半焦作为一种新型碳素材料［1－3］，具有高固定碳、高化学活性、低硫、低灰分以及孔隙结构发达等特性［4－5］。随着钢铁行业对优质无烟煤、焦炭需求量的不断增加［6－8］，国内外相关企业开始探索将价格低廉的半焦作为替代燃料应用于烧结工艺中［9－14］。

本文以陕北固体热载体半焦为研究对象，基于半焦各项理化特性，分析了半焦性质与烧结矿质量的关系，通过烧结杯实验得到最佳烧结效果的半焦配加比例，验证了烧结生产中应用半焦的可行性与经济优势，为该地区半焦产业与钢铁冶金行业的相互促进发展寻求新途径。

1 实 验

1.1 实验原料

1.1.1 还原剂

以陕北不黏煤为原料制得的固体热载体半焦和焦炭，基本性质分析见表1～2。

 

表1 还原剂工业分析及元素分析结果

  

样品 工业分析/%元素分析/%水分 灰分 挥发分 固定碳 C H O N S半焦 5.43 10.24 6.63 83.81 76.31 3.25 4.66 0.53 0.14焦炭 4.20 12.47 3.41 84.54 79.02 0.66 2.81 0.94 0.42

 

表2 还原剂主要化学成分（质量分数）/%

  

样品 SiO2Fe2O3Al2O3 CaO MgO TiO2 P2O5 K2O Na2O半焦 26.37 8.64 6.83 13.22 1.56 0.69 0.35 0.55 1.53焦炭 30.54 9.76 10.84 12.27 1.48 1.14 0.82 0.21 1.10

相比焦炭，半焦具有较低的灰分和全硫含量，有利于减少烧结烟气脱硫的能耗以及SO2气体对设备和环境的破坏［15－16］。 半焦和焦炭的发热量分别为 26 310 J/g和29 885 J/g，其固定碳含量与发热量较接近，因此烧结过程中作为发热剂效果相近。烧结过程中，由于半焦化学反应性强，会先于焦炭发生氧化燃烧反应，能提高燃烧反应速率，强化烧结过程，提高烧结效率。

由表2可以看出，半焦灰分中CaO、MgO等碱性氧化物的含量比焦炭高，SiO2、P2O5、TiO2等酸性氧化物的含量低，这样的矿物质分布特点属于低灰熔点类型，能够促进铁矿还原强度并适当减少烧结熔剂的药耗。

实验用半焦粒径分布与灰分数据如表3所示。物料干燥基加权平均灰分10.07%，－3 mm粒级含量占总样90.51%。随着粒径减小，灰分逐渐升高，－0.5 mm粒级含量较大，使得总比表面积增大，燃料燃烧速度加快，在高温区烧结料层中还原气氛增强，铁氧化物还原率得到一定程度升高，进而达到降低烧结矿收缩应力的目的，机械强度得到改善。

 

表3 半焦粒径与灰分分布

  

粒径/mm 产率/% 灰分/%＋6 1.80 6.56－6＋3 7.69 7.25－3＋1.25 18.73 8.45－1.25＋0.5 24.53 9.04－0.5＋0.25 15.27 9.56－0.25＋0.075 19.34 11.47－0.075 12.64 15.13

1）对半焦特性进行分析，样品粒径分布主要集中于3～0.075 mm，随着粒径减小，灰分逐渐升高，在一定程度上这种增加有利于烧结矿机械强度增强，灰分过高则会影响烧结矿产量和转鼓强度。

根据国标YB/T5166－1993《烧结矿和球团矿—转鼓强度的测定》［18］对制得的烧结矿进行转鼓强度实验，计算其垂直烧结速度、成品率、转鼓强度指数、FeO含量以及烧结矿品位。

袁永华 女， 1991年5月出生于河南省商丘市，2014 年于河南城建学院获得学士学位，现为辽宁工程技术大学在读硕士生，主要研究方向为图像分割.

