢铁企业原料质量下 降, 原燃料中碱 金属含量越来越高 钢铁企业在制定碱金属入炉上 限时, 都是以钾 、钠的总量作为标准 现在 己有一些 研究者开始讨论钾 、钠对高炉操作影响的区别 , 其 普遍认为钾的危害比钠高, 但是关于钾 、钠对焦炭 劣化作用的机理和 区别一直没有确定的说法 本文 尝试用模拟实验的方法, 通过研究钾 、钠在焦炭上 收稿 日期 一 一 基金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 中央高校基本科研业务费专项资金资助项 目 一 一 一 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2013.04.015