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浅析焦炭反应性与高炉冶炼

文档作者：赵瑞学文档来源：济南钢铁集团山东济南		点击数：	更新时间： 2020年12月03日
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INMETRO法规N。301／／201 1规定汽车每种
燃油泵必须通过以下测试 ：实用性测试，绝
缘性能，工作温度范围，热循环测试，热耐久
测试，气密性测试，腐蚀性测试，振动测试，
操作耐久测试。
4．8轻铝合金活塞，销和锁环
INMETRO法规N。301／／2011规定通过以下
测试 。
奥托循环活塞：硬度测试， 热尺寸稳定性，
材料成分分析，金相分析。
狄塞尔循环活塞：硬度，化学成分分析，
外观检查，金相分析。
活塞销：化学成分分析， 硬化或氮化物层
的深度，外表面硬度，同心度，壁厚，粗糙度。
锁环：平坦度，硬度，锥形变形，对角变形。
4．9活塞环
INMETRO法规N。301／／2011规定通过以下
测试 ]：温度下的切向力损失，涂层厚度， 氮
化物层的深度，椭圆化，光泄漏性，表面粗糙度。
4．1O轴承壳
INMETRO法规N。301／／201 1规定通过以下
测试 ：壁厚测试，外直径测试，宽度，定位
位置参考，定位孔和润滑槽，推力高度， 凸缘
厚度，表面粗糙度。
4．11灯泡
NMETRO法规N。301／／2011规定通过以下
测试 ：尺寸测试，灯座尺寸测试，电学性能，
光度测试，寿命B3，寿命性能，耐振动和冲击
试验，耐扭矩试验，玻璃灯泡的电阻。
4．12制动液
NMETRO法规78／2011规定通过以下测试 。
含水率， 沸点平衡回流(收到样品)， 沸点平
衡回流(湿)，蒸发损失。
5．技术分析
通过对巴西售后市场零件的法规分析，
ABNT标准大部分是基于ISO 标准和巴西市场的
现状来制定。我们可以发现巴西对零件的技术
要求分布如下：
从标准中我们可以得出巴西售后市场对零
部件的技术要求越来越高，特别关注基本功能，
耐久可靠性和振动性能(如上图)。2012年巴
西将进口汽车关税提高30％，使我国汽车在巴西
市场的进口成本大幅提高25％，这对刚刚起步的
中国企业来说是个很大的挑战。随着中国劳动
力和原材料成本的增长， 以及国际金融政策的
调整，汽车零部件的生产成本已经大幅提升，
巴西出台的技术法规更是给中国零部件企业设
置更高的门槛。对于中国的汽车零部件厂商来
说，提高生产质量无疑成为其进入和提升其在
巴西汽车售后市场的重要环节。这就需要我们
国内的再制造企业在产品开发领域必须先要让
产品满足基本功能，然后最大限度的提高可靠
性性能， 这有利于提高我们在巴西市场的口碑
和品牌，是一项长期的质量提升过程。
从目前的市场情况来看，我们国内的企业
大多能够制造满足基本功能的零部件，但是耐
久可靠性和耐环境性能方面较差。这需要我们
企业在研发阶段合理选择原材料，设计方案，
工艺并多方面研究和实验来提高产品的使用可
靠性。只要这样，我们才能走出低质量产品的
Caaem lC
学术
怪圈，从而赢的客户的认可，取得较高的市场
份额。
参考文献：
[1]朱毅《海外汽车市场准入制度和技术法
规》．中国汽车技术研究中心标准化研究所，2012
[2]INMETRO， OrdinanCe No． 457，
Approves the General RequirementS for
ProductS Certification—RGCP， 2011
[3]INMETRO， OrdinanCe No． 491，
Approves the procedure for grant ing，
maintenance and renewal of the Object
RegistratiOn， 201 1
[4]INMETRO， OrdinanCe No． 445，
Requirements for evaluating the compliance
of automotive wheelS， 2010
[5]INMETRO， OrdinanCe No． 544，
Requirement for assessment of compl iance
for new tires， 2011
[6]INMETRO， OrdinanCe No． 299，