  

图1 半焦表面形貌

  

图2 半焦氮吸附特性

 

（a）吸附⁃脱附曲线；（b）孔径分布

1.1.2 烧结原料

实验所用含铁混合料、返矿以及熔剂生石灰由陕西某钢铁企业提供，原料化学成分见表4。

我拍了拍他的后背，平静地说：“老兄，你也在这里验尸？真巧啊！你的骨骼不错，需要我为你替换一根钛合金桡骨吗？”

 

表4 烧结原料主要化学成分（质量分数）/%

  

原料名称 TFe SiO2 CaO MgO S P Al2O3TiO2混合料 61.03 2.14 1.03 0.62 0.058 0.26 1.54 0.25返矿 60.91 1.06 1.52 0.71 0.031 0.19 1.52 0.22生石灰 — 3.55 76.55 1.33 0.045 0.009 — —

保持含铁原料和熔剂配比不变，在燃料比4.90%的条件下调整燃料结构，烧结杯实验配料比见表5。碱度2.0时探索在相同配料比条件下的最佳半焦燃料替代比例，设计6组半焦替代比例实验，分别为20%、25%、30%、35%、40%和45%。

农业机械化科学研究院在“十一五”期间研制了9BQM-3.0型气力式免耕播种机，如图7所示。该设备不受种子外形尺寸和重力等物理特性的影响，可以实现单粒体高速排种；在不更换任何零部件的情况下，能满足人工种植草场、天然草场的补播和各类大田作物种子的条播要求，适应性广、播种均匀；能够在田间实现破茬、开沟、播种、覆土、镇压和铺平等联合作业。

 

表5 烧结杯实验配料比（质量分数）/%

  

混合料 返矿 燃料 生石灰78.00 10 4.90 7.10

1.2 实验方法

实验室烧结系统流程结构如图3所示。

  

图3 烧结系统流程

燃料半焦和焦炭按比例配比烧结，烧结杯尺寸为Φ300 mm ×500 mm，设计装料40 kg，铺底料2 kg，布料完后压一层20 mm厚的焦炭末并洒水适当湿润，用点火器点火，点火时间3 min，点火负压10 kPa，烧结负压保持在7 kPa左右，实验每隔5 min记录烧结环境负压及废气温度，以废气温度最高值为烧结终点，点火后至烧结终点的时间为烧结时间，到达终点后空吹3 min以降低烧结矿温度。

2.1 粒度分析 经激光粒度分布仪进行粒度分析，由图1可看出，香菇普通粉的中位粒径D50为348.438 μm；由图2可看出，香菇超微粉的中位粒径D50为22.247 μm。经过超微粉碎后的香菇普通粉平均粒径降低15.8倍，且粒径范围较为集中。

采用ASAP－2020型BET氮吸附比表面仪对半焦颗粒孔结构进行了分析，结果如图2所示。

2 实验结果与讨论

2.1 半焦替代比例对垂直烧结速度和烧结率的影响

烧结杯实验结果见表6。从表6可以看出，垂直烧结速度在23.17～24.65 mm/min之间，随着半焦替代比增加，速度逐渐下降，但是幅度不大，这是因为随着半焦用量增大，加热过程中水分和挥发分逐渐从颗粒内部溢出，由于温差作用在烧结料层下部发生凝结。从总体上看在半焦替代比20%～45%范围内垂直烧结速度都是满足烧结需要的。但是垂直烧结速度不宜过快，过快会使烧结过程中的能量利用不充分，导致产品转鼓强度下降。烧结率在72.9%～77.2%之间，呈先升高后降低的趋势，在配比35%时达到最大77.2%。半焦配比过低时，半焦和焦炭的升温速率不均衡，半焦燃烧速度比焦炭燃烧速度快，烧结过程燃料燃烧不充分，进而影响烧结成品率的提高；随着半焦比例增大，两者的升温速率会趋向均衡。继续增加半焦用量，高温环境中无机灰分物质相对富集，矿物质间由于“低温共融”作用软化熔融，影响到整个烧结料层的透气率，导致烧结成品率有所下降。

我国《国家安全法》第52条规定：“国家安全机关、公安机关、有关军事机关根据职责分工，依法搜集涉及国家安全的情报信息。”特别在第四章第二节“情报信息”第51条～第54条中，分别规定了“情报工作制度”“各部门搜集上报情报信息职责”“情报信息工作运用现代科技手段和加强研判分析”“情报信息的报送要求”等内容。“该法的立法模式呈现‘原始型’（即分散式立法）向‘混合型Ⅰ’（即分散式＋专门式立法）再向‘混合型Ⅱ’（即分散式＋专门式＋综合式立法）发展的趋势”。《国家安全法》是我国国家安全领域的基础性法律，也是统筹、引领国家安全领域立法工作的综合性法律之一，该法涵盖了国家安全多个领域。

 

表6 烧结杯实验结果

  

半焦替代比/%垂直烧结速度/（mm·min－1）成品率/%转鼓指数/%FeO含量/%烧结矿品位/%20 24.65 72.9 64.9 9.41 53.22 25 24.35 74.1 65.7 9.12 53.40 30 24.03 75.8 66.2 8.98 53.45 35 23.72 77.2 66.8 8.65 53.52 40 23.41 76.1 65.2 8.50 53.43 45 23.17 74.9 64.5 8.36 53.32

2.2 半焦替代比对转鼓指数和FeO含量的影响

2）对半焦的表观形貌和氮吸附分析发现半焦具有良好的活性，在烧结过程中能够提高燃烧反应速率，增加气流扩散速度，进而强化烧结过程。

“在舞者前，我放置了一个有多只闪光灯的导光栅格条形柔光箱。舞者的右后方有一束在低位定点标记的持续光源。我们要求她在室内做了多次同样的动作，并用同步后视图捕获影像，如此一来，快门释放后曝光的瞬间就能闪光。我们选择了几张图片，并用PS进行了合成。”

FeO含量随半焦替代比增加而不断减少，这是因为FeO仅在570℃以上才能在热力学上稳定存在，在570℃以下会转变为Fe3O4，由于半焦在固定碳和发热量上相比焦炭低，随着半焦替代比增加，这种热量上的差距更加明显，FeO能稳定存在的温度区间较窄，所以会使FeO含量随半焦替代比增加而减少。

尽管在教学这一主要命题前让学生掌握能力比掌握知识要重要很多，但是实际教学时不能不考虑学生对于知识的学习这一方面.在实际教学过程中到底是让学生掌握学习的能力然后由学生和教师一起合作掌握知识还是让学生掌握知识的时候顺便也将自主学习的能力得到手这是一个十分值得教师思考的问题，而面对这一问题的答案也从不同的角度反映出了教师教学方式的差异，其实大多数教师都习惯于在教授知识的同时将自主学习的能力教给学生.

2.3 半焦替代比对烧结矿品位的影响

由表6可以看出，随着半焦替代比增加，烧结矿品位稳定在53.22%～53.52%之间，这是因为烧结矿品位与铁矿石品位还有烧结矿碱度等息息相关，与燃料中半焦的替代比例关系不大。

2.4 验证实验

根据不同半焦替代比实验结果，保持含铁原料和熔剂配比不变，在燃料比4.90%的条件下调整燃料结构，针对半焦替代比35%在烧结杯中进行了3组验证实验，结果见表7。

 

表7 烧结杯验证实验结果

  

实验组数垂直烧结速度/（mm·min－1）成品率/%转鼓指数/%FeO含量/%烧结矿品位/%1 23.72 77.2 66.8 8.65 53.52 2 23.69 76.8 66.6 8.61 53.49 3 23.67 77.0 66.5 8.62 53.54均值 23.69 77.0 66.6 8.63 53.52