Regu1ation for lead acid batteries of
motor vehicles and motorcycles， 2012
[7]《巴西汽车产销历史数据(背景)》，
载于《中国汽车报》，2005．1．12．AI2版
[8]INMETRO， OrdinanCe No． 1 57，
Requirements for assessment of Vehic1e
glass， 2009
[9]INMETR0， Ordinanc e NO． 301，
Requirements for compl iance assessment of
automotive components， 2011
[1 0]INMETRO， Ordinance No． 78，
Requirement for assessment of compliance
of auto brake liquids． 2011．
浅析焦炭反应性与高炉冶炼
250101济南钢铁集团山东济南一赵瑞学
摘
高生产所采取的方法措施。
前言
焦炭是高炉的主要燃料，在冶炼过程中不
但发挥着还原剂和发热剂的坐作用，还作为碳
源起着渗碳的作用以及构成料柱骨架。焦炭的
还原性依赖与它在高炉中的反应性，一般认为
焦炭反应性与焦炭反应后所剩物质的强度有着
某种负相关的关系，所以焦炭反应性与其料柱
骨架有着直接关系，其反应性对高炉冶炼具有
十分重要的作用。在高炉冶炼的发展过程中，
由于制造工艺和冶炼手段存在很大差异，产生
了各种高炉操作技术和配煤炼焦手段。同时，
人们不断加深了对焦炭反应性和高炉冶炼之间
关系的认识。在当前环保意识不断增强、优质
焦煤紧缺的条件下，控制好焦炭的反应性对提
高冶炼效率至关重要。
1．焦炭的产生与应用
早期高炉冶炼所用的燃料是木炭， 而随着
工业的不断发展，生铁的需求越来越大，所消
耗的木炭的量也越来越多， 导致森林大量被砍
伐，树木资源紧缺，再加上木炭强度有限， 导
致高炉冶炼技术和产量得不到进一步发展。当
时，人们试验用没来替代木炭作为高炉的燃料
和还原剂，但是由于燃烧煤时鼓风能力不够，
而且煤中还有较多的磷和硫， 产生了较大的污
染，所以，以煤替代木炭的想法胎死腹中。后来，
有人提出用焦炭替代木炭来作为还原剂。刚开
始由于工艺的不足，焦炭中含有过多的硫， 导
致试验没有成功。此后有人利用低硫煤炼制除
了含硫量较低的焦炭，成功应用与高炉冶炼中，
从此高炉冶炼开启了新的篇章。
中国机械Machine China 101
，_、 a U ll ll
学术
2．焦炭反应性的高低与高炉冶炼
2．1低反应性焦炭
经过多年的发展， 焦炭低反应性能提高高
炉冶炼效率的思想被大多数人认可。焦炭反应
性低，就意味着焦炭刚开始反应时温度较高，
能够将高炉内的还原区间接扩大，有利于铁矿
石的问接还原。焦炭的可燃性和反应性低，那
么它在风口区的反应就会很慢，在燃烧区的横
截面积就大，这样就能让炉料的下降速度变得
更加均匀，有利于提高产品质量。如果焦炭的
反应性高，刚开始反应时温度较高，那么炉内
温度很低的情况下，焦炭就会与二氧化碳反应
而产生一氧化碳，一氧化碳不能及时与铁矿石
发生反应就被高炉煤气带走排出，导致焦炭的
使用率降低。而且，高反应性的焦炭在温度较
低时就开始反应，在高温时其强度必然会降低，
这就会破坏高炉里面的透气性。根据统计，焦
炭的反应性如果提高2％，焦比将会增加2kg，
同时一氧化碳的利用率会降低1％。由于这些原
因， 人们一般认为高反应性的焦炭不适合高炉
冶炼，低反应性的焦炭能够降低焦比、减少焦
炭破损等。
低反应性焦炭焦炭的生产经过长期的探索
过程。传统的生产中主要利用粘结性较好的焦
煤和肥煤来提高焦炭的各向异性，从而提高焦
炭的质量，焦煤和肥煤一般占据配煤的一半以
上。这种生产方式虽然能够得到较优质的焦炭，
但是由于优质的焦煤紧缺， 导致焦炭的生产成
本大幅上涨，其产量也受到限制。后来经过不
断探索，人们改进了工艺手段，并利用添加剂
技术来提高低反应性焦炭的生产。利用相关的
设备来改进炼焦的捣固、煤预热和调湿等工艺
和技术。添加钝化剂能在较低成本和能耗的情
况下降低焦炭的反应性，钝化剂可以配煤中添
加，也可以利用焦炭的表面进行吸附， 目前使
用较多的钝化剂是硼酸， 因为硼酸的吸附性较
好，在焦炭表面上能够阻止反应气体扩散到焦