烧结产品各项指标平均值分别为：垂直烧结速度23.69 mm/min，烧结成品率 77.0%，转鼓强度指数66.6%，FeO含量8.63%，烧结矿品位53.52%。说明在半焦替代比35%时烧结产品稳定性较好，基本能满足生产需要。

3 结 论

3）燃料比4.90%条件下，当半焦替代比达到35%时烧结产品质量较佳，各项指标平均值为：产品垂直烧结速度23.69 mm/min，烧结成品率77.0%，转鼓强度指数66.6%，FeO含量8.63%，烧结矿品位53.52%。

在不同放大倍数条件下对半焦表面微观形貌进行观察，如图1所示。样品整体外观呈微晶层片状结构。热解升温时大量的水分、易挥发性矿物质呈气态沿有机质颗粒缝隙逸出，颗粒发生不规则膨胀并逐渐发育孔隙结构，降温时颗粒内外温差变化又使得表面碎裂，产生大量细小碎渣粘附于表面上。

从表6可以看出，转鼓指数保持在64.5%～66.8%之间，随着半焦替代比增加，转鼓指数表现出先增加后减少的趋势，但总体上变化不大，说明半焦的加入总体上不会影响烧结矿的转鼓强度。这是因为半焦和焦炭都具有高固定碳和高发热量的特点，在烧结过程中，半焦的加入完全可以满足烧结所需的热量需要。转鼓指数在半焦替代比为35%时达到最高66.8%，这是由半焦特性决定的，在烧结过程中，半焦粒度逐渐缩小，半焦里灰分随半焦粒度减少而增加，其中－0.5 mm粒级含量较大使得总比表面积增大，燃料燃烧速度加快，烧结料层中还原气氛增强，铁氧化物还原率得到一定程度升高，进而达到降低烧结矿收缩应力的目的，机械强度得到改善。但是随着半焦比不断提高，其灰分增加，逐渐在烧结料层中凝结，影响烧结料层的透气性和透液性。

以陕西某钢铁厂半焦替代焦炭作烧结燃料生产烧结矿，采用适当增加半焦粉配比的技术措施后，产品生产指标和理化性能指标基本可以达到用焦炭或无烟煤生产烧结矿时的水平。

参考文献：

［1］李 娟.半焦（兰炭）产业清洁生产技术方案研究［D］.西安：长安大学环境科学与工程学院，2011.

［2］王润博，张建良，王 喆，等.兰炭替代焦粉对烧结过程影响研究［J］.钢铁钒钛， 2015，36（2）：126－131.

［3］焦 阳，胡宾生，贵永亮.兰炭作为酒钢高炉喷吹用煤的可行性分析［J］.冶金能源， 2011，30（6）：20－22.

［4］杜 刚.兰炭替代部分高炉喷吹用煤及其性能的研究［D］.西安：西安建筑科技大学冶金工程学院，2013.

“凡弘文、崇文生，皇緦麻以上亲，皇太后、皇后大功以上亲，一家听二人选。职事二品以上、散官一品、中书门下正三品同三品、六尚书等子孙并侄，功臣身食实封者子孙，一荫听二人选。京官职事正三品、同中书门下平章事、供奉官三品子孙，京官职事从三品、中书黄门侍郎并供奉三品官、带四品五品散官子，一荫一人。 ”〔1〕(p1173)

观点2：思政课教师职责定位的“三者”说。扬州大学的吴恒认为，高校思政课教师应扮演“三者角色”，即做主流意识形态的明道者、做学生健康成长的指路者、做教书育人的创新者[4]41。

［5］李 硕，朱子宗，徐 军.兰炭改性及配煤炼焦优化［J］.钢铁，2012，47（8）：17－21.

《鲁迅小说》总字数(tokens),据antconc统计，为122,971个(不含标点)，单字(types)3051个。频度最高100字依次是：“的、了、一、是、不、他、我、有、在、来、也、这、人、说、着、子、里、上、去、大、得、然、到、个、么、们、看、时、便、就、那、而、还、又、出、没、你、要、道、但、自、她、都、家、和、只、见、起、地、为、下、头、以、可、阿、过、于、天、小、面、很、却、后、老、想、样、回、知、多、生、之、什、好、些、已、己、中、眼、经、走、前、两、似、事、太、年、四、所、心、声、几、十、从、三、吃、无、手、话、气、对”。

样品吸⁃脱附等温线属于Ⅱ类等温线［17］，说明其内部属于从小孔至大孔连续分布的孔结构系统。测得BET比表面积为83.450 2 m3/g，吸附累积孔容0.154 2 cm3/g，解吸累积孔容 0.155 1 cm3/g。 这种发达的孔隙结构使得半焦在烧结气氛中易与O2反应，在一定程度上影响晶体表面缺陷的浓度、扩散机构和扩散速度，对于烧结过程中的固态反应有重要的影响。

［6］Zhilong Cheng， Jian Yang， Lang Zhou， et al.Experimental study of commercial charcoal as alternative fuel for coke breeze in iron ore sin⁃tering process［J］.Energy Conversion and Management， 2016，125：254－263.

［7］Jia P Zhao， Chin E Loo， Rodney D Dukino.Modelling fuel combus⁃tion in iron ore sintering［J］.Combustion and Flame， 2015，162（4）：1019－1034.

［8］Xiaohui Fan， Zhiyun Ji， Min Gan， et al.Integrated assessment on the characteristics of straw⁃based fuels and their effects on iron ore sintering performance［J］.Fuel Processing Technology， 2016，150：1－9.

交易费用的分析思路是通过科斯定理而清晰的，地方政府相当于“中间组织”，地方政府的存在可以降低交易费用。交易费用模型可以论证，一个能够作出“有约束力合约承诺”的地方政府，即中间组织，能够使买方和卖方的交易更有效率。[12]

［9］Pahlevaninezhad M， Emami M D， Panjepour M.Identifying major zones of an iron ore sintering bed［J］.Applied Mathematical Model⁃ling， 2016，40（19－20）：8475－8492.

［10］杨双平，蔡文淼，郑化安，等.高炉喷吹半焦及其性能分析［J］.过程工程学报， 2014，14（5）：896－900.

［11］Zhilong Cheng， Jian Yang， Lang Zhou， et al.Sinter strength evalua⁃tion using process parameters under different conditions in iron ore sintering process［J］.Applied Thermal Engineering， 2016，105：894－904.

［12］Masoud Pahlevaninezhad， Mohsen Davazdah Emami， Masoud Panje⁃pour.The effects of kinetic parameters on combustion characteristics in a sintering bed［J］.Energy， 2014，73：160－176.

［13］李广田，陈 敏，杜成武.钢铁冶金辅助材料：精炼渣、覆盖剂、保护渣［M］.北京：化学工业出版社，2010.

丁珰这个人物是很值得深入挖掘的。她倾心于风流倜傥的石中玉，憎厌这不解风情的石破天。道德品质，在他心中实在无关紧要。她喜欢刺激的人生，喜欢风流的浪子。她将自己的爱情看得比什么都重要，却把别人的爱情踩在脚底。她的爱是如此的狂烈，而又是如此的虚无，像极了她的小名，叮叮当当，热闹而又缥缈。

［14］李权辉.固体燃料对唐钢烧结过程的影响研究［D］.唐山：河北联合大学冶金与能源学院，2014.

［15］张海龙，郭清海，徐崇德.烧结配加兰炭末工业实验研究［J］.山西冶金， 2014（5）：21－23.

［16］Bin⁃Hang Yan， Chen⁃Xi Cao， Yan Cheng.Experimental investiga⁃tion on coal devolatilization at high temperatures with different heat⁃ing rates［J］.Fuel， 2014，117：1215－1222.

［17］李 霞.基于不同能量形式干燥的褐煤孔结构及吸附特性研究［D］.徐州：中国矿业大学化工学院，2014.

［18］YB/T5166－1993， 烧结矿和球团矿—转鼓强度的测定［S］.