炭里面，从而减缓反应的发生。
2．2高反应性焦炭
有一些研究者认为焦炭高反应性也能适合
高炉冶炼。有人认为高反应性的焦炭在高炉中
也能发挥极好的作用，高炉里面的温度能够自
动调节，也就是说高炉里卖弄的热量分布与间
接还原和直接还原是互成比列并且相互制约的，
他们通常不会发生很大改变。另外， 也有人认
为高反应性的煤炭比低反应性的煤炭更适合高
炉冶炼。现代化的高炉炉体已经达到和很高的
工作效率，所以再从低反应性煤炭出发来提高
高炉炉体反应效率已经没有实际意义了，特别
是现在的铁矿石已经有很好的还原性， 高反应
性的焦炭能够发挥冶炼效率。
由于反应性的截然相反，高反应性焦炭与
低反应性焦炭的制备思路完全相反， 但是生产
过程大致相同，也是利用添加剂和配煤工艺来
提高高反应性。这时的添加剂为催化剂，在冶
炼过程中催化焦炭快速反应，添加的方式同样
是直接添加在配煤中或吸附在焦炭表面。有人
认为，在配煤中增加低变质焦煤量能改变焦炭
的光学组织， 从而提高其反应性；通过降低焦
炭的结焦温度能减小焦炭的石墨化程度，提高
反应性。虽然如此，但是这些工艺会影响焦炭
的强度。也有人认为，与低反应性支持者相反
的是， 高炉里面的碱金属能够提高煤炭的反应
性，所以利用碱金属的催化作用可以生产高反
应性煤炭。
3．结语
焦炭反应性的高低对高炉冶炼有着十分紧
密的关系。不同见解和观点的产生是不同时期
适应生产的需要而提出来的，虽然他们都是根
据焦炭的还原性而提出不同的评价，但是得到
的结果截然相反， 这主要是因为当前还没有对
高炉体系形成十分全面而清晰的认识，这也是
由于高炉本身就是一个复杂的高温反应器造成
的。在实际生产过程中，要根据实际条件选择
相应反应性的焦炭， 以达到最大效益。
参考文献：
[1]欧阳德刚．焦炭钝化添加剂的研究现
状与发展趋势[J]．武钢技术，2007，45(4)：
43—47．
[2]王存政，廖洪强，薛立民等．焦炭钝化
技术的研究[J]．煤炭科学技术，2006，34(4)：
71—73．
[3]胡德生，孙维周．关于焦炭钝化技术的
商榷[J]．世界钢铁，2010，10(6)：24—28．
[4]毕学工．焦炭质量与高炉冶炼关系的再
思考[J]．过程工程学报，2009(增刊)：438—
441．
变速器故障原因分析及改进办法探究
722409陕西法士特齿轮有限责任公司陕西宝鸡一张波
摘要：
汽车变速器是汽车传动系统的核心部件，其性能的好坏直接影响到汽车的使用寿命和安全性能，由于其本身结构复杂、工作环境恶劣，变
速器中的零部件难免会发生强烈的非线性和非平稳性的故障 因此，除了要加强对汽车变速器故障检测诊断技术进行必要的研究以外，也要针
对相关的故障问题对汽车变速器进行必要的改型，这一点也是十分关键的 对于提高汽车机械设备的安全性和经济性有着重要的意义。本文将
会对汽车变速器的故障类型及原因进行必要的分析，同时从变速器的设计角度来分析控制变速器故障的改进方法。
汽车变速器的内部结构复杂，包含齿轮、轴、
轴承和同步器等众多零件， 其主要功能是减速
增扭、转换传动比以及档位间的调节， 虽然汽
车变速器结构与性能的不断改进，但是齿轮等
机械部件仍然会出现渐进地磨损进而发生故障，
这种故障在刚出现时是难以发现的，只有缓慢
累积到一定的程度才会被检测出来，因而对于
汽车变速器故障的控制除了要对变速器故障的
检测技术进行研究， 同时也要从汽车变速器结
IO2 Machine China中国机械
构本质上入手，进而从根本上延长汽车变速器
的使用寿命。
1．变速器故障类型及原因分析
手动变速器主要由齿轮、轴、轴承和同步
器组成， 由于制造或装配误差以及受到实际使
用时载荷等得影响，变速箱内各机械结构部件
会发生各种损坏，由于故障类型不同，故障产
生的原因也不同，下面将逐一分析：
1．1变速器齿轮故障分析
在汽车变速器运行过程中，齿轮损坏的状
况是比较常见的， 比齿轮磨损通常包括表面疲
劳、塑形变形、齿面磨损等。齿轮裂纹通常包
括疲劳裂纹、过载裂纹以及磨损裂纹等。面疲
劳、塑形变形、齿面磨损等。齿轮裂纹通常包
括疲劳裂纹、过载裂纹以及磨损裂纹等。产生
齿轮磨损，甚至断齿的原因为：剪应力超过齿
轮材料所能够承受的极限值进而产生疲劳裂纹
齿面未得到合理的润滑或者齿轮表面的保护油

